皮爾磁：協作機器人系統的風險評估和減少
http://www.sharifulalam.com 2021-08-18 17:18 來源：皮爾磁
“沒有絕對安全的機器人，只有安全的機器人應用”是皮爾磁一直以來所倡導的，協作機器人需要與人直接進行交互，其應用的安全性更加不容忽視。正確識別協作機器人系統的危險，能夠讓設計人員在協作機器人系統集成時事半功倍。采取合適的風險減少措施，可以讓用戶在協作機器人應用時無后顧之憂。
協作機器人系統風險減小的主要方法
傳統工業機器人系統，風險減小通常是通過防護裝置分隔操作人員和機器人系統來實現，而協作機器人系統則主要考慮的是在操作人員和協作機器人之間可能的接觸不會對操作人員造成傷害的方法，主要包括：
a.識別該接觸可能發生的條件
b.評估該接觸的潛在風險
c.設計機器人系統與協同工作空間，使得該接觸頻率減少或避免
d.采用風險減小措施，以保持該接觸情況限制在閾值以內。
識別潛在接觸事件時的考慮準則
基于風險評估的目的，任何潛在的接觸情況，宜考慮操作員未被任何風險減小措施（包括個人防護裝置）所保護的情況。主要考慮以下準則：
• 操作員暴露的身體區域；
• 接觸事件的源頭，例如，預期使用中的有意行為，或是無意接觸或者可合理預見的誤用；
• 發生的可能性及頻率；
• 接觸事件的類型，例如準靜態接觸或暫態接觸；
• 接觸區域、速度、力、壓強、動量、機械功率、能量以及其他量化參數等描述物理接觸事件。
尖銳物體、剪切邊沿，如針、剪、刀以及其他致傷零件均不應出現在接觸區域。
注1：合適的廠區布置、覆蓋或區塊分割能減少潛在危險。
注2：除了接觸以外還有其他危險，包括過程危險等。
暴露的身體敏感部位的接觸，包括顱腦、面額、喉部、眼部、耳部、臉部等的情況，應在實際應用中合理防止。
協作機器人風險減小的主要措施
協作機器人風險減小的措施，從大類上來講，可以分為主動式和被動式兩種。
被動式安全設計措施對應于機器人系統的機械設計，包括但不限于：
1.增加接觸面積：
• 圓邊與圓角
• 平滑表面
• 柔順的表面
2.吸收能量，延長能量傳遞時間，降低沖擊力：
• 襯墊，緩沖
• 可變形的組件
• 柔順的關節與連桿
3.限制運動質量
主動式安全設計措施則對應于機器人系統的控制設計，包括但不限于：
• 限制力或轉矩
• 限制運動部件的速度
• 限制動量、機械功率或能量
• 使用軸及空間的安全軟限位功能
• 使用安全適用的受監控停止功能
• 使用傳感器預測或檢測接觸（例如逼近與接觸檢測，以減少準靜態力）
上述這些風險減小措施在實施時，都是通過在協作機器人示教器中設置安全參數與配置信息來實現的，而根據EN 10218-1：2011及ISO/TS 15066規定：激活安全參數設置與配置信息，應按唯一標識符（例如校驗碼）來閱讀和存檔，由此，安全配置的改變能夠易于識別，設定與調整協作安全參數應進行密碼保護或類似措施，以免受到未授權操作或意外操作的影響。
無論是主動式還是被動式風險減小的措施，在采用時均應列明如風險評估中所確定的操作人員的預期暴露情況。
風險評估是協作機器人系統設計的基礎。只有經過風險評估，才能對癥下藥，采取合適的風險減小措施。皮爾磁是國內最早從事機器人領域風險評估的品牌，不僅有系統的方法論，自主研發的碰撞測試儀更是為協作機器人應用時力、壓強等參數的測量提供了有力的工具，為越來越多的用戶所認可，積累了豐富的經驗。
皮爾磁可以提供針對協作機器人的風險評估，設計與系統集成，安全驗證和培訓的一系列“交鑰匙”工程服務。
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