工業移動機器人，如何保證安全？建議采取這幾個步驟！
發布時間：2024-06-28 作者：Stewart Robinson
圖片來源：由AI生成
在自動化和人機協作環境中，確保安全措施對于制造企業非常重要。建議采取幾個步驟來確保工業應用機器人解決方案的安全可靠。
生產制造業正在工廠范圍內整合越來越多的機器人，越來越多的制造和物流過程正在實現全自動化。人機協作的應用也在不斷擴大。
為了確保可靠的性能和安全，制造商、供應商、集成商和運營商需要根據一系列不同的標準來評估和驗證機器人的合規性，并考慮特定應用需求。其中一項核心標準是EN ISO 10218:2011-機器人和機器人設備-工業機器人的安全要求，這是一項涵蓋工業機器人安全要求的國際和歐洲標準。
工業機器人、機器人系統和控制系統的成功認證，要求遵守所有適用的技術指南和標準，工業機器人及其機器人系統和控制系統的測試，應包括但不局限于以下方面：
■ 重載和高速；
■ 意外啟動或行為；
■ 與工件或周圍環境的碰撞；
■ 工件彈出；
■ 關鍵區域有無人員。
01 協作機器人的安全要求
當人類員工與機器人并肩工作時，安全是最重要的。因此，機器人制造商面臨著一系列廣泛的安全要求，這反映在眾多技術指南和標準中。
協作機器人系統可以將手動和自動組裝操作結合起來，形成一個混合系統，從而將人和機器人的力量結合起來。如果部署得當，協作機器人可以提高過程效率和產品質量，并減輕人的體力消耗和重復性工作。國際機器人聯合會在其2020年的報告摘要中表示：“機器人可以執行眾多‘4d’（沉悶、骯臟、危險和/或精細）任務，從而提高工人的健康、安全和工作滿意度。”
雖然ISO 10218:2011包含了一些關于使用協作機器人的指導，但人們普遍認為這需要改進。因此，ISO/TS 15066技術規范“機器人和機器人設備--協同工業機器人”于2016年發布。始終確保環境的無障礙以保證員工安全，是協作應用的基本要求，因此應遵守本標準的技術規范。
ISO/TS 15066詳細闡述了協同工作的“速度和隔離監測”和“功率和力的限制”方法。這包括對人體特定部位疼痛閾值的“生物力學極限”的建議。根據EN ISO 12100進行的風險評估，也可用于定義cobot應用和工作環境的安全要求。
協作機器人應用的一個重要組成部分是機器人末端執行器。顯然，沒有它就不可能處理任何項目，但它確實代表了一種可能的風險。因此，夾緊所需的力和對工件的特殊處理，對于安全至關重要。ISO TR 20218-1概述了此類夾持器系統的接口和安全要求。
02 工業移動機器人的安全性
移動機器人有助于實現自動化和優化物流過程。由于它們提供全天候的連續服務，并且可以靈活地分配給各種應用，因此它們對提高效率和生產力做出巨大貢獻。
自動導引車（AGV）構建了一個地面輸送機網絡，該網絡遵循固定路線，通常沿著嵌入地面的電線或磁鐵，有助于實現自動和優化物流過程。因此，它們在包括制造業和物流在內的一系列行業過程自動化和材料運輸中發揮著重要作用。在智能工廠和工業4.0環境中，AGV對于持續提高內部物流效率尤為重要。然而，它們極其多樣化的應用，對制造商和系統集成商提出了明顯的挑戰。
自主移動機器人（AMR）更為復雜，配備了傳感器和強大的車載計算機，使它們能夠使用地圖動態導航。它們足夠聰明，能夠識別障礙物并對其做出反應，從而在繁忙的環境中安全地履行其職責。AGV或AMR與協作機器人的組合，需要執行特別嚴格的安全要求。
由于AGV和AMR提供全天候的連續服務，并且可以靈活地分配給各種應用，因此它們對提高效率和生產力做出巨大貢獻。雖然它們在工業中的應用可能多種多樣，但AGV和AMR的子系統基本上差不多。
工業移動機器人（IMR）是AGV和AMR與“工業機械手”（機器人）的統稱。必須考慮不同市場的特定要求，例如，美國標準ANSI/RIA R15.08-自主移動機器人安全標準，以及國際標準ISO 10218的第1部分和第2部分。
在歐洲經濟區，工業移動機器人必須遵守《機械指令》，該指令對英國市場來說符合《2008年機械供應（安全）條例》。這需要基于任務的風險評估，可以使用國際標準ISO 12100《機械安全-通用設計原則-風險評估和風險降低》中的指導，盡管其中沒有明確提及協作應用。
現在，越來越多的制造和物流過程實現了全自動化，并經常得到工業機器人和自動導引車的協助。憑借其增強功能，機器人可以成為創新過程和新服務的關鍵。根據任務和所選的解決方案，機器人可以與用戶協同工作，也可以完全自主工作。
人機協作的興起擴大了自動化的可能性，制造企業將在工廠范圍內整合越來越多的機器人。當然，安全是使用機器人的先決條件，因為系統故障可能會對人員、設備和運行造成嚴重后果。盡管機器人安全要求比較分散，但將既定標準和行業最佳實踐相結合，可以確保機器人解決方案的安全。由于機器人借鑒了多個學科的技術，因此確保機器人解決方案的整體安全是一項綜合性工作。
關鍵概念：
■ 機器人安全標準可以確保人機協作的安全，這對自動化制造過程的擴展至關重要。
■ AGV和AMR可以提高效率，但需要嚴格的安全措施，尤其是與cobot結合用于各種應用時。
思考一下：
如何讓機器人的運行更安全可靠？