皮爾磁：協(xié)作機器人系統(tǒng)的危險識別

 來源：皮爾磁中國作者：網(wǎng)絡

新冠疫情導致的種種困頓，使得人們對機器人尤其是協(xié)作機器人的關注度空前高漲，“機器人換人”的概念再度掀起熱潮，協(xié)作機器人的出貨量也屢創(chuàng)新高。

“走出籠子的工業(yè)機器人”

眾多知名的市場調(diào)研機構認為，協(xié)作機器人為整個機器人行業(yè)注入了新鮮的血液，將引領整個機器人行業(yè)的下一個十年。根據(jù)日本Yano Research Institute市場報告的預測，2021年協(xié)作機器人的全球出貨量預計可達2.87萬臺，而到2030年，該數(shù)字預計將突破10萬臺大關。

全球協(xié)作機器人出貨量趨勢

協(xié)作機器人在中國市場的前景也非�？捎^，即使是在2020年全球協(xié)作機器人銷量回落的大背景下，國內(nèi)市場也保持增長，出貨量約占全球市場的32.2％，成為協(xié)作機器人在全球范圍內(nèi)增長最快的市場。

中國協(xié)作機器人出貨量趨勢

協(xié)作機器人更需要安全評估和安全防護

有些用戶認為協(xié)作機器人是“安全的”，使用了協(xié)作機器人之后就不再需要進行安全評估和采取相應的防護措施，這其實是一種不正確的認知。協(xié)作機器人歸根結底仍屬于機器范疇，應用不同存在的風險也不同，在把協(xié)作機器人徹底放出“籠子”之前，一定要確保其應用已經(jīng)足夠安全，否則將可能導致嚴重的后果。

這次我們將從協(xié)作機器人系統(tǒng)設計的角度，來聊聊在設計之前需要考慮的風險。

協(xié)作機器人危險的“三宗罪”

在GB 11291.2-2013 《工業(yè)機器人的安全要求 第2部分：機器人系統(tǒng)與集成》（即EN 10218-2）及GB/T 36008-2018 《機器人與機器人裝備 協(xié)作機器人》（即ISO/TS 15066）中規(guī)定，對于協(xié)作機器人系統(tǒng)，應考慮整個協(xié)作任務和工作空間進行風險評估。

協(xié)作機器人的危險應至少包含三大方面：

1. 機器人本身的相關危險：

a. 機器人的特性（如負載、速度、力、功率、表面形狀等）

b. 機器人準靜態(tài)接觸的條件

c. 操作員站位接近機器人手臂的情況（如防止在機器人下方工作）

1. 機器人系統(tǒng)的相關危險：

a. 末端執(zhí)行器與工件的危險，包括缺少人體工程學設計、鋒利邊緣、工件缺失、凸出物等

b. 操作員的站位與路徑相對于零件位置、結構朝向以及夾具上危險位置的關系

c. 夾具設計、夾板布局和操作以及其他相關危險

d. 判定接觸時是瞬態(tài)還是準靜態(tài)，以及操作員哪些身體部位可能會受影響

e. 任何手動控制機器人導向裝置的設計與布置（如可及性、人體工程學、潛在誤用等）

f. 周邊設備或環(huán)境的影響（如鄰近機器的保護罩被移開、激光切削物的靠近等）

1. 應用的相關危險：

a. 過程中的特定危險（如溫度、零件迸出等）

b. 使用個人防護裝置所導致的限制

c. 人體工程學設計的不足（如導致注意力缺失、操作不合理等）

在危險識別時，所有在合理范圍內(nèi)可預見的任務與危險都應一同進行識別，再采取相應的風險減少的措施。對于傳統(tǒng)工業(yè)機器人系統(tǒng)來說，風險減小通常通過防護裝置分隔操作員和機器人系統(tǒng)來實現(xiàn)。而協(xié)同操作則不同，風險減小主要通過機器人系統(tǒng)和協(xié)作空間的設計與應用來實現(xiàn)。

沒有絕對安全的機器人，只有安全的機器人應用

協(xié)作機器人優(yōu)點眾多，但如果在設計前沒有將協(xié)作機器人系統(tǒng)的危險完整識別出來，則相當于將操作員赤裸裸地暴露在危險之下，一旦發(fā)生事故，后果不堪設想，風險評估是協(xié)作機器人系統(tǒng)設計的基礎。

皮爾磁在協(xié)作機器人的安全應用方面積累了豐富的經(jīng)驗，可以提供針對協(xié)作機器人的風險評估，系統(tǒng)設計與系統(tǒng)集成，安全驗證和培訓的“交鑰匙”工程服務。