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工业机器人很危险 人机协作安全控制方案盘点

发布时间:2016-05-12 来源:中国自动化网 类型:独家原创 人浏览
关键字:

机器人 安全 莱恩 汇川 库卡

导  读:

本文将盘点一下机器人集成方案中的工业安全控制方案,根据人机协同国际标准四项要求,分四个方案予以展示,并推荐相关品牌,如莱恩安全光幕系统,库卡LBR IIWA系列协作机器人,汇川技术机器人运动控制中的碰撞监测系统。

在最近的50年,工业机器人在全球制造业应用越来越广泛。机器人密度成为评价一国制造业自动化水平的重要标准。面临中国人口红利拐点,中国工人在“机器换人”的政策之风下,也面临着失业的风险。同时,由于机器人技术水平以及集成度的关系,从一条智能化的工业4.0生产线来看,人工工位依旧存在,人机协作成为工业4.0的主流技术。机器人是技术工人的助手,做重复性的“脏活、累活”,减轻技术工人的负担,并确保与工人“安全互动”。

这么多年,人们一直在研究使用机器人的安全问题。美国更是提出处于协同工作模式下的机器人必须满足标准提出的四项要求之一:

■ 具有安全等级的受控制动;

■ 手控;

■ 速度和间距监控;

■ 限制功率和力。

国际委员会据此起草了ISO技术规范(TS)15066,作为在协同工作模式下使用此标准的指导。本文,我们就来盘点一下机器人集成方案中的工业安全控制方案。

机器人 莱恩 安全 库卡 汇川

尽管存在以上四个方面的要求,但从实际机器人集成方案来看,人机协作的安全控制方案无非两种,一种是基于外部监控的外部控制系统方案,另一种则是基于机器人本体设计的内部控制系统方案。

一、区域监控方案:激光距离传感器 安全光幕

大部分情况下,人类与机器人协同工作时,都要在机器人或者其所在的环境中安装激光距离传感器等,用于监控机器人的整个工作区域。这种情况下,最佳解决办法是增加一个区域扫描或者光幕,可以监测到“快速操作区域”内是否有工人。

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例如安川Motoman机器人,其功能安全选配单元上采用了具有安全等级的受控制动组件,后者位于机器人的控制器上。外部安全激光传感器可以发现人员是否进入机器人作业区域,并通知机器人手臂减速或者停止。

品牌推荐:莱恩安全光幕系统的汽车装备人身安全解决方案

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S4系列安全光幕:固定、浮动屏蔽,二次触发等功能

分辨率14mm、 21mm、36mm

光轴间距7.5mm、15mm、30mm

保护高度:(光轴数-1)*光轴距

适用于保护长度为0-6000mm以内的折弯机或保护区域。

二、轻量型设计方案:机器人本体轻量化

轻量型设计也是人机协作安全的一个可行方案,通过减轻机器人的机身重量,可以有效地降低其对人体的冲击,从而确保人机协作的安全。

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例如德国Bionic Robtics公司就开发了一款不配备安全传感器也能与人协同工作的机器人——“BioRob Lightweight Robot(BioRob)”。人类与BioRob协同工作不需要任何安全措施,主要是因为BioRob在研发时大幅减轻了机身重量,属于轻量级机器人,即使是与人类并肩工作,它的碰撞到人类,人类也会减少它带来的冲击。

品牌推荐:库卡LBR IIWA系列协作机器人

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库卡LBR IIWA系列协作机器人首次实现人类与机器人之间的直接合作,以完成高灵敏度需求的任务。无需防护栏,工作范围扩展至全新领域,从而获得更多经济效益并且达到最高效率。

 

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