關(guān)于機器人合規(guī)性的四個方面

機器人技術(shù)在工作場所中應用的歷史只有大約40年左右，與傳統(tǒng)工業(yè)部門相比，這是一個相對年輕的領(lǐng)域。然而，在該領(lǐng)域內(nèi)，機器人技術(shù)正在以驚人的速度發(fā)展，因此合規(guī)性也應適應這些快速變化。另一個挑戰(zhàn)是將合規(guī)性的多個方面全面?zhèn)鬟_給最終客戶和集成商，以解決以下問題：機器人系統(tǒng)何時真正合規(guī)？機器人和機器人系統(tǒng)必須滿足哪些要求？關(guān)于機器人合規(guī)性，企業(yè)應該了解以下4個方面。

1.在機器人應用環(huán)境中，合規(guī)性是什么？

對合規(guī)性，首先要明確的是該機器人系統(tǒng)應用的行業(yè)和目的。合規(guī)性要求因應用而異，例如，EMC閾值、溫度、室內(nèi)/室外、性能或準確性、工作環(huán)境以及員工是否可以接觸機器人等。

對于其它工作環(huán)境，例如電子產(chǎn)品、藥品生產(chǎn)或食品行業(yè)應用，可能會有其它要求，例如無塵室或沖洗等。機器人是指具有控制器的手臂或機械手，而機器人系統(tǒng)包括機器人及其預期使用的終端執(zhí)行器。

根據(jù)應用和行業(yè)的不同，企業(yè)會有不同的期望。安全環(huán)境中的合規(guī)性也是如此，尤其是在沒有防護的情況下進行人機協(xié)作時，更是如此。請記住，使用安全激光掃描，可以實現(xiàn)出色的協(xié)作應用，并且這些應用也是“無籠的”（即無外圍設(shè)備防護）。基本要點是允許與人接觸的機器人，必須具有限制功率和力量（PFL）的功能。

圖1：在加拿大魁北克的Etalex工廠，一旦有員工越過黃線，安全掃描儀就會報警， UR10機器人就會將折彎機的速度減至正常值的20％。圖片來源：Universal Robots

2.機器人合規(guī)面臨著哪些挑戰(zhàn)？

機器人手臂的安裝方式多種多樣，例如固定在墻上、倒置或放在桌子或移動平臺的頂部，并可以配備各種終端執(zhí)行器。機器人集成商面臨著進一步的挑戰(zhàn)：添加終端執(zhí)行器和零件后，機器人系統(tǒng)是否仍然符合協(xié)作和在“無籠”場景中使用的要求？

必須明確機器人所需的參數(shù)（有效負載、操作范圍、性能等），以及在機器人系統(tǒng)中使用的附加參數(shù)。從合規(guī)性的角度來看，當涉及到無外圍設(shè)備防護的協(xié)作應用時，會存在許多其它因素，需要將其考慮在內(nèi)。

我們以兩種方式應對這一挑戰(zhàn)：首先，我們只確?！安糠謾C器”，即機器人（手臂或機械手、控制器和示教器）的合規(guī)性，以使其能夠在協(xié)作應用中使用。這是一款功率和力量受限的機器人，由安全功能實現(xiàn)其應用。其次，應該向分銷商和最終客戶強調(diào)，必須進行風險評估，以使機器人應用（包括機器人系統(tǒng)以及其它零件和設(shè)備）合規(guī)，例如符合安全標準，包括ISO/TS 15066技術(shù)規(guī)范（機器人和機器人裝置 - 協(xié)同工業(yè)機器人）。

制造商必須與客戶和合作伙伴保持精確的溝通。機器人制造商只能保證其產(chǎn)品滿足技術(shù)規(guī)格書和認證的要求。他們可以聲明：機器人精度可以達到十分之一毫米，或者該機器人功率和力受限，從而可以在ISO/TS 15066（包括附件A）規(guī)定的場景下使用該機器人。附件A涵蓋了無需防護裝置和保護裝置即可使用協(xié)作機器人系統(tǒng)的力量范圍和疼痛閾值。

安全功能信息對于機器人的安全集成和應用至關(guān)重要，因此機器人制造商需要提供這些信息。但是，經(jīng)常見到聲稱是“安全協(xié)作機器人”，但卻沒有相關(guān)支持材料，也沒有解釋“安全協(xié)作”的含義。

大多數(shù)協(xié)作機器人通過安全功能來限制傷害。這意味著要符合ISO 13849或IEC 62061的要求。但是，通常很難確定機器人具有哪些安全功能。

機器人制造商應盡最大努力，盡可能全面地向我們的分銷商和最終客戶介紹機器人，在安全認證和安全功能詳細信息的披露方面讓最終用戶了解的更清楚。機器人已在很多不同領(lǐng)域中應用，這意味著現(xiàn)有的解決方案可能無法涵蓋合作伙伴和最終客戶可能設(shè)想的所有應用。很多用戶開發(fā)的機器人應用仍然令人驚訝。

圖2：Universal Robots公司的UR學院提供的免費培訓模塊，提供了有關(guān)如何設(shè)置安全區(qū)域的交互式教程。

3.誰進行合規(guī)性測試？

只要合理，機器人制造商應盡最大努力，確保其產(chǎn)品符合其預期用途以及盡可能多的應用場景。但是，就像機器人技術(shù)的不斷發(fā)展一樣，集成商和最終用戶的創(chuàng)造力也在不斷進步。隨著集成商發(fā)現(xiàn)使用和開發(fā)機器人應用的新方法，他們必須確保完整的應用符合適用的要求。

對于協(xié)作機器人應用，還要考慮機器人應用的工作環(huán)境、力值、終端執(zhí)行器和工件的形狀和重量，以及在應用中機器人保持設(shè)定壓力和力值范圍的最大允許速度等因素。

圖3：航空航天制造商ToolGauge在塑料組裝和分配應用中部署了協(xié)作機器人UR5與員工協(xié)同工作，限力安全系統(tǒng)使UR機器人在遇到路線障礙時自動停止運行。

4.期待制定共同的標準

由于沒有統(tǒng)一的測試設(shè)備和過程來測試應用是否滿足自由空間（瞬態(tài)）接觸閾值，因此許多人提出了自己的測試方法。由于使用技術(shù)的不同，導致測量所獲的力值也不同。因此，在配置機器人限值以使PFL協(xié)作應用合規(guī)方面可能也會出現(xiàn)差異。

合規(guī)經(jīng)理需要一個通用且被廣泛接受的工具，來測量或模擬給定應用的準靜態(tài)和瞬態(tài)接觸值。需要更復雜的保護裝置，能夠與機器人控制裝置之間具有更強的交互作用，以在人靠近時及時改變速度。隨著注意力轉(zhuǎn)向降低風險，終端執(zhí)行器將經(jīng)歷許多變化。這些是標準化的下一個挑戰(zhàn)，以幫助實現(xiàn)協(xié)作和機器人技術(shù)的合規(guī)性。（作者：Roberta Nelson Shea）
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