關(guān)于機(jī)器人合規(guī)性的四個(gè)方面

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

1.在機(jī)器人應(yīng)用環(huán)境中，合規(guī)性是什么？

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

對(duì)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(yīng)用，可能會(huì)有其它要求，例如無(wú)塵室或沖洗等。機(jī)器人是指具有控制器的手臂或機(jī)械手，而機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人及其預(yù)期使用的終端執(zhí)行器。

根據(jù)應(yīng)用和行業(yè)的不同，企業(yè)會(huì)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(méi)有防護(hù)的情況下進(jìn)行人機(jī)協(xié)作時(shí)，更是如此。請(qǐng)記住，使用安全激光掃描，可以實(shí)現(xiàn)出色的協(xié)作應(yīng)用，并且這些應(yīng)用也是“無(wú)籠的”（即無(wú)外圍設(shè)備防護(hù)）。基本要點(diǎn)是允許與人接觸的機(jī)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(guò)黃線，安全掃描儀就會(huì)報(bào)警， UR10機(jī)器人就會(huì)將折彎?rùn)C(jī)的速度減至正常值的20％。圖片來(lái)源：Universal Robots

2.機(jī)器人合規(guī)面臨著哪些挑戰(zhàn)？

機(jī)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(dòng)平臺(tái)的頂部，并可以配備各種終端執(zhí)行器。機(jī)器人集成商面臨著進(jìn)一步的挑戰(zhàn)：添加終端執(zhí)行器和零件后，機(jī)器人系統(tǒng)是否仍然符合協(xié)作和在“無(wú)籠”場(chǎng)景中使用的要求？

必須明確機(jī)器人所需的參數(shù)（有效負(fù)載、操作范圍、性能等），以及在機(jī)器人系統(tǒng)中使用的附加參數(shù)。從合規(guī)性的角度來(lái)看，當(dāng)涉及到無(wú)外圍設(shè)備防護(hù)的協(xié)作應(yīng)用時(shí)，會(huì)存在許多其它因素，需要將其考慮在內(nèi)。

我們以?xún)煞N方式應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)：首先，我們只確?！安糠謾C(jī)器”，即機(jī)器人（手臂或機(jī)械手、控制器和示教器）的合規(guī)性，以使其能夠在協(xié)作應(yīng)用中使用。這是一款功率和力量受限的機(jī)器人，由安全功能實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用。其次，應(yīng)該向分銷(xiāo)商和最終客戶(hù)強(qiáng)調(diào)，必須進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以使機(jī)器人應(yīng)用（包括機(jī)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(biāo)準(zhǔn)，包括ISO/TS 15066技術(shù)規(guī)范（機(jī)器人和機(jī)器人裝置 - 協(xié)同工業(yè)機(jī)器人）。

制造商必須與客戶(hù)和合作伙伴保持精確的溝通。機(jī)器人制造商只能保證其產(chǎn)品滿足技術(shù)規(guī)格書(shū)和認(rèn)證的要求。他們可以聲明：機(jī)器人精度可以達(dá)到十分之一毫米，或者該機(jī)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(chǎng)景下使用該機(jī)器人。附件A涵蓋了無(wú)需防護(hù)裝置和保護(hù)裝置即可使用協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)的力量范圍和疼痛閾值。

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

大多數(shù)協(xié)作機(jī)器人通過(guò)安全功能來(lái)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(jī)器人具有哪些安全功能。

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

圖2：Universal Robots公司的UR學(xué)院提供的免費(fèi)培訓(xùn)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(shuí)進(jìn)行合規(guī)性測(cè)試？

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

對(duì)于協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用，還要考慮機(jī)器人應(yīng)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(yīng)用中機(jī)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(yīng)用中部署了協(xié)作機(jī)器人UR5與員工協(xié)同工作，限力安全系統(tǒng)使UR機(jī)器人在遇到路線障礙時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行。

4.期待制定共同的標(biāo)準(zhǔn)

由于沒(méi)有統(tǒng)一的測(cè)試設(shè)備和過(guò)程來(lái)測(cè)試應(yīng)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(cè)試方法。由于使用技術(shù)的不同，導(dǎo)致測(cè)量所獲的力值也不同。因此，在配置機(jī)器人限值以使PFL協(xié)作應(yīng)用合規(guī)方面可能也會(huì)出現(xiàn)差異。

合規(guī)經(jīng)理需要一個(gè)通用且被廣泛接受的工具，來(lái)測(cè)量或模擬給定應(yīng)用的準(zhǔn)靜態(tài)和瞬態(tài)接觸值。需要更復(fù)雜的保護(hù)裝置，能夠與機(jī)器人控制裝置之間具有更強(qiáng)的交互作用，以在人靠近時(shí)及時(shí)改變速度。隨著注意力轉(zhuǎn)向降低風(fēng)險(xiǎn)，終端執(zhí)行器將經(jīng)歷許多變化。這些是標(biāo)準(zhǔn)化的下一個(gè)挑戰(zhàn)，以幫助實(shí)現(xiàn)協(xié)作和機(jī)器人技術(shù)的合規(guī)性。（作者：Roberta Nelson Shea）
編輯：hfy