機器人的發(fā)明就是為人類解決重復簡單的工作而出現(xiàn)的,然而機器人的出現(xiàn)也給人類帶來了一些煩惱,機器人傷人事件頻繁發(fā)生,如何有效的規(guī)避這些問題是我們應該認真思考的方向。
這些問題讓用戶可以進行風險評估;識別安全特性,當機器人運行時保護人類工作者。常規(guī)的措施會包括將機器人鎖在安全防護欄內(nèi),預防機器人和人類之間的接觸。
然后,機器人進化了,我們也該利用機器人技術的進步,適應變化。協(xié)同機器人已經(jīng)在市面上越來越普遍。我們過去在發(fā)現(xiàn)機器人的新應用方面非常具有創(chuàng)造性,現(xiàn)在我們進行風險評估的方式也可以更加創(chuàng)造性一點。
1、協(xié)同機器人的風險評估不是基于“量”,而是基于“流程順序”。
2、對合作型流程的風險評估,不是固定死板的,而是隨著時間進化的過程。
要說合協(xié)同機器人的風險評估是基于順序的,而不是量,意味著你改以不同的視角審視風險評估。你應該把各個方面拆開,一個個分析,而不是只顧大局,從整體上評估風險然后在每一個部分都執(zhí)行。
我們來考慮以下的例子。你有一個機器人,用來把部件裝載到工作臺上,讓人類去組裝。一旦組裝完成,機器人拿起組裝好的部件,把它放在傳送帶上。
我們對付傳統(tǒng)工業(yè)機器人的思維方式是這樣的:
我有個跑得很快的機器人,可能會打傷人類。如果這種事情發(fā)生了,人類員工可能會受重傷。我需要在所有時間、所有地方防止人類和機器人有所接觸。所以我一下子就想到了籠子、欄桿或者安全光幕。
機器人區(qū)域中,有兩個組裝區(qū)域需要人類和機器人都參與工作,但不一定是同時參與。這對于工業(yè)機器人來說是一個復雜部件。我可以用一個區(qū)域掃描,監(jiān)控人類員工的位置,當人類進入某個特定區(qū)域時不讓機器人進入。可能要掌控所有情況部件復雜,因為人類和機器人在一天中會有很多合作,所以在編程中,你需要考慮的不同情況非常多。
另外,你還需要一些物理或安全分隔,放置在機器人與人類合作的區(qū)域。類似安全光幕,或者感應門。你還需要在兩個組裝區(qū)域間安裝護欄,如果你希望機器人可以進入一個區(qū)域而工人在附近區(qū)域工作。因為你不希望操作員得走5-10步才到附近的組裝區(qū)域,你希望他們可以非??拷?。
另一個可能的解決辦法是,讓組織桌安裝在一個轉(zhuǎn)動裝置上,可以把兩個裝置區(qū)域來回轉(zhuǎn)動,一面在機器人區(qū)域,一面在人類工人的區(qū)域。如果我們選擇這種方式,我們需要一個在轉(zhuǎn)動過程中沒有可能受傷的夾點的設計,我們需要考慮如果有東西卡住了該以什么事故順序應對。因此可見,我們可以有很多不同的選項,損失時間決定哪一個選項最安全、最節(jié)省成本。
(協(xié)同機器人工作示意圖)
現(xiàn)在,有了協(xié)同機器人,設計用于與人類一起工作,基于順序?qū)用孢M行分析,而不是基于整個機器人,我們會以以下的方式操作:
機器人在挑揀部件,放置到區(qū)域1。在這個順序中,機器人可以在任何時候與人類工人合作。因此在這部分機器人速度應該放緩,協(xié)同機器人中限制力量的功能在這時候應該啟用,防止機器人意外撞擊到工人造成傷害。為了研究機器人運動的安全速度,我可以用ISO15066中的方程式,新版ISO15066技術參數(shù)最近在強調(diào)這個話題。因此確定這些值更加簡單了。
此時,你可能會說,當人類不在合作區(qū)域時,機器人應該運行得越快越好,減少循環(huán)時間。并不是這樣的,來看看工人在機器人到來之前進行組裝并把它拿起的循環(huán)時間。這會設定你機器人運動的循環(huán)時間。很可能你會有兩個選項。
第一選項是全程都以安全速度運行機器人,因此沒必要增加更多的安全特性了。
第二選項是你需要在過程的某些時間加快機器人的速度,來減少整體循環(huán)時間。這種情況下,最佳解決辦法是增加一個區(qū)域掃描或者光幕,可以監(jiān)測到“快速操作區(qū)域”內(nèi)是否有工人。同樣的,協(xié)同機器人相比于工業(yè)機器人,當有人進入機器人區(qū)域的時候沒必要停止機器人。你只要將機器人設置到通過ISO15066技術參數(shù)計算出來的最大速度就行了。
另一個基于順序安全分析的例子是,當機器人需要在任務中運送一個尖銳的物件。傳統(tǒng)的思維方式是,因為物件很尖,機器人很可能會嚴重傷害到工人。但是我們來更仔細地分析一下:
機器人會在A點拿起尖銳物件,運送到B點。假設在其他步驟,機器人都沒有拿著這個物件。那么問題就應該是:我如何在從A點到B點,沿某個固定方向或路徑運送,讓尖銳的邊緣朝向運動的內(nèi)側(cè),從而避免人被捅到或切到的危險。
另外,不用忘了,對于力受限的協(xié)同機器人進行風險評估時,如果機器人調(diào)試到合理的力量和速度,潛在傷害的嚴重程度可以降低。使用協(xié)同機器人應該可以幫助你讓自動化任務實現(xiàn)理想的性能等級(PLR)。
另外,降低運動速度是另一個可能的解決辦法。你可以只考慮和分析有潛在危險的部分,而不是想辦法在所有地方都預防傷害。當然,用密碼鎖定這些軟件很重要,防止風險評估被變更。每當機器人軟件更改,你都需要審視自己的風險評估,確認變更不影響安全。所以,這是一個不斷變化的風險評估過程。
顯而易見,協(xié)同機器人最初在負責工作安全的人看來,可能是一個噩夢,尤其是如果他們認為機器人的風險評估是很復雜的。但是將風險評估分解到不同的順序步驟,知道順序不是死板的,讓整個過程變得可以管理。這也讓管理層和工人相信這些機器人的安全性。
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