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未來人機安全協作的4種方式大解析

http://www.moduwu.com 2017-06-01 10:35

未來的工廠是什么樣的?我們想象這樣一幅畫面,碩大的廠房里有自動化的產線,在需要大量組裝的工位,可以看到密密麻麻的、帶著白色帽子的廠工正嫻熟地將各個零件“糅合”在一起。咦,這和現在的手機組裝工廠有什么區別? 這時候,你眼光正好落在一對廠工姐妹身上,她們的五官是那么相似,原來她們是雙胞胎。你又環顧了一下,發現竟然所有在干活的人都和這兩個姐妹長得一樣!原來,她們不是姐妹,不是雙胞胎,而是克隆人!

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是不是你也看過這樣的科幻片?實際上在不久將來,的確會有很多“長得一樣”的“組裝人員”,他們不是克隆人,而是機器人。而在機器人邊上還會有工人,他們和機器人配合,一起完成工作。多么和諧的一幅畫面啊!工人和機器人的零距離協作,簡稱人機協作,未來智能工廠不可或缺的一部分。當然,面對未來人機協作的趨勢,公眾也有不少疑問,我們一一來看:

工業領域機器人用量增加背后的原因是什么?在批量生產規模不斷縮減的時代,定制化的生產開始翹頭,因此生產過程需要具備更大的靈活性:不論在什么情況下,制定生產過程中的各個生產步驟時,都要盡量靈活,而人機協作提供了這種靈活性,可以快速對生產進行調整。

安全有多么重要?工人與機器人的零距離,雖然提高了生產效率,但人機之間勢必會有“摩擦”甚至“傷害”。因此,“安全性成為首要考慮因素”。國際標準ISO/TS 15066列舉了與人體接觸時允許施加多大的力或壓強。這些限制取決于具體的身體部位。作為安全功能的組成部分,控制部件(例如力矩監控器或速度監控器)顯然亦須滿足標準要求。

協作形式有哪些?人機之間有四種不同類型的協作形式:第一種,安全受監控停止。在此情況下,如果工人進入共享工作空間,機器人便會停機,一旦工人離開共享工作空間,機器人可以自動重新啟動。第二種,手持引導。機器人的運動由人工手持進行引導控制。第三種,速度和距離監控。在這種類型中,機器人防止人機接觸,實現方式為,當機器人和工人互相靠近時,機器人降低速度,然后當雙方互相離開時,再次提高速度。第四種,功率和壓力限制,這是目前最創新的方式。在這種類型中,通過技術手段將工人和機器人之間的接觸力限制在無害水平。因此功率和壓力限制日益成為人機協作安全實施的重要趨勢。但是采用上述前三種協作類型的傳統工業機器人還會繼續存在。

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人機協作如何實現安全?協作形式不同,實現安全的方式也不相同。針對前三種比較傳統的協作形式,皮爾磁可提供兩種安全方案。一種是使用各類安全開關、光柵、掃描儀等安全傳感器產品,監控人員是否進入共享區域。一旦進入,機器人將停止或減速。

另一種方案更為靈活高效,不需要圍欄將機器人圍起來,也不需要采購各類安全傳感器產品。只需使用皮爾磁首創的3D照相系統SafeyEYE,將其置于機器人工位的頂部,即可對下方的整個區域進行監控,并可將監控區域劃分為警報區和保護區,人員進入警報區會觸發報警,但機器人不會停止,而一旦進入保護區,則機器人立即停止。

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而第四種協作形式,也就是采用機器人的功率和壓力限制的方式,是個全新概念,這些帶限制的機器人近年來也是在市場上爆發式涌現,我們稱之為“協作機器人”。它們工作時“輕手輕腳”,看似不會傷害到工人,但實際上是否真的不會造成傷害,是否真的滿足相應標準?這些都需要專業的驗證。皮爾磁研發了創新的力和壓強測量系統PROBms,可測量機器人對人體施加的力和壓強,確保不超過上限值,即使碰撞也不會造成傷害。

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皮爾磁的力和壓強測量系統PROBms可在全球租用。租用理念包括維護、校準和定期更新,因此用戶總能使用功能完善、技術先進的測量系統。人機協作流程改變時所需的重新測量可隨時獨立進行。從而提高機器人應用的可用性和生產力。

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未來,分布式控制、人機協作都使得生產更靈活,更高效,定制化產品成為可能。但請別忘了——安全是首要考慮因素。

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