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臂端保護系統 (EOAS) 可在工具區域實現非接觸式的人機協作，保障人員安全
MICHAEL KASPAR
SICK AG 工業傳感產品經理
在人與機器人協同作業的場景中，為避免人員受傷，必須采取特殊的安全措施。但這通常意味著不得不做出很多妥協，從而使得原本希望提升效率的協作解決方案反而變得沒有吸引力。現在，SICK帶來的一項創新技術有望改變這一現狀。
“非接觸”正是這項新技術的關鍵所在，也是SICK推出該人機協作(HRC) 安全解決方案在全球范圍內具有創新意義的核心優勢。“憑借EOAS，我們可以用全新的方式保障人機協作的安全性。”SICK工業傳感產品經理Michael Kaspar表示。
先退一步來看傳統方法：目前，要保障人員在靠近機器人時的安全，主要依靠的是——“功率和性能限制”，這是許多協作機器人本身所內置的基礎安全機制。配合合理的應用設計，限制機器人在碰撞發生時的輸出功率，可以防止對人體造成嚴重傷害（如瘀傷等）。然而，僅靠功率限制并不足以完全保障安全。接觸面積同樣是影響安全性的一個關鍵因素。假如接觸面積很小，比如工具或工件的銳角邊緣，即使功率很低，也可能產生超過人體某些區域（如手部、手臂等）容許的壓力限值，從而造成嚴重傷害。為降低這種風險，通常需要大幅降低機器人的運行速度，并盡量避免工具和工件上存在小而尖銳的接觸部位。但這往往意味著應用效率的降低和成本的提高，從而使失去了機協作的吸引力。
因此，很多企業最終放棄人機協作的解決方案，而是采用傳統方式對機器人進行封閉式防護，比如使用防護欄或激光掃描儀。但這些方法不僅占用較大的車間空間，而且會頻繁觸發停機，嚴重影響產能。
而且“這些安全防護措施在實際應用中，占用的安全空間往往遠超其必要范圍，從而大幅增加了成本。” Michael Kaspar指出，“安全解決方案應始終與具體應用所帶來的風險相匹配。”然而，在此之前，適用于人機協作的合適安全解決方案一直處于空白狀態。“在很多情況下，這意味著相關項目無法按原計劃實施，導致某些流程環節無法實現自動化，或者大幅推高了自動化的實施成本。”
SICK于2024年末推出的EOAS創新應用專為解決這一難題而設計，有望徹底改變人機協作的格局。該裝置直接安裝于機械臂末端，能在機器人工具/工件區域下方生成一個錐形動態保護區域。例如，如果操作人員的手進入此保護區，系統會立刻檢測到并立即停止機器人動作，從而在碰撞發生前就實現干預。這種非接觸式的安全防護機制是一項全新突破。EOAS的保護區域會隨著機器人運動而動態調整，其尺寸設計精準，僅在存在直接危險時才會觸發機器人停止。換言之，EOAS是對機器人內建的功率/性能限制機制的有力補充，填補了人機協作中長期缺失的非接觸式安全功能。
根據現場情況不同，EOAS可在檢測到保護區域內有物體時立即停止機器人動作。一旦保護區重新清空，機器人便能自動恢復運行。
SICK與優傲機器人 (Universal Robots) 密切合作，聯合開發了EOAS系統。雙方為此建立了新的接口，使EOAS能夠深度集成至機器人的操作系統中。因此，該系統可直接借助已有的安全控制器基礎架構運行，整體解決方案極為精簡高效。目前，EOAS系統僅兼容優傲的機器人，但未來將拓展至更多平臺。目前已有多家客戶正在進行實際應用測試。
EOAS的設置和操作十分簡單直觀：用戶可通過專用APP (“EOAS URCAP”)和機器人自帶的示教面板 (Teach Panel) 快速完成配置與啟用。
不僅如此：EOAS還顯著簡化了人機協作應用的安全驗證流程。雖然在可能發生碰撞的位置仍需進行功率與壓力測試，以證明符合安全閾值，但由于系統內置的保護區已涵蓋了大部分高風險區域，測量點數量顯著減少，極大地簡化了合規驗證的過程。
當然，EOAS還具有更多優勢：1) 由于機器人在與人接觸之前就已經停止動作，因此相比那些僅依賴傳統功率和性能限制機制的應用，采用EOAS的系統整體運行速度通常更快；2) EOAS無需占用額外的安裝空間。
正如Michael Kaspar所言：“所有這些優勢使得EOAS成為一個極具吸引力的安全解決方案，為真正實現廣泛的人機協作打開了全新可能——不僅僅局限于某些特定場景，而是適用于整個行業領域。”
只需三個步驟，即可完成直觀的安全配置：1) 設置IP地址；2) 定義保護區域的長度；3) 訓練驗證點。
SICK
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