机器人安全应用系列(二)：手动装卸

手动任务的危险

在目前各类工业机器人的应用中，常常需要人为介入转台、夹具等工装，进行手动装载、卸载或搬运等任务。

在手工任务与机器人动作交集的地带，人员介入频繁，工装通常装备夹爪，气缸等执行机构，其自身可能产生翻转、旋转等运动，因此时常伴随着潜在的例如粉碎、剪切、缠绕等危险。

为了确保操作人员不会受到此类任务所带来的危险，需要针对性地提供安全防护。

操作人员的介入

主要保护措施

作为ISO 12100中风险减少的主要措施，联锁装置及机械围栏是最为通用的一种方法，这同样也适用于机器人相关的安全防护。

例如固定式的防护装置应当符合以下通用要求：

● 只能通过使用特定工具(如内六角扳手)拆除；

● 当防护装置被拆除时，固定件(如螺丝)应当保持连接在防护罩或机器本体上；

● 防护装置的高度距离地面至少1400mm。

这些要求都来源于国际标准ISO 14120及ISO 13857，并作为防护装置通则被记录在机器人安全标准ISO 10218-2中。

机器人的主要防护装置

附加保护措施

许多手动装卸或搬运的任务可能介入极为频繁，工艺上不允许完全采用联锁装置及机械围栏的物理防护，在充分考虑发散式风险后(例如零件弹射、焊接火花等)，可以考虑以下三类附加的保护措施：

停止时间限制

在操作人员接近危险前，设计控制系统具有充分的停止时间，将内部危险转化为安全的状态。

通常控制系统需要利用带锁定的联锁防护进行合理的解锁信号，通过延时、速度监控、静止检测等确保人员接近危险区域前设备已处于安全的状态。

利用光幕触发机器停止

协作空间限制

当机器人和操作人员具有共有的工作空间时，设计作业流程及相应控制系统，确保他们不会同时占据工作空间。一旦工作空间被同时占用，将触发机器人的安全停止。

限制协作空间

针对人机协作交互中产生的各类危险，皮尔磁全新开发了基于ISO/TS 15066的人机协作及其安全应用课程，适合各行业中涉及机器人相关的工程师参加。