皮爾磁：協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)的危險(xiǎn)識(shí)別

 來源：皮爾磁中國作者：網(wǎng)絡(luò)

新冠疫情導(dǎo)致的種種困頓，使得人們對(duì)機(jī)器人尤其是協(xié)作機(jī)器人的關(guān)注度空前高漲，“機(jī)器人換人”的概念再度掀起熱潮，協(xié)作機(jī)器人的出貨量也屢創(chuàng)新高。

“走出籠子的工業(yè)機(jī)器人”

眾多知名的市場調(diào)研機(jī)構(gòu)認(rèn)為，協(xié)作機(jī)器人為整個(gè)機(jī)器人行業(yè)注入了新鮮的血液，將引領(lǐng)整個(gè)機(jī)器人行業(yè)的下一個(gè)十年。根據(jù)日本Yano Research Institute市場報(bào)告的預(yù)測，2021年協(xié)作機(jī)器人的全球出貨量預(yù)計(jì)可達(dá)2.87萬臺(tái)，而到2030年，該數(shù)字預(yù)計(jì)將突破10萬臺(tái)大關(guān)。

全球協(xié)作機(jī)器人出貨量趨勢(shì)

協(xié)作機(jī)器人在中國市場的前景也非�？捎^，即使是在2020年全球協(xié)作機(jī)器人銷量回落的大背景下，國內(nèi)市場也保持增長，出貨量約占全球市場的32.2％，成為協(xié)作機(jī)器人在全球范圍內(nèi)增長最快的市場。

中國協(xié)作機(jī)器人出貨量趨勢(shì)

協(xié)作機(jī)器人更需要安全評(píng)估和安全防護(hù)

有些用戶認(rèn)為協(xié)作機(jī)器人是“安全的”，使用了協(xié)作機(jī)器人之后就不再需要進(jìn)行安全評(píng)估和采取相應(yīng)的防護(hù)措施，這其實(shí)是一種不正確的認(rèn)知。協(xié)作機(jī)器人歸根結(jié)底仍屬于機(jī)器范疇，應(yīng)用不同存在的風(fēng)險(xiǎn)也不同，在把協(xié)作機(jī)器人徹底放出“籠子”之前，一定要確保其應(yīng)用已經(jīng)足夠安全，否則將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

這次我們將從協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，來聊聊在設(shè)計(jì)之前需要考慮的風(fēng)險(xiǎn)。

協(xié)作機(jī)器人危險(xiǎn)的“三宗罪”

在GB 11291.2-2013 《工業(yè)機(jī)器人的安全要求 第2部分：機(jī)器人系統(tǒng)與集成》（即EN 10218-2）及GB/T 36008-2018 《機(jī)器人與機(jī)器人裝備 協(xié)作機(jī)器人》（即ISO/TS 15066）中規(guī)定，對(duì)于協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)，應(yīng)考慮整個(gè)協(xié)作任務(wù)和工作空間進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

協(xié)作機(jī)器人的危險(xiǎn)應(yīng)至少包含三大方面：

1. 機(jī)器人本身的相關(guān)危險(xiǎn)：

a. 機(jī)器人的特性（如負(fù)載、速度、力、功率、表面形狀等）

b. 機(jī)器人準(zhǔn)靜態(tài)接觸的條件

c. 操作員站位接近機(jī)器人手臂的情況（如防止在機(jī)器人下方工作）

1. 機(jī)器人系統(tǒng)的相關(guān)危險(xiǎn)：

a. 末端執(zhí)行器與工件的危險(xiǎn)，包括缺少人體工程學(xué)設(shè)計(jì)、鋒利邊緣、工件缺失、凸出物等

b. 操作員的站位與路徑相對(duì)于零件位置、結(jié)構(gòu)朝向以及夾具上危險(xiǎn)位置的關(guān)系

c. 夾具設(shè)計(jì)、夾板布局和操作以及其他相關(guān)危險(xiǎn)

d. 判定接觸時(shí)是瞬態(tài)還是準(zhǔn)靜態(tài)，以及操作員哪些身體部位可能會(huì)受影響

e. 任何手動(dòng)控制機(jī)器人導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)與布置（如可及性、人體工程學(xué)、潛在誤用等）

f. 周邊設(shè)備或環(huán)境的影響（如鄰近機(jī)器的保護(hù)罩被移開、激光切削物的靠近等）

1. 應(yīng)用的相關(guān)危險(xiǎn)：

a. 過程中的特定危險(xiǎn)（如溫度、零件迸出等）

b. 使用個(gè)人防護(hù)裝置所導(dǎo)致的限制

c. 人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的不足（如導(dǎo)致注意力缺失、操作不合理等）

在危險(xiǎn)識(shí)別時(shí)，所有在合理范圍內(nèi)可預(yù)見的任務(wù)與危險(xiǎn)都應(yīng)一同進(jìn)行識(shí)別，再采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)減少的措施。對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)來說，風(fēng)險(xiǎn)減小通常通過防護(hù)裝置分隔操作員和機(jī)器人系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。而協(xié)同操作則不同，風(fēng)險(xiǎn)減小主要通過機(jī)器人系統(tǒng)和協(xié)作空間的設(shè)計(jì)與應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)。

沒有絕對(duì)安全的機(jī)器人，只有安全的機(jī)器人應(yīng)用

協(xié)作機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)眾多，但如果在設(shè)計(jì)前沒有將協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)的危險(xiǎn)完整識(shí)別出來，則相當(dāng)于將操作員赤裸裸地暴露在危險(xiǎn)之下，一旦發(fā)生事故，后果不堪設(shè)想，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

皮爾磁在協(xié)作機(jī)器人的安全應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以提供針對(duì)協(xié)作機(jī)器人的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成，安全驗(yàn)證和培訓(xùn)的“交鑰匙”工程服務(wù)。