皮尔磁：协作机器人系统的风险评估和减少

• 关键词：皮尔磁,协作机器人
• 摘要：“没有绝对安全的机器人，只有安全的机器人应用”是皮尔磁一直以来所倡导的，协作机器人需要与人直接进行交互，其应用的安全性更加不容忽视。正确识别协作机器人系统的危险，能够让设计人员在协作机器人系统集成时事半功倍。采取合适的风险减少措施，可以让用户在协作机器人应用时无后顾之忧。

    “没有绝对安全的机器人，只有安全的机器人应用”是皮尔磁一直以来所倡导的，协作机器人需要与人直接进行交互，其应用的安全性更加不容忽视。正确识别协作机器人系统的危险，能够让设计人员在协作机器人系统集成时事半功倍。采取合适的风险减少措施，可以让用户在协作机器人应用时无后顾之忧。

协作机器人系统风险减小的主要方法

传统工业机器人系统，风险减小通常是通过防护装置分隔操作人员和机器人系统来实现，而协作机器人系统则主要考虑的是在操作人员和协作机器人之间可能的接触不会对操作人员造成伤害的方法，主要包括：

a.识别该接触可能发生的条件

b.评估该接触的潜在风险

c.设计机器人系统与协同工作空间，使得该接触频率减少或避免

d.采用风险减小措施，以保持该接触情况限制在阈值以内。

识别潜在接触事件时的考虑准则

基于风险评估的目的，任何潜在的接触情况，宜考虑操作员未被任何风险减小措施（包括个人防护装置）所保护的情况。主要考虑以下准则：

• 操作员暴露的身体区域；

• 接触事件的源头，例如，预期使用中的有意行为，或是无意接触或者可合理预见的误用；

• 发生的可能性及频率；

• 接触事件的类型，例如准静态接触或暂态接触；

• 接触区域、速度、力、压强、动量、机械功率、能量以及其他量化参数等描述物理接触事件。

尖锐物体、剪切边沿，如针、剪、刀以及其他致伤零件均不应出现在接触区域。

注1：合适的厂区布置、覆盖或区块分割能减少潜在危险。

注2：除了接触以外还有其他危险，包括过程危险等。

暴露的身体敏感部位的接触，包括颅脑、面额、喉部、眼部、耳部、脸部等的情况，应在实际应用中合理防止。

协作机器人风险减小的主要措施

协作机器人风险减小的措施，从大类上来讲，可以分为主动式和被动式两种。

被动式安全设计措施对应于机器人系统的机械设计，包括但不限于：

1.增加接触面积：

• 圆边与圆角

• 平滑表面

• 柔顺的表面

2.吸收能量，延长能量传递时间，降低冲击力：

• 衬垫，缓冲

• 可变形的组件

• 柔顺的关节与连杆

3.限制运动质量

主动式安全设计措施则对应于机器人系统的控制设计，包括但不限于：

• 限制力或转矩

• 限制运动部件的速度

• 限制动量、机械功率或能量

• 使用轴及空间的安全软限位功能

• 使用安全适用的受监控停止功能

• 使用传感器预测或检测接触（例如逼近与接触检测，以减少准静态力）

     上述这些风险减小措施在实施时，都是通过在协作机器人示教器中设置安全参数与配置信息来实现的，而根据EN 10218-1：2011及ISO/TS 15066规定：激活安全参数设置与配置信息，应按唯一标识符（例如校验码）来阅读和存档，由此，安全配置的改变能够易于识别，设定与调整协作安全参数应进行密码保护或类似措施，以免受到未授权操作或意外操作的影响。

     无论是主动式还是被动式风险减小的措施，在采用时均应列明如风险评估中所确定的操作人员的预期暴露情况。

     风险评估是协作机器人系统设计的基础。只有经过风险评估，才能对症下药，采取合适的风险减小措施。皮尔磁是国内最早从事机器人领域风险评估的品牌，不仅有系统的方法论，自主研发的碰撞测试仪更是为协作机器人应用时力、压强等参数的测量提供了有力的工具，为越来越多的用户所认可，积累了丰富的经验。

     皮尔磁可以提供针对协作机器人的风险评估，设计与系统集成，安全验证和培训的一系列“交钥匙”工程服务。