機(jī)器人安全應(yīng)用系列(三)：速度與分離
人機(jī)協(xié)同作業(yè)
在同一個(gè)協(xié)同空間內(nèi)，庫(kù)卡機(jī)器人，機(jī)器人和操作人員是允許同時(shí)在空間內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)的。但為了保障操作人員的安全，需要通過安全技術(shù)檢測(cè)人員和機(jī)器人之間的距離。
根據(jù)人員和機(jī)器人之間的距離，系統(tǒng)通過控制機(jī)器人的速度產(chǎn)生相應(yīng)變化，m.twshmhelmet.com，最終在碰撞產(chǎn)生之前停止機(jī)器人。當(dāng)操作員離開時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)可以根據(jù)需要手動(dòng)或自動(dòng)恢復(fù)原有運(yùn)動(dòng)路徑，同時(shí)保持最小的距離間隔。
這樣的速度與分離監(jiān)控在ISO/TS15066中被認(rèn)為是4種人機(jī)協(xié)作的安全應(yīng)用之一。
速度與分離監(jiān)控示意圖
速度與分離監(jiān)控實(shí)例
為了形象地展示速度與分離的監(jiān)控，皮爾磁搭建了一套基于SafetyEye的監(jiān)控系統(tǒng)來展示這種類型的應(yīng)用。
在這個(gè)應(yīng)用里，展示了以下場(chǎng)景和流程：
操作員進(jìn)入?yún)f(xié)作區(qū)域，安全系統(tǒng)立刻檢測(cè)到操作員進(jìn)入，此時(shí)機(jī)器人開始減速，最終機(jī)器人最終停止。
完成操作后，操作員觸發(fā)了一個(gè)按鈕，使用手動(dòng)方式進(jìn)行復(fù)位。
一般來說，只要安全功能無(wú)法被屏蔽，可以無(wú)需按下按鈕，利用自動(dòng)的方式進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。
安全間隔距離
由于這種應(yīng)用允許在同一個(gè)協(xié)同空間內(nèi)，機(jī)器人和操作人員同時(shí)在空間內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，KUKA機(jī)器人示教器維修，因此機(jī)器人與操作員兩者的移動(dòng)速度及對(duì)應(yīng)的最小保護(hù)間隔距離應(yīng)當(dāng)經(jīng)由系統(tǒng)進(jìn)行限定。
參考ISO13855中關(guān)于與人體接近速度相關(guān)的安全裝置定位，最小距離的計(jì)算公式為：
S=(K×T)+C
其中：
S=最小距離(mm)
K=由人體接近速度得出的參數(shù)(mm/s)
T=總的系統(tǒng)停止性能(s)
C=闖入距離(mm)
人機(jī)速度曲線
在人機(jī)協(xié)作的應(yīng)用中，允許人機(jī)同時(shí)處于同一空間，因此安全間隔距離需要額外考慮機(jī)器人與人員間的相對(duì)速度。
在上面的人機(jī)速度曲線圖中，系統(tǒng)在發(fā)出停機(jī)指令到機(jī)器人接收指令之間具有一段響應(yīng)延遲；同時(shí)機(jī)器人開始減速到停機(jī)同樣也具有相當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔。因此包含機(jī)器人系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間及停止距離(sr，ss)以及操作員與機(jī)器人系統(tǒng)的位置不確定性(zd，zr)都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過評(píng)估。