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工業機器人應用越來越廣泛,機器人傷人事件時有發生,如何保證機器人安全?是將機器人關進鐵籠還是人機協作?機器人安全標準成為關注焦點。
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美國推進自動化協會 (Association for Advancing Automation ,簡稱A3) 機器人標準開發總監Carole Franklin,近日回答了 CONTROL ENGINEERING 記者有關機器人安全標準的常見問題www.cechina.cn,以及制造商如何更好地做好準備控制工程網版權所有,更深入地了解其中的內容。
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問:如果遵守了R15.06,是否就遵守了ISO10218 ?這同樣也適用于新標準R15.08 和ISO 3691-4 嗎?
答:這兩個情況不同,下面是兩者的區別。ISO 10218 第1 部分和第2 部分,是由ISO 機器人技術委員會(TC)299 首先開發的。然后,10218-1 和2 兩部分,在美國被采用并被重新命名為R15.06,同時包含第1 部分和第2 部分。
另一方面,ISO 3691-4 由另外一個ISOTC(工業卡車用TC 110)開發,以涵蓋“無人駕駛工業卡車”,即自動引導車輛(AGV)。它起源于AGV,在很大程度上仍然基于“導軌”這一很重要的假設來制定安全要求。
R15.08 是在美國單獨開發的,最初的假設是:我們所認為的“工業移動機器人”中的很大一部分能夠在不依靠導軌的情況下進行自主導航。還有,R15.08 委員會認為,很多機器并不是真正的“工業卡車”,也從來沒有“駕駛”或騎乘的能力;因此控制工程網版權所有,3691-4 中“無人駕駛工業卡車”的描述并不適用。
因此控制工程網版權所有,由于它們產生于不同的基礎和假設,并且是并行開發的,而不是互為基礎的,因此3691-4 和R15.08-1 并不像10218-1、2 及其美國采用的R15.06 那樣是“等同的”。
關于TC 110 和TC 299 之間未來的合作正在進行一些討論, 因此R15.08-1 和3691-4 兩種知識體系的融合,在未來是可能的。但談判還處于非常初期的階段,因此現在沒有太多關于是否或何時會發生的消息。
問:ANSI/RIA R15. 08-1-2020 與ISO/TS15066:2016 相比,兩者相似的程度如何?它們的內容是相當接近CONTROL ENGINEERING China版權所有,還是相當不同?
答:這兩個標準完全不同。ISO / TS 15066涵蓋了協作式工業機器人系統的安全要求,而R15.08-1 涵蓋了工業移動機器人的安全要求。15066 建立在10218-1、2 的基礎之上,具有一些成熟的假設;其中之一是10218 和15066 所涵蓋的“ 工業機器人” 是“ 機械手”(又名“手臂”),并固定在適當的位置。R15.08-1 僅適用于連接到移動平臺的工業機器人;也就是說,沒有固定在某處。
R15.08-1 還包括工業移動機器人,這些機器人不包含符合工業機器人手臂要求的附件。而R15.08-1 確實參考了10218-1、2,但它并不像15066 那樣是一個補充文件。R15.08-1 是獨立標準,而不是補充標準。
它們有一個相似之處,那就是它們都代表著我們如何看待工業機器人周圍人類安全方面的一個范式轉變。15066 首次描述了如何允許人類進入機器人受保護的空間,同時仍然保持人類的安全。R15.08-1 開辟了一種可能性,當機器人在設施周圍自由移動時,如何保證人類的安全。兩者都與通過將人與工業機器人分開來保護人類安全的 " 舊 " 模式截然不同——盡管 " 傳統 " 模式仍然很有意義,因為它仍然代表著當今銷售的絕大多數機器人系統。
問:機器人現在不僅與人類合作,還與其它機器人合作,通常來自不同的制造商。這有什么影響?
答:這實際上是一個“互操作性”問題www.cechina.cn,而不是“安全性”本身,由于R15.08-1 是一個安全標準,因此并不涉及這一問題。雖然我們已經意識到缺乏互操作性可能會導致安全問題的出現,但當今的工業移動機器人(IMR)確實有用于避障和防撞的傳感器和車載邏輯,可以防止人類被兩個不可互操作的工業移動機器人中的一個或兩個撞到(受傷)。
缺乏互操作性所產生的問題往往是經濟問題www.cechina.cn,而不是安全問題。也就是說,在兩個不能互操作的工業移動機器人相互 " 凝視 " 時,可能會導致生產效率的低下。雖然這些顯然是重要的問題www.cechina.cn,但它們也不屬于安全標準的范圍。
問:對于自動叉車控制工程網版權所有,相應的標準是什么?自動叉車會被歸類為C 型AMR 嗎?
答:盡管我們明確將叉車排除在R15.08-1 之外,如果被R15.08-1 覆蓋,自動導航叉車只有在帶有工業機器人手臂作為附件(除了叉車)的情況下才是C 型I M R。這就是C 型機器的定義:工業機器人手臂附件。如果沒有工業機器人手臂附件,叉車只能是B 型I M R(自主導航+ 移動+ 任何其它功能,在這種情況下就是叉物及提升功能)。
由于叉車具有提升負載的特殊能力,因此需要考慮許多特定于叉車的安全因素。而且,有一個長期存在的知識體系來解決這些問題;例如,在美國,這是B56.5標準。R15.08 委員會希望避免對B56 已經涵蓋的內容進行“再造”。由于叉車需要特定的專業知識,所以我們認為,制定自動叉車的安全標準本身就是B56 委員會的責任。也許這就是R15.08 和B56 委員會可以在未來展開合作的一個潛在領域。
問:“自動化”和“自主”之間的主要區別是什么?
答:一般來說,區別在于“自動化”只是指機器執行一系列預先編程的動作,而“自主”系統則意味著機器有更大程度的決策權。自動化系統可能有些復雜,而且往往非常復雜。只是因為它們不會根據在環境中的感知,來自主做決定。自動機器人根據設定程序,執行一系列動作;自主機器人有更多的選擇自由。
在R15.08-1 中,我們定義了AGV 和AMR 的含義:3.2 自動引導車;A G V 移動平臺(見第3.16 條)遵循由標記或外部引導命令指示的預定義路徑(即引導路徑)。
3.3 自主移動機器人;A M R 移動平臺(3.16),可以使用避障(3.18)和軌跡規劃(3.26)導航,而不是預定義的路徑(即導軌)。
關鍵概念:
■ 自動機器人根據設定程序,執行一系列動作;自主機器人有更多的選擇自由。
■ 在標準方面,互操作性仍然是一個挑戰,因為不同的機器人有不同的優先級。