隨著機器人應(yīng)用效率的不斷提高，人與機器可以進行更緊密的合作。靜態(tài)防護設(shè)備正在逐漸接近其性能極限。如今的趨勢已不再是全封閉的機器人單元，而是轉(zhuǎn)向人機協(xié)作（HRC），它可以盡可能地減少防護設(shè)備，同時保障操作人員的安全。事實上，每一類應(yīng)用都需要單獨的安全相關(guān)評估。

機器人安全標準

在機械指令中，機器人被歸類為部分完成的機械。標準ISO 10218《工業(yè)機器人安全》的第1部分：“機器人”和第2部分：“機器人系統(tǒng)與集成”中提出了具體的安全要求。這兩部分的德語版EN ISO 10218-1:2011和EN ISO 10218-2:2011在機械指令2006/42/EC中被列為C類協(xié)調(diào)標準。第2部分：“機器人系統(tǒng)與集成”還包含了關(guān)于協(xié)同作業(yè)的信息。在設(shè)計HRC應(yīng)用時，機器人的選擇是系統(tǒng)集成商要考慮的重要因素�？梢允褂酶鞣N方法確認和驗證安全要求，包括目視檢查、實際測試和測量。系統(tǒng)集成商必須確認或驗證共200多項內(nèi)容。顯而易見，這些標準十分重要。然而事實上，是否可以使用此標準框架安全地實施HRC，仍然存在疑問。技術(shù)規(guī)范ISO/TS 15066：“機器人和機器人設(shè)備 - 協(xié)作型工業(yè)機器人”旨在向我們展示發(fā)展方向。

邁向安全的HRC應(yīng)用

在使用標準規(guī)范時，將機器人單元歸類為機械指令下的機器這一點，意味著我們必須對其執(zhí)行合規(guī)性評估程序的每一個步驟。應(yīng)注意的是，機器人本身只作為部分完成的機械；直到配備抓手或針對應(yīng)用的必要工具后，機器人才能完成特定功能，此后必須被視為成品機械。集成商或用戶成為機械的制造商，并負責安全相關(guān)的檢查，包括CE認證。

為實現(xiàn)安全的機器人應(yīng)用，要點之一是根據(jù)EN ISO 12100進行風險分析。在機器人應(yīng)用中，“風險評估”的挑戰(zhàn)在于明確界限，這些界限在過去能夠清晰地區(qū)分人和機器的工作區(qū)域。除了機器人產(chǎn)生的危險，還必須考慮操作人員的活動。然而，速度、反應(yīng)或其他人員的突然靠近并非總在意料之中。根據(jù)風險分析，接下來是進行“安全概念”和“安全設(shè)計”步驟，包括元器件的選擇。“風險分析”和“安全概念”的結(jié)果用于證明“風險評估”中選定的安全措施，并在“系統(tǒng)實施”中實施這些措施。之后將進行“驗證”，期間需要重新檢查上述步驟。驗證是確證機器安全的關(guān)鍵。EN ISO 10218-2中的核對清單為機器人應(yīng)用提供了額外的指導信息。通過粘貼CE標志，集成商最終確認，在遵循預(yù)定用途的情況下，該機器人單元及其確定屬性符合機械指令2006/42/EC的所有法定要求。

機器人和安全元器件的選擇

目前市場上有適合各種應(yīng)用領(lǐng)域的各種機器人系統(tǒng)。盡管它們構(gòu)成了安全機器人應(yīng)用的基礎(chǔ)，但為了實施安全的HRC，仍然必須對應(yīng)用和任何額外組件及系統(tǒng)進行安全相關(guān)評估。在將來，我們需要智能化程度更高的安全系統(tǒng)，這樣即使沒有防護裝置，也能讓和人與機器安全協(xié)作。這些系統(tǒng)可以是實際的機器人控制系統(tǒng)的一部分，例如用于計算機器人的安全運動。這有助于提前計算機械臂的路徑。然而在許多情況下，安全運動功能（例如上述功能）并不足以實現(xiàn)安全目標。因此通常需采取組合措施，其中包括近場保護（例如觸覺安全傳感器，Pilz在2014年6月的自動化展會上就展示了這類傳感器）、個人防護裝備（防護眼鏡和服裝）和用于監(jiān)測探測區(qū)的安全傳感器技術(shù)（例如Pilz的SafetyEYE安全3D攝像系統(tǒng)）。這有助于全方位、安全地監(jiān)測警告區(qū)和探測區(qū)。在設(shè)計動態(tài)過程循環(huán)和人機安全交互的工作區(qū)方面，傳感器、控制與執(zhí)行器技術(shù)的集成展現(xiàn)出無限的可能性。安全的HRC應(yīng)用最終是多個因素的綜合結(jié)果，其中包括標準框架條件之間的相互作用以及在此基礎(chǔ)上進行的復雜風險分析，選擇具有相關(guān)安全功能的機器人，選擇合適、額外的安全組件，以及由系統(tǒng)集成商進行的驗證。