siemens x
機(jī)器人

自主移動(dòng)機(jī)器人的安全性

2025China.cn   2019年12月05日

安全性

  全面的安全性是協(xié)作移動(dòng)機(jī)器人和自主移動(dòng)機(jī)器人AMRs的主要特性,這些機(jī)器人可以在動(dòng)態(tài)環(huán)境中運(yùn)行,并與人類一起工作。由于各行業(yè)對 AMR 的需求日益增長,提供確保安全的系統(tǒng)至關(guān)重要。

  討論安全問題時(shí),需要區(qū)別實(shí)現(xiàn)日常操作自主安全導(dǎo)航的機(jī)器人特征,以及機(jī)器人內(nèi)部集成的安全功能,以確保即使主要系統(tǒng)出現(xiàn)故障,機(jī)器人也能始終確保安全。

AMR特點(diǎn):MiR機(jī)器人的傳感輸入確保安全導(dǎo)航

  MiR AMR日常操作的安全行駛模式依賴多傳感器安全系統(tǒng),通過將數(shù)據(jù)輸入復(fù)雜的規(guī)劃算法,幫助機(jī)器人確定行駛路線,并判斷是否需要調(diào)整路徑或立即安全停車以避免碰撞。

先進(jìn)的雙激光掃描儀方式進(jìn)行導(dǎo)航并實(shí)時(shí)檢測障礙

  所有MiR機(jī)器人都配備了雙激光掃描儀,分別位于機(jī)器人的前后兩個(gè)角落,提供 360 度的視場FoV。借助這種雙激光方法,機(jī)器人能夠在遇到無法移動(dòng)的障礙物時(shí)安全后退,或者探測從后面或側(cè)面接近的人,并在需要時(shí)停車或調(diào)整路線。作為第一家AMR制造商,MiR使用最新最先進(jìn)的激光掃描技術(shù)——SICK microScan 3。這些通過ISO 13849認(rèn)證的激光掃描器符合類別3性能水平d安全標(biāo)準(zhǔn),性能優(yōu)于市面所有其他激光掃描器。借助SICK microScan 3,機(jī)器人不受光線和灰塵的影響,而這些因素通常會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器人導(dǎo)航,而且這些激光掃描器的精度是其他類型激光掃描器的10倍。

雙3D相機(jī)提升安全性

  激光掃描儀是MiR機(jī)器人綜合安全和導(dǎo)航系統(tǒng)的主要組成部分。此外,確保MiR移動(dòng)機(jī)器人日常操作安全順利還需要許多其他功能。

  安裝在機(jī)器人前側(cè)的雙3D相機(jī)可以幫助機(jī)器人探測0-1,700mm高的障礙物。在120°的水平視角下,機(jī)器人總能看到前進(jìn)道路上的障礙物。相機(jī)可檢測在安全激光掃描儀視場范圍內(nèi)外的障礙物。這使得機(jī)器人可以安全地圍繞桌子移動(dòng),例如,桌子在激光掃描器的視場之上,但低于機(jī)器人的高度(包括頂部模塊和負(fù)載)。還可以避開其他障礙物,如壁裝機(jī)柜或貨架。

用于檢測腳部和托盤的接近傳感器

  MiR500和MiR1000機(jī)器人還配備了24個(gè)接近傳感器,安裝在機(jī)器人的各個(gè)角落并指向地面。這些傳感器專門檢測低于激光掃描儀視場的腳部和托盤。AMR行駛時(shí),可以借助相機(jī)檢測并繞開前方地板上的障礙物,但當(dāng)它從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐苿?dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),激光掃描儀無法檢測緊鄰它且高度低于20cm的障礙物,例如腳部和空托盤等,這會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)情況發(fā)生。 在這里,MiR機(jī)器人配備了其他AMR通常不具備的接近傳感器,從而提升了安全性,而這對重載機(jī)器人至關(guān)重要,因?yàn)槿绻鼈儔哼^腳部,會(huì)造成嚴(yán)重傷害。

額外傳感輸入與軟件提升安全性

  MiR機(jī)器人配備的其他傳感器包括加速度計(jì)和陀螺儀,用于感測慣性力、加速度和旋轉(zhuǎn);每個(gè)輪子上都配備編碼器以測量速度,并精確反饋給激光掃描儀,以檢測機(jī)器人是否在潮濕的地板上打滑。

  機(jī)器人的保護(hù)區(qū)域取決于機(jī)器人的速度。這使得機(jī)器人在非常接近障礙物時(shí)能夠安全緩慢地行駛,如果幾厘米范圍內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)人或障礙物,機(jī)器人就會(huì)自動(dòng)停車。

  最后,還可以輕松為機(jī)器人編程來優(yōu)化安全性??梢酝ㄟ^個(gè)人電腦、智能手機(jī)或平板電腦輕松在機(jī)器人地圖上標(biāo)記出禁區(qū)。其他指令編程也可以輕松實(shí)現(xiàn),如定義首選路徑或限制機(jī)器人在交通繁忙區(qū)域的速度。所有MiR機(jī)器人都配備獨(dú)特的燈條,可以通過顏色變換提醒工作人員,還可以輕松設(shè)置聲音提示,包括嘟嘟聲、喇叭聲或任何其他聲音。

  可以輕松更新機(jī)器人地圖的不同區(qū)域,這些區(qū)域用不同的顏色區(qū)分。在這張地圖上,您可以看到:

  紅色區(qū)域=禁區(qū)

  綠色區(qū)域=首選區(qū)域

  黃色區(qū)域=機(jī)器人發(fā)聲區(qū)域

功能安全增加了MiR安全系統(tǒng)的可靠性

  在沒有外部安全措施的環(huán)境中,自主移動(dòng)機(jī)器人與人一起搬運(yùn)貨物。有些AMR體積較小,只能承載小型貨物,但重載AMR的負(fù)載較高,可以裝載托盤或大型貨物,最大重量可達(dá) 1,000公斤(2,200磅)。如果常規(guī)安全系統(tǒng)由于某種原因出現(xiàn)故障,重載AMR尤其容易造成傷害。例如,一種非常危險(xiǎn)的情況就是電機(jī)控制器短路。如果沒有配備額外安全功能,AMR會(huì)全速運(yùn)行而無法停車,這可能造成巨大危害。這只是AMR必須提供符合安全標(biāo)準(zhǔn)的功能性安全措施的一個(gè)例子,以解決固有安全設(shè)計(jì)措施(如傳感輸入)無法解決的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

AMR安全系統(tǒng)要求的性能水平

  所有安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都有一個(gè)基本前提,即任何系統(tǒng)都有可能發(fā)生故障。根據(jù)AMR最適用的安全標(biāo)準(zhǔn)EN 1525,AMR的安全功能應(yīng)根據(jù)EN ISO 13849類別3性能水平d進(jìn)行設(shè)計(jì),它用于評(píng)估與安全相關(guān)的控制系統(tǒng)。所需性能級(jí)別作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的一部分而確定,其中危險(xiǎn)情況被劃分為5個(gè)性能級(jí)別,從PL“a”(低)到PL“e”(高)。風(fēng)險(xiǎn)越大,安全系統(tǒng)的可靠性要求就越高。如果一個(gè)安全系統(tǒng)是PLd級(jí),這意味著系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)故障的概率是每小時(shí) > 10-7到 > 10-6 次,相當(dāng)于20年不到一次。類別是指用以達(dá)到特定性能水平的電路結(jié)構(gòu)。類別3意味著電路是多通道結(jié)構(gòu),始終能夠檢測單個(gè)故障。

  風(fēng)險(xiǎn)圖用于確定指定安全功能所需的性能級(jí)別(PLr)。如果 AMR 系統(tǒng)發(fā)生故障,可能會(huì)對人造成嚴(yán)重的傷害,因此大多數(shù)安全功能都需要達(dá)到 PLd 級(jí)。

設(shè)計(jì)符合安全標(biāo)準(zhǔn)

  MiR機(jī)器人滿足EN 1525和美國相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ANSI / ITSDF標(biāo)準(zhǔn)B56.5-2012,產(chǎn)品設(shè)計(jì)面向未來標(biāo)準(zhǔn),如ISO/FDIS 3691-4、ISO/FDIS 10218、RIA 15:08以及UL 3100,配備各類相關(guān)安全功能,以確保即使主要安全功能發(fā)生故障,機(jī)器人也能做出反應(yīng)確保安全。MiR機(jī)器人的安全功能在Sistema 報(bào)告中有記載,MiR可以根據(jù)客戶要求共享信息。

  四大功能:緊急停車、區(qū)域切換、人員檢測和超速檢測是 AMR 的強(qiáng)制要求,所有 MiR 機(jī)器人都包含這些功能。這些功能可以確保機(jī)器人在發(fā)生故障時(shí)停車,因?yàn)槿绻l(fā)生故障,緊急停車會(huì)切斷電力傳動(dòng)的電源。

  五大安全功能:區(qū)域屏蔽、安全限制速度、安全保護(hù)停車、移動(dòng)能力和系統(tǒng)緊急停車都是為了應(yīng)對與負(fù)載和容量相關(guān)的危險(xiǎn),因此 MiR500 和 MiR1000 包含這些功能。機(jī)器人在日常操作中也會(huì)主動(dòng)使用這些功能。例如,當(dāng)機(jī)器人??吭谕斜P架上時(shí),現(xiàn)場減弱用于減弱/減少保護(hù)區(qū)域;因?yàn)橥ǔG闆r下,為了確保在人類周圍時(shí)的安全性,重載機(jī)器人的保護(hù)區(qū)域相當(dāng)大,而在行駛進(jìn)入托盤架時(shí),保護(hù)區(qū)域需要顯著縮小。一旦機(jī)器人行駛出托盤架,保護(hù)區(qū)域?qū)⒅匦录せ睢M瑯?,裝卸貨物時(shí)也使用安全保護(hù)停車和行走功能,以確保機(jī)器人在裝卸貨物時(shí)禁止行駛。當(dāng)裝卸完成后,這些功能將被停用,機(jī)器人可以再次行駛。

始終確保安全至上

  投資AMR的重要考量是不能危及安全。必須始終以安全的方式使用AMR,因?yàn)槟膯T工將與它在同一場所工作。因此,當(dāng)您投資AMR系統(tǒng)時(shí),必須考慮AMR的設(shè)計(jì)是否能夠應(yīng)對安全特性故障。

  MiR機(jī)器人配備了先進(jìn)的多傳感器安全系統(tǒng)和功能性安全措施,堪稱市場上最安全的AMR。MiR機(jī)器人不僅符合當(dāng)前和未來的安全標(biāo)準(zhǔn),也是營造AMR與人類協(xié)作的安全工作環(huán)境的解決方案。

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:MiR 我要反饋 
2024世界人工智能大會(huì)專題
即刻點(diǎn)擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機(jī)器人下載中心
西克
2024全景工博會(huì)
專題報(bào)道