機器人安全應用(五): 合理布局
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機器人系統的布局
在機器人的應用中,目標與安全性,勞動力成本,生產能力和人體工程學等息息相關。 一旦確定了系統類型,闡明了技術要求,明確了生產目標,項目成功最關鍵的因素之一就是高效的系統布局。 布局巧妙,不僅保障操作人員的安全,更能帶來生產力的提升;設計不合理,不但會嚴重降低生產效率,更會產生新的風險。 機器人系統的布局應當嚴格設計 構建系統布局的要素 構建系統布局的第一步,是讓設計工程師了解空間和產品流程要求。 由于廠房和設施的空間往往受限,因此應最大限度地減少系統的占地面積,盡可能地為操作人員分配舒適的操作空間,同時又要考慮叉車行駛,物料運輸或緊急逃生路線等,每一個方面都至關重要。 在機器人系統布局設計過程中需要全面考慮以下因素: a)根據設備單元或整條產線,涵蓋的三維物理極限; b)工作區域,包括機器人系統的運行空間,行人走道,維修清潔的路徑,設備動力和控制系統的安裝通道等等; c) 手動干預的任務需求; d) 人體工程學和人機界面; e)環境因素,包括設備排氣,焊接時產生的火花等; f) 工件的上下料和換型; g) 設備周邊防護的類型和狀態; h)急停按鈕的分布情況; i)使能開關的位置及使用需求。 全方位了解空間和產品流程要求 物理防護或電敏保護裝置 機器人系統周邊保護措施通常使用機械防護裝置或電敏保護裝置,也可以是兩種保護措施的組合。 具體選用何種保護裝置,應當考慮以下幾種因素: 操作人員的作業壓力,動作的頻繁程度; 機器人系統的上下料的路徑與方式; 其他周邊的外部影響(例如較多的粉塵和震動會使電敏保護裝置誤觸發幾率增高)。 如果使用機械防護裝置,那么安全距離應當符合ISO 13857的要求;圍欄上使用的聯鎖防護裝置需要符合ISO 14119的要求,安全性能等級應當至少滿足ISO 13849-1 PLd級; 如果使用電敏保護裝置,那么應當采用至少滿足IEC 61496-1標準Type3及以上等級的電敏保護裝置。 物理防護或電敏保護裝置 對于靜態的二維危險區域監控,皮爾磁的PSENscan激光掃描儀能覆蓋275度的掃描區,可以勝任大多數的系統布局。 而對于更為復雜的區域劃分,皮爾磁的三維安全照相系統SafetyEYE則是更為現代化的解決方案,傳感器位于監控區域上方,通過鳥瞰方式不間斷監控,不再需要額外的圍欄和物理防護裝置,空間使用更加靈活。 三維安全照相系統SafetyEYE 越來越多的現代化制造系統開始使用機器人參與生產制造。隨著它們的應用變得越來越普遍,有效的布局能夠使機器人系統成為強有力的競爭工具。 磨刀不誤砍柴工,了解應用機器人安全標準中的最佳實踐,花時間正確設計布局是每一個機器人系統設計者應當遵循的原則。