機器人安全應(yīng)用系列(三)：速度與分離
人機協(xié)同作業(yè)
在同一個協(xié)同空間內(nèi)，庫卡機器人，機器人和操作人員是允許同時在空間內(nèi)進行移動的。但為了保障操作人員的安全，需要通過安全技術(shù)檢測人員和機器人之間的距離。
根據(jù)人員和機器人之間的距離，系統(tǒng)通過控制機器人的速度產(chǎn)生相應(yīng)變化，www.whsntf.cn，最終在碰撞產(chǎn)生之前停止機器人。當操作員離開時，機器人系統(tǒng)可以根據(jù)需要手動或自動恢復(fù)原有運動路徑，同時保持最小的距離間隔。
這樣的速度與分離監(jiān)控在ISO/TS15066中被認為是4種人機協(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。
在這個應(yīng)用里，展示了以下場景和流程：
操作員進入?yún)f(xié)作區(qū)域，安全系統(tǒng)立刻檢測到操作員進入，此時機器人開始減速，最終機器人最終停止。
完成操作后，操作員觸發(fā)了一個按鈕，使用手動方式進行復(fù)位。
一般來說，只要安全功能無法被屏蔽，可以無需按下按鈕，利用自動的方式進行系統(tǒng)復(fù)位。
安全間隔距離
由于這種應(yīng)用允許在同一個協(xié)同空間內(nèi)，機器人和操作人員同時在空間內(nèi)進行移動，KUKA機器人示教器維修，因此機器人與操作員兩者的移動速度及對應(yīng)的最小保護間隔距離應(yīng)當經(jīng)由系統(tǒng)進行限定。
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)
人機速度曲線
在人機協(xié)作的應(yīng)用中，允許人機同時處于同一空間，因此安全間隔距離需要額外考慮機器人與人員間的相對速度。
在上面的人機速度曲線圖中，系統(tǒng)在發(fā)出停機指令到機器人接收指令之間具有一段響應(yīng)延遲；同時機器人開始減速到停機同樣也具有相當?shù)臅r間間隔。因此包含機器人系統(tǒng)響應(yīng)時間及停止距離(sr，ss)以及操作員與機器人系統(tǒng)的位置不確定性(zd，zr)都應(yīng)當經(jīng)過評估。