协作机器人的应用有利于制造商

在机器人应用的最初几十年里，这项技术在没有人类互动的情况下发挥作用。这有两个原因:机器人的灵活性是有限的，所以人类几乎没有理由与它们互动;机械臂的高速运动对任何靠得太近的人都构成了重大危险。尽管缺乏灵活性，但机器人帮助降低了运营成本、资本成本、劳动力流失率和浪费，同时提高了产品质量、生产工作和员工安全。

科技已经发展到人类和机器人可以共享任务的地步，这种新的合作关系提高了制造商的灵活性。当今的商业和技术驱动因素，如数据驱动的服务、产品寿命的缩短、机器学习的引入以及区分单个产品和品牌的需求，正在使灵活的协作机器人应用(人类和机器人协同工作)成为制造商的有效选择。

启用协作机器人?

如今在协作应用中使用的机器人通过将其功率和力量限制在适合人类接触的水平来尽量减少其潜在的危害。它们通常采用力反馈、低惯性伺服电机、弹性致动器和碰撞检测技术。

协作机器人使用各种传感器来准确地将物体送到所需的位置。提供:欧姆龙自动化美国公司[/说明]

为了使协作机器人应用适合操作者，还需要将安全操作原则应用于系统的其余部分，包括末端执行器和夹具。危险的末端执行器包括任何存在尖锐边缘或高热量的末端执行器，例如焊接应用中使用的末端执行器。

应用、协作机器人

协作应用程序包含为协作使用而设计的机器人，该机器人与操作员密切相关。许多制造商将为协作应用而设计的机器人引入他们的工厂，以处理拾取和放置任务，但这些机器人的多功能性远远超出了这些应用。由于这些机器人允许人类对机器进行大量控制和授权，因此它们几乎可以承担制造业中任何重复性的任务。

包装和码垛是生产线的阶段，对工人来说可能是重复和乏味的。协作机器人应用程序配备了灵活的抓手和可以识别各种产品类型的视觉系统，可以在操作员从事需要人工输入的任务时处理冗余任务和繁重的工作。

协作机器人应用程序还可以执行需要机床对原材料和正在进行的工作进行操作的加工任务。其中许多任务需要工具反复遍历精确的路径。根据路径的复杂程度，可能很难训练必要数量的人类工人来完成这些任务，而训练机器人——无论是通过编程还是手工指导教学——都能获得快速、精确和一致的结果。

机器看护是协作机器人的另一个有用的应用。虽然将零件和材料装入机器的过程往往是危险的，而且是重复的，但目前大多数机器维护工作都是由人类完成的。由于很难找到合格的工人，制造商正在采用灵活的机器人解决方案来提高生产率，同时最大限度地减少对工人的危害。机器人可以将材料装入计算机数控(CNC)铣床，清空塑料注塑机，将印刷电路板(pcb)插入测试机器等等。

协作机器人，风险评估

虽然为协作应用而设计的机器人可能比传统机器人重量更轻，移动速度更慢，但安全措施仍然很重要。碰撞检测技术和低惯性伺服电机等功能有助于将风险降至最低，但它们并不能完全消除风险。必须通过各种应用的风险评估来识别危险，必须实施适当的培训和安全措施。

需要识别的潜在风险包括操作人员的条件，如疲劳或压力，清除障碍物，如建筑结构，可预见的接触和这种接触的后果，以及与工作区域相关的其他危险，以及操作人员的滥用或缺乏培训。操作人员需要了解机器人的路径和过程。

虽然每个应用程序都是独一无二的，但一些准则有助于评估机器人在与人类操作员合作执行给定任务时的安全性。需要考虑的事项包括:

• 操作员在协作工作空间中的时间和频率是多少
• 操作者与机器人接触的潜在频率和持续时间
• 是否有很高的头部或颈部接触的可能性(如果有，应该重新考虑或重新设计协作应用程序)
• 在进入或退出协作工作空间的转换过程中会发生什么
• 机器人是否会进行意外启动，使操作人员感到吃惊
• 如果多个操作员将与协作机器人一起工作，或者能够访问协作工作空间(如果是这样，可能需要评估用于监视其他人员的传感设备)。
• 由于工作场所内外的额外结构，任何潜在的夹点和挤压
• 什么不寻常的事件需要手动重启
• 如果不同级别的驱动功率对操作人员造成不同程度的危害
• 如果操作人员可能穿着个人防护装备(PPE)，可能会夹住夹具
• 即使机器人不移动，也可能存在任何驱动和电源危险。

臂端工具(EOAT)是操作人员潜在危险的关键来源。全面的风险评估将包括有关EOAT的问题，包括:

• 极端温度是否会对操作人员造成伤害?如果是这样，可以增加一个保护罩，或者可以改变机械臂的方向，以限制进入热区域(如热胶枪)。
• 如果该部件从EOAT上脱落，会对操作人员造成伤害吗?如果是这样，可以添加冗余机制来检测和减少零件可能脱落的可能性。
• 如果对EOAT或夹具的夹紧力会造成伤害，是否可以减小夹紧力?在这种情况下，设计考虑可能包括使用能够在检测到过大的力时收回的夹子。
• 暴露在锋利的边缘会导致割伤和磨损吗?锋利的边缘可以是圆形的，或者用柔软的材料制成，以降低风险。

许多协作机器人的柔性臂可以安装各种末端执行器，并通过手动指导教学进行新任务的训练。提供:欧姆龙自动化美国公司[/说明]

虽然协作机器人在设计时考虑了人类的互动，但风险评估可能仍然需要添加额外的减少措施。这些风险评估必须考虑机器人与操作员互动的所有方式，环境的哪些方面可能导致夹紧或困住，以及EOAT的哪些特性可能由于高温、尖锐边缘或其他危险而构成风险。如果进行了风险评估并实施了必要的安全措施，将提高应用程序的整体效率并提高性能。

蒂娜船体是TUV功能安全专家和产品工程师，欧姆龙自动化美国公司。克里斯·瓦夫拉编辑，制作编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com。

更多的答案

关键词:协作机器人，机器人安全，机器安全

协作机器人设计用于与人类一起安全工作，并减少工人的重复任务。

应用程序诸如包装、加工和机器维护等应用都是协作机器人可以使用的。

在选择协作机器人需要对潜在危险和未知危险进行风险评估。

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