机器人安全标准更新,建议

A3机器人标准开发总监Carole Franklin回答了关于机器人安全标准的常见问题。

通过卡罗尔·富兰克林 2022年2月4日
提供:Chris Vavra, CFE媒体和技术

学习目标

  • 正在制定移动、自动化和自主机器人的机器人标准。
  • 自动化机器人执行一系列编程动作;自主机器人有更多的选择自由。
  • 在标准方面,互操作性仍然是一个挑战,因为不同的机器人有不同的优先级。

A3机器人标准开发总监卡罗尔·富兰克林(Carole Franklin)阐述了有关机器人安全标准的常见问题,以及制造商如何更好地做好准备,更了解其中的内容。

问:如果您符合R15.06,那么您是否也符合ISO 10218?R15.08和ISO 3691-4的新标准也会这样吗?

富兰克林:这两种情况的情况是不同的。

ISO 10218,第1部分和第2部分是由ISO技术委员会(TC) 299,机器人率先开发的。然后10218-1,2的两个部分在美国全国范围内被采用为R15.06,其中包括同一文档中的第1部分和第2部分。

另一方面,ISO 3691-4是由另一个ISO TC开发的,用于工业卡车的TC 110,以覆盖“无人驾驶工业卡车”,也就是自动引导车辆(agv)。它源于AGV的世界观,这种世界观在很大程度上仍然把安全要求建立在“导轨”很重要的假设之上。

R15.08是在美国单独开发的,最初的假设是,我们所认为的“工业移动机器人”中有很大一部分能够在不参考导轨的情况下自主导航。此外,R15.08委员会认为,我们所涵盖的许多机器并不是真正的“工业卡车”,从来没有任何“驾驶”或乘坐的能力;因此3691-4中“无人驾驶工业卡车”的描述并不真正适用。

因此,由于它们产生于不同的基础和假设,并且是并行开发的,而不是基于另一个,3691-4和R15.08-1在同样的意义上是“等效的”,而10218-1,2和它的美国国家采用的R15.06是等效的。

有一些关于TC 110和TC 299未来合作的讨论,因此R15.08-1和3691-4中两个知识体系的融合是未来的可能。但谈判还只是在最初阶段,所以目前还没有太多关于这是否或何时会发生的消息。

问:ANSI/RIA R15.08-1-2020与ISO/TS 15066:2016相比有多接近?它们在内容上是相当接近,还是相当不同?

富兰克林:这两个标准有很大的不同。ISO/TS 15066涵盖了协同工业机器人系统的安全要求,而R15.08-1涵盖了工业移动机器人的安全要求。15066建立在10218-1,2的基础上,它有一些固定的假设;其中之一是10218和15066所涵盖的“工业机器人”是“机械手”(又名“手臂”),并且是固定的。R15.08-1只涉及工业机器人机械手的程度,他们是附加到一个移动平台;也就是说,没有固定在原地。R15.08-1还包括不包含作为工业机械臂的附件的工业移动机器人。而且,虽然R15.08-1确实提到了10218-1,2(也就是美国采用的10218,R15.06),但它不是真正的补充文件,就像15066一样。R15.08-1是一个独立版本,而不是补充版本。

它们的一个相似之处在于,它们都代表了我们如何看待工业机器人周围的人类安全的范式转变。《15066》第一次描述了如何允许人类进入机器人的安全空间,同时还能保证人类的安全。R15.08-1开辟了一种可能性,即当机器人能够在设施周围自由移动时,如何保证人类的安全。两者都与通过将机器人与工业机器人分离来保护人类安全的“旧”范式截然不同——尽管“传统”范式仍然相当相关,因为它仍然代表了今天销售的绝大多数机器人系统。

问:机器人现在不仅与人类合作,还与来自不同制造商的其他机器人合作。这有什么影响呢?

富兰克林:这实际上是一个“互操作性”的问题,而不是“安全性”本身的问题,因此R15.08-1是一个安全标准。尽管我承认,在某些情况下,缺乏互操作性可能会导致安全问题,但目前的工业移动机器人(imr)确实具有用于避障和避碰的传感器和机载逻辑,通常应该可以防止人类被两个不可互操作的imr中的一个或两个击中(受伤)。由于缺乏互操作性而产生的问题往往更多的是经济问题,而不是安全问题——也就是说,当两个非互操作的imr相互“凝视”时,缺乏生产力。虽然这些显然是重要的问题,但它们也超出了安全标准的范围。

然而,其他项目已经在着手解决互操作性问题——所以,请继续关注。

问:R15.08是否也基于统一标准(类似于R15.06 / ISO 10218)?

富兰克林:目前,R15.08-1是一个国家标准(美国)或大多数地区标准(北美;我们的不少加拿大同事也加入了委员会)。我们的计划一直是将R15.08提交给ISO技术委员会(TC) 299(机器人),作为ISO标准的起点,然后作为协调标准的基础,如10218-1,2。这实际上是我们用于R15.06 - 10218活动的模型。一旦可用,我们的愿景是,关于工业移动机器人安全要求的未来ISO标准将作为R15.08-1的未来版本被全国采用。我们仍然打算进行这项活动,所以将来可能会是这样。然而,这项工作仍处于早期阶段,因此目前还不可能透露更多关于是否或何时会发生这种情况。

问:自动叉车会被归类为C型AMR吗?

富兰克林:这是imr和agv之间的灰色地带之一。

虽然我们明确地将叉车排除在R15.08-1之外,但如果R15.08-1涵盖了它,那么自动导航叉车如果*还带有工业机械臂作为附件(除叉车外),则只能是C型IMR。这就是C型,C型:工业机械臂附件。如果没有工业机械臂附件,叉车只能是B型IMR(自主导航+移动+任何其他能力,在这种情况下,叉及其提升能力)。

对于叉车来说,有很多安全方面的考虑,因为对稳定性的要求使其具有特定的提升负载的能力。而且,有一个长期发展的知识体系来解决这些问题;例如,在美国,这是B56.5标准。R15.08委员会希望避免对B56.5标准已经涵盖的内容进行“重新发明轮子”。由于在叉车方面的专业知识,我们认为开发自动叉车的安全标准本身就是B56集团的要求。也许这是R15.08和B56委员会之间潜在的未来合作领域。

问:对于自动叉车,相应的标准是什么?

富兰克林:对于叉车来说,有很多安全方面的考虑,因为对稳定性的要求使其具有特定的提升负载的能力。而且,有一个长期发展的知识体系来解决这些问题;例如,在美国,这是B56.5标准。委员会希望避免重复B56.5标准已经涵盖的内容。我们认为,由于叉车方面的专业知识,自主叉车安全标准的制定本身就是B56集团的要求。也许这是R15.08和B56委员会之间潜在的未来合作领域。

问:“自动化的”和“自主的”之间的主要区别是什么?

富兰克林:一般来说,区别在于“自动的”仅仅意味着“由机器按照一系列预先编程的动作执行”,而“自主的”意味着机器在更大程度上的决策。在自主能力的范围内,在我看来,“自动化”的自主性不如“自主”。自动化系统可能相当复杂,实际上也经常如此。只是他们不会根据自己在环境中的感觉来做决定。

在R15.08-1中,我们定义了AGV和AMR的含义:

3.2自动导引车;AGV移动平台(见第3.16条)遵循由标记或外部引导命令指示的预定义路径(即导轨路径)

注1:当机械臂作为移动平台集成到AGV上时,该组合设备成为IMR Type C,在本文档范围内。

注2:关于agv安全使用的所有其他指导,包括当它们已提供除机械手以外的附件时,请参见ANSI/ITSDF B56.5或ISO 3691-4。

3.3自主移动机器人;AMR移动平台(3.16),可以使用避障(3.18)和轨迹规划(3.26)导航,而不是预先定义的路径(即导轨)

卡罗尔·富兰克林,处长机器人标准开发,推进自动化协会(A3).A3是CFE媒体和技术内容合作伙伴以及更长的版本"机器人安全更新:常见问题的文章出现在A3网站上。由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑,控制工程, CFE媒体与技术,cvavra@cfemedia.com

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关键词:机器人,自动导引车辆,自主移动机器人

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作者简介:Carole Franklin,推进自动化协会(A3)机器人标准开发主任。