皮尔磁：协作机器人系统的危险识别

　　新冠疫情导致的种种困顿，使得人们对机器人尤其是协作机器人的关注度空前高涨，“机器人换人”的概念再度掀起热潮，协作机器人的出货量也屡创新高。

　　“走出笼子的工业机器人”

　　众多知名的市场调研机构认为，协作机器人为整个机器人行业注入了新鲜的血液，将引领整个机器人行业的下一个十年。根据日本Yano Research Institute市场报告的预测，2021年协作机器人的全球出货量预计可达2.87万台，而到2030年，该数字预计将突破10万台大关。

　　全球协作机器人出货量趋势

　　协作机器人在中国市场的前景也非常可观，即使是在2020年全球协作机器人销量回落的大背景下，国内市场也保持增长www.cechina.cn，出货量约占全球市场的32.2％，成为协作机器人在全球范围内增长最快的市场。

　　中国协作机器人出货量趋势

　　协作机器人更需要安全评估和安全防护

　　这次我们将从协作机器人系统设计的角度，来聊聊在设计之前需要考虑的风险。

　　协作机器人危险的“三宗罪”

　　在GB 11291.2-2013 《工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成》（即EN 10218-2）及GB/T 36008-2018 《机器人与机器人装备协作机器人》（即ISO/TS 15066）中规定，对于协作机器人系统，应考虑整个协作任务和工作空间进行风险评估。

　　协作机器人的危险应至少包含三大方面：

　　1. 机器人本身的相关危险：

　　a. 机器人的特性（如负载、速度、力、功率、表面形状等）

　　b. 机器人准静态接触的条件

　　c. 操作员站位接近机器人手臂的情况（如防止在机器人下方工作）

　　2. 机器人系统的相关危险：

　　a. 末端执行器与工件的危险，包括缺少人体工程学设计、锋利边缘、工件缺失、凸出物等

　　b. 操作员的站位与路径相对于零件位置、结构朝向以及夹具上危险位置的关系

　　c. 夹具设计、夹板布局和操作以及其他相关危险

　　d. 判定接触时是瞬态还是准静态，以及操作员哪些身体部位可能会受影响

　　e. 任何手动控制机器人导向装置的设计与布置（如可及性、人体工程学、潜在误用等）

　　f. 周边设备或环境的影响（如邻近机器的保护罩被移开、激光切削物的靠近等）

　　3. 应用的相关危险：

　　a. 过程中的特定危险（如温度、零件迸出等）

　　b. 使用个人防护装置所导致的限制

　　c. 人体工程学设计的不足（如导致注意力缺失、操作不合理等）

　　没有绝对安全的机器人，只有安全的机器人应用

　　协作机器人优点众多，但如果在设计前没有将协作机器人系统的危险完整识别出来，则相当于将操作员赤裸裸地暴露在危险之下，一旦发生事故，后果不堪设想，风险评估是协作机器人系统设计的基础。

　　皮尔磁在协作机器人的安全应用方面积累了丰富的经验，可以提供针对协作机器人的风险评估，系统设计与系统集成，安全验证和培训的“交钥匙”工程服务。

图说工控