隨著機器人應用效率的不斷提高，人與機器可以進行更緊密的合作。靜態防護設備正在逐漸接近其性能極限。如今的趨勢已不再是全封閉的機器人單元，而是轉向人機協作（HRC），它可以盡可能地減少防護設備，同時保障操作人員的安全。事實上，每一類應用都需要單獨的安全相關評估。

機器人安全標準

在機械指令中，機器人被歸類為部分完成的機械。標準ISO 10218《工業機器人安全》的第1部分：“機器人”和第2部分：“機器人系統與集成”中提出了具體的安全要求。這兩部分的德語版EN ISO 10218-1:2011和EN ISO 10218-2:2011在機械指令2006/42/EC中被列為C類協調標準。第2部分：“機器人系統與集成”還包含了關于協同作業的信息。在設計HRC應用時，機器人的選擇是系統集成商要考慮的重要因素。可以使用各種方法確認和驗證安全要求，包括目視檢查、實際測試和測量。系統集成商必須確認或驗證共200多項內容。顯而易見，這些標準十分重要。然而事實上，是否可以使用此標準框架安全地實施HRC，仍然存在疑問。技術規范ISO/TS 15066：“機器人和機器人設備 - 協作型工業機器人”旨在向我們展示發展方向。

邁向安全的HRC應用

在使用標準規范時，將機器人單元歸類為機械指令下的機器這一點，意味著我們必須對其執行合規性評估程序的每一個步驟。應注意的是，機器人本身只作為部分完成的機械；直到配備抓手或針對應用的必要工具后，機器人才能完成特定功能，此后必須被視為成品機械。集成商或用戶成為機械的制造商，并負責安全相關的檢查，包括CE認證。

為實現安全的機器人應用，要點之一是根據EN ISO 12100進行風險分析。在機器人應用中，“風險評估”的挑戰在于明確界限，這些界限在過去能夠清晰地區分人和機器的工作區域。除了機器人產生的危險，還必須考慮操作人員的活動。然而，速度、反應或其他人員的突然靠近并非總在意料之中。根據風險分析，接下來是進行“安全概念”和“安全設計”步驟，包括元器件的選擇。“風險分析”和“安全概念”的結果用于證明“風險評估”中選定的安全措施，并在“系統實施”中實施這些措施。之后將進行“驗證”，期間需要重新檢查上述步驟。驗證是確證機器安全的關鍵。EN ISO 10218-2中的核對清單為機器人應用提供了額外的指導信息。通過粘貼CE標志，集成商最終確認，在遵循預定用途的情況下，該機器人單元及其確定屬性符合機械指令2006/42/EC的所有法定要求。

機器人和安全元器件的選擇

目前市場上有適合各種應用領域的各種機器人系統。盡管它們構成了安全機器人應用的基礎，但為了實施安全的HRC，仍然必須對應用和任何額外組件及系統進行安全相關評估。在將來，我們需要智能化程度更高的安全系統，這樣即使沒有防護裝置，也能讓和人與機器安全協作。這些系統可以是實際的機器人控制系統的一部分，例如用于計算機器人的安全運動。這有助于提前計算機械臂的路徑。然而在許多情況下，安全運動功能（例如上述功能）并不足以實現安全目標。因此通常需采取組合措施，其中包括近場保護（例如觸覺安全傳感器，Pilz在2014年6月的自動化展會上就展示了這類傳感器）、個人防護裝備（防護眼鏡和服裝）和用于監測探測區的安全傳感器技術（例如Pilz的SafetyEYE安全3D攝像系統）。這有助于全方位、安全地監測警告區和探測區。在設計動態過程循環和人機安全交互的工作區方面，傳感器、控制與執行器技術的集成展現出無限的可能性。安全的HRC應用最終是多個因素的綜合結果，其中包括標準框架條件之間的相互作用以及在此基礎上進行的復雜風險分析，選擇具有相關安全功能的機器人，選擇合適、額外的安全組件，以及由系統集成商進行的驗證。

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