常規的防護設備在機器人綜合應用中會(huì )觸碰到它們的限制，特別是在那些人和機器人無(wú)障礙合作的應用中更是如此。在此，執行相應的標準是解決這一難題的重要可行輔助調整方法。

如這里所展示的那樣，一名工人進(jìn)入定義為機器人工作范圍的防護區，安全防護系統便會(huì )讓機器人立刻緊急停止

在工業(yè)領(lǐng)域中，人機合作遵循兩個(gè)重要的標準：C標準ISO 10218的“工業(yè)機器人安全”部分1，即“機器人技術(shù)”，和部分2，即“機器人系統和集成化”。這兩個(gè)標準部分的德文文本即EN ISO 10218-1:2012和EN ISO 10218-2:2012，均已發(fā)布，并作為與C標準ISO保持一致性的方式列入到機器設備指南2006/42/EG目錄中。在部分2“機器人系統和集成化”中可以查到人和機器人在生產(chǎn)運行中合作的說(shuō)明陳述。

標準中對這些關(guān)于人機合作的標準在實(shí)踐中究竟能夠起到多大作用，以及仍然存在的問(wèn)題規定得很明確。國際標準委員會(huì )ISO/TC 184/ SC2 WG3小組接受委托，負責ISO/TS 15066“機器人和機器人技術(shù)規劃設計——協(xié)作式工業(yè)機器人技術(shù)”技術(shù)專(zhuān)業(yè)內容的修訂。在此，首先必須考慮到要從標準規范的角度考慮ISO部分1和部分2的各種情況。ISO/TS 15066內容是對ISO 10218-2中規定的機器人和機器人合作的安全要求的具體化表述。ISO/TS 15066中規定的典型安全功能如有在生產(chǎn)作業(yè)中，能夠可靠的監控機器人并使之停止運動(dòng)，并規定了機器人在生產(chǎn)作業(yè)中的最大運行速度及機器人力度的極限值。在所涉及到的技術(shù)專(zhuān)業(yè)內容中規定了人與機器人的站位方式，并定義出在相應的人和機器人的站立區中，哪些位置上人對機器人帶來(lái)的沖撞會(huì )產(chǎn)生的疼痛感。將來(lái)，還可考慮將這些界限作為安全的人機合作規定。

通過(guò)技術(shù)服務(wù)防護人機合作的風(fēng)險

標準中的技術(shù)專(zhuān)業(yè)內容還是一個(gè)標準專(zhuān)業(yè)委員會(huì )的標準草案。而這些草案要提交至國家標準專(zhuān)業(yè)委員會(huì )進(jìn)行討論評判。評判的討論結果將在國際標準專(zhuān)業(yè)委員會(huì )進(jìn)行具有現實(shí)意義的討論，并將討論結果補充到標準專(zhuān)業(yè)技術(shù)內容中。如果進(jìn)行補充的ISO/TS 15066標準最終要提交，那么應將其補充的內容一并納入到ISO 10218標準2中。至此，ISO 10218標準中便會(huì )有機器人的沖撞對人所產(chǎn)生的疼痛感界限值的規定。從標準中可以簡(jiǎn)單方便地得出具體的技術(shù)解決方案，過(guò)去是這樣，未來(lái)也會(huì )如此。而現實(shí)是，迄今為止人們只能看到標準中關(guān)于少數機器人系統應用中，遵守的人機合作的專(zhuān)業(yè)內容標準表述。在標準中常見(jiàn)到的是對人機合作的具體風(fēng)險分析，這僅是人們能夠了解人機合作風(fēng)險的基礎，使人們明確一個(gè)整體式機器人系統所存在的多方面的風(fēng)險。除了機器人自身外，系統的部件如抓斗和抓斗中的材料和工具也屬于該整體式機器人系統。所有這些部件也必須考慮在內，目的是能夠作出可靠的決定，通過(guò)機器人的安全功能可直接防護哪些風(fēng)險，還有哪些風(fēng)險必須通過(guò)附加的傳感器或通過(guò)安全攝像裝置來(lái)加以防護。

因為人與機器人之間的交互，需要新技術(shù)和新的解決方案，以確保人與機器人的安全合作。在此，對安全技術(shù)的要求總是取決于當時(shí)具體的應用情況。為了證明要求的安全水平必須有完備的安全功能，也就是由傳感器通過(guò)邏輯件數據處理直至行動(dòng)件的完備安全功能。所有這些功能必須相互協(xié)調地共同起到作用，以能夠確保機器人應用的安全性。在此，提供這樣完備的可靠性自動(dòng)化安全功能的技術(shù)解決方案的廠(chǎng)商有很多，如Pilz公司。該公司能夠為用戶(hù)提供一個(gè)機器人系統的具體使用壽命期間的匹配技術(shù)服務(wù)細目表，也就是從機器人系統生產(chǎn)流程的風(fēng)險評估分析直至獲得CE標識的技術(shù)服務(wù)細目表。此外，在Pilz公司技術(shù)服務(wù)細目表中還有為用戶(hù)提供機器人技術(shù)安全為主題的技術(shù)培訓的內容。

通過(guò)一個(gè)組態(tài)裝置在可靠的3D攝像系統上設置多個(gè)虛擬的警示或防護單元，用以監控目標物

人機交互的智能傳感器技術(shù)

因為人機合作是涉及到各個(gè)不同層面的廣泛技術(shù)應用領(lǐng)域，從技術(shù)角度來(lái)看可一覽無(wú)余。但是到了產(chǎn)品層面，產(chǎn)品必須符合合作類(lèi)型的要求，此外產(chǎn)品還必須符合市場(chǎng)要求。為此，除了其他技術(shù)裝置外，Pilz還提供一種工作可靠的，被稱(chēng)作安全眼的3D攝像系統?，F在，該系統已在各種不同的人機合作應用中被證實(shí)功能可靠。這種工作可靠的3D攝像系統能夠檢測到人機合作應用中被定義為無(wú)人區，即警示和防護區域內是否有人員進(jìn)入。

通過(guò)一個(gè)組態(tài)裝置為人機合作自動(dòng)化系統配置很多虛擬的，可用于監控對象的警示或防護單元（圖1）。由此，該區域便與一個(gè)行動(dòng)部件相連接。攝像系統識別保護區域的外來(lái)進(jìn)入者，同時(shí)可直接確定并進(jìn)行控制：如有人步入被定義的警示區，攝像系統識便發(fā)出一個(gè)光學(xué)或聲學(xué)的警示。如果有人進(jìn)入了被定義為防護區的機器人行動(dòng)區域，安全防護系統讓機器人立刻緊急停止（圖2）。今天，Pilz提供的安全眼3D攝像系統已經(jīng)獲得生產(chǎn)許可證，并已成了被該行業(yè)行會(huì )所認可的可系列化使用的立體攝影系統。3個(gè)CMOS圖像傳感器可高速識讀圖像，即使是很小的圖像部分也可在傳感器中被識讀并進(jìn)行加工處理。由于圖像傳感器采用極高的動(dòng)力性設置，因此即使在實(shí)踐中出現光的變化，圖像傳感器也能夠安全且可靠的工作。

人機合作部分將會(huì )明顯增大，這大大取決于傳感器技術(shù)和機器人技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng )新。實(shí)現相互連接的智能傳感器和保證必要的動(dòng)力性工作程序的控制裝置的組合，是成功的第一步。