工人和機器人需要共享工作空間時(shí)，安全問(wèn)題至為關(guān)鍵。在實(shí)踐中，這就意味著(zhù)需要逐一對每個(gè)應用進(jìn)行審查。

很少有機器能像機器人那樣吸引人類(lèi)的想象力。機器人被視為機器中的完美典范，因為在可執行工作的多樣性和范圍上，它們都具有更大的自由度。工業(yè)機器人是20世紀下半葉的發(fā)明：20世紀50年代，美國人喬治·德沃爾 (George Devol) 通過(guò)“可編程物品輸送器”專(zhuān)利設計宣告這一紀元即將來(lái)臨。1961年，首個(gè)機器人Unimate在通用汽車(chē)的生產(chǎn)線(xiàn)上問(wèn)世。為了保護工人，當時(shí)采取的做法是將人員和機器嚴格隔離。該機器人預計用于替代工人，在執行任務(wù)時(shí)始終封閉在小隔間內。機器人配有單獨的工作空間，人機之間沒(méi)有任何直接交互：在超過(guò)50年的時(shí)間里，這些原則都沒(méi)有改變。這些機器人應用并沒(méi)有實(shí)現科幻小說(shuō)描述的人機共享同一個(gè)工作或生活空間的景象。

共享工作空間

通過(guò)新的類(lèi)型的機器人——即協(xié)同機器人，這一切都已經(jīng)改變?！皡f(xié)同機器人”一詞系從“協(xié)作”和“機器人”這兩個(gè)詞縮略而成。與以往的合作形式不同，在人機協(xié)作 (HRC) 狀態(tài)下，人類(lèi)和機器人共享同一個(gè)工作空間。這就將機器的長(cháng)處和優(yōu)勢（例如可靠性、耐用性和重復精度）與人類(lèi)的長(cháng)處（例如機敏、靈活和決策能力）結合起來(lái)。在這種人機協(xié)作狀態(tài)下，人類(lèi)和機器人的工作空間在空間上和時(shí)間上均有重疊。輕型機器人的人機協(xié)助能力達到移動(dòng)大約10千克負荷的水平。作為服務(wù)機器人，它們預計能在體力繁重或單調無(wú)聊的任務(wù)上“為人類(lèi)提供幫助”。典型使用場(chǎng)景為不同生產(chǎn)步驟之間的拾放應用和裝卸操作或生產(chǎn)線(xiàn)追蹤應用，即機器人必須精確追蹤指定軌線(xiàn)的應用（例如在跟蹤輪廓線(xiàn)或聯(lián)結任務(wù)時(shí)）

規范依據已就緒

人機協(xié)作應用提出了一套新的安全要求?！皞鹘y的”封閉式機器人應用和人機協(xié)作之間最為顯著(zhù)的差異在于，機器和人類(lèi)之間真正有可能發(fā)生碰撞，但是這些碰撞不得使人員受傷。共存而不發(fā)生受傷情況的先決條件一方面包括更加可靠的控制系統和機器人自身配備的智能動(dòng)態(tài)傳感器。換言之，發(fā)生碰撞時(shí)，機器人可以感知到。另一方面，可靠的安全標準需以規范性依據的方式就緒。今年早些時(shí)候發(fā)布的ISO/TS 15066技術(shù)規范“機器人和機器人設備 -- 協(xié)同工業(yè)機器人”發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。作為該國際標準化組織的成員，皮爾磁積極參與確定這一工業(yè)環(huán)境中人機協(xié)作的開(kāi)創(chuàng )性標準。

成果是CE標記

機器人制造商同樣必須遵循的原則是，根據法律，必須執行CE標記合格評估程序。附上CE標記即確認機器人應用滿(mǎn)足所有必要的健康和安全要求。機器人應用基本“風(fēng)險評估”的挑戰在于，人與機器的單獨工作區域之間的界限已不復存在。除了機器人造成的危險，人的運動(dòng)也需要納入考慮。但是人在運動(dòng)時(shí)的速度、轉折或他人的突然到來(lái)并非總是可以計算。然后便是“安全概念”和“安全設計”，包括部件的選擇。通常是互連的智能傳感器的組合，以及從最初就實(shí)現必要的動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的控制系統。然后在風(fēng)險評估中記錄，并在“系統集成”步驟實(shí)施選定的安全措施。在此之后是“驗證”，再次對之前的步驟進(jìn)行徹底檢查。覆蓋實(shí)踐中所有可能的安全情形的終極安全機器人或終極安全傳感器技術(shù)尚未實(shí)現。對安全技術(shù)的需求總是依賴(lài)于各個(gè)應用。僅可安全地機器人單元只能在機器人、工具和工件，以及隨附機械（例如輸送機技術(shù)）構成的整體環(huán)境下實(shí)現。在實(shí)踐中，這就意味著(zhù)每一個(gè)應用都需要進(jìn)行單獨的安全評估。

“這里會(huì )痛嗎”

ISO/TS 15066技術(shù)規范的附件對身體部位模型進(jìn)行了說(shuō)明。對于身體的每一個(gè)部位（例如頭、手、臂或腿），其指出了具體的碰撞限值。人和機器人接觸期間，如果應用始終處在這些限值之內，則說(shuō)明符合標準。在實(shí)踐中使用這些疼痛閾值對人機協(xié)作的安全性進(jìn)行驗證。皮爾磁已開(kāi)發(fā)了碰撞測量裝置，可對力和速度進(jìn)行計量，并已在自動(dòng)化工程中成功地對其進(jìn)行了測試。

配有彈簧和隨附的傳感器，與機器人發(fā)生碰撞時(shí)產(chǎn)生的力可以精確記錄，并與ISO/TS 15066規范進(jìn)行對比。

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