ISO新规范问世 协作型机器人更安全

2016-04-07 12:55:38来源: 新电子
     劳工的人身安全问题是协作型机器人发展上的一大考验。为了让业界有更明确的依循标准,国际标准组织日前发表ISO/TS 15066规范,针对ISO 10218“工业机器人安全要求”做详尽补充。业界预估,此标准将让协作机器人变得更为安全,也有助于提升产线运作效率。

国际标准组织(ISO)日前发表ISO/TS 15066新技术规范,作为ISO 10218“工业机器人安全要求”标准的补充文件。新规章详细定义协作型机器人设计与安装要求,以及安全风险评估准则,未来机器人制造商与零件开发商可依循此一规范进行设计,以确保劳工在协作型机器人环境下的人身安全。  
Universal Robots全球法务长Lasse Kieffer表示,ISO 10218在2011年修订公告时着重于传统工业型机器人,而当时协作型机器人技术仍较新颖,所以并未仔细订定规范,现今相关产业可遵循ISO/TS 15066,来确保协作型机器人能和人类一起安全作业。  

这项新技术规范由二十四个参与国的成员共组国际标准组织委员会起草,其中亦包括协作型机器人制造商代表如丹麦业者Universal Robots。ISO/TS 15066相关作业始自2010年,最终发表内容为所有利益关系人共识结果,其是针对2011年公布的ISO 10218-1与ISO 10218-2工业机器人安全标准,提供额外补充资讯,并详述各项人机协作概念以及相关需求。此外,也包括设计与风险评估,更有一项身体各部位在机器人速度、压力及冲击下的疼痛程度门槛的分析研究。  

Universal Robots技术长Esben Ostergaard指出,ISO/TS 15066象征各成员国对新兴技术达成共识。人类对机器人安全须谨慎以对,同时亦仍要持续研究,找出人类与机器人的安全互动方式,并思考如何订定务实原则,藉以充分发挥协作型机器人的潜力。该公司身为协作型机器人生产业者,也期待能与时俱进,令产品具备可调式安全功能及符合各项标准。  

Universal Robots亚洲区总经理Shermine Gotfredsen补充,ISO/TS 15066的宣布将允许系统整合者能与该规范结合并履行安全协作型应用。协作型应用的履行,有益增加对协作型机器人的需求。  

Gotfredsen指出,UR遵守ISO/TS 15066对协作型机器人的力道与力量限制。该公司目前发布的最新款协作型机器人--UR3,其荷重为3公斤、终端关节可无限旋转,以及力道能降低至50牛顿。  

现阶段,UR的协作型机器人除了被广泛使用于工业自动化领域之外,当前亦被餐厅和旅馆采用,并且也导入半导体产业的自动无人搬运车(AGV),有助让产品生产更自动化与容易。  

据了解,该公司机器人专利安全系统内,共有八项可调式安全功能,包括关节位置与速度、TCP位置、方位、速度与力道,以及动力和机器的电力。  

整体来看,国际标准组织最新发表的ISO/TS 15066,有助确保劳工和协作型机器人共事的人身安全,加速智慧工厂和人机协作实现。而除了UR积极推广外,ABB也扩大展开抢攻。  

强化力道控制/负重 ABB明年推单臂YuMi  


图1 ABB自动化与驱动控制事业部工业机器人专案工程师陈君羽表示,现代化的生产方式是少量多样,在成本与效益的考量下,人机协同是当前有效的解决方式。
国际工业机器人大厂ABB为抢进协作型机器人版图,于2015年收购德国Gomtec公司以及推出双臂协作型机器人--YuMi。据悉,该公司将于2017年推出采用Gomtec技术的单臂协作型机器人--Next YuMi(暂定名称),其能从事更高荷重的工作。  

ABB自动化与驱动控制事业部工业机器人专案工程师陈君羽(图1)观察,人机协同适合处理较小型的作业,由于人无法处理太重的东西,所以太重的场合并不适合使用人机协作的概念,因此当前协作型机器人都属小型并多从事零件组装,譬如3C组装产线便适合使用人机协同的生产概念,2016年协作型机器人在3C市场的产量也有逐渐上升的趋势。  

陈君羽表示,比起传统机器人而言,协作型机器人具有提高空间利用率的特色。因协作型机器人具安全性,人们靠近它进行生产工作时,毋须刻意远离,故在同样的空间与体积内,能放入更多协作型机器设备,有助提升生产效率。  

据了解,ABB在2015年推出双臂协作型机器人--YuMi,相较其他厂商多推出单臂协作型机器人来说,该公司会生产双臂机器人是由于当前3C组装仍以人为核心,诸多复杂动作须要双手来处理,因此YuMi便模仿人类双手各七轴的设计,来提升作业能力。  

未来在2017年时,ABB亦预计推出单臂协作型机器人--Next YuMi。据悉,下一代YuMi会采用Gomtec的技术,同时将具备更精密的力道感测控制、更快速度与更高荷重。此外,单臂设计的价格与成本也会更便宜。  

另外,对于ISO/TS 15066的发布将为协作型机器人发展带来哪些影响?陈君羽观察,ISO 10218利用围篱将机器人关在安全范围内,藉由限制空间来避免机器人意外伤人,但机器人本身仍具危险。但ISO/TS 15066是专为协作型机器人所制定,其目的以保护人为主,并多了以下的人机协作定义,包括伤害分级、机器人速度/功率限制、人机协作的定义、风险管理、周边设备设计原则与负责人定义(如机器人厂商或系统商)等。  

陈君羽认为,ISO/TS 15066的问世,能拉近机器人与人的距离,更加反映市场对人机协作模式的认同。  

陈君羽补充,以往ISO标准都是ABB会加入的认证。除了ISO认证之外,YuMi机器人亦获得UL1740认证,不管在冲击力道、电击、温度和电磁波等方面都具有安全保证。  

整体观察,目前不只是协作型机器人越来越受瞩目,而是整个机器人产业都正蓬勃发展,因此也带动全球对机器人的需求,譬如亚太和北美地区对机器人的需求都大幅攀升。  

亚太区机器人支出攀升 医疗/农业亦扩大导入  
根据国际研究调查机构IDC近日发布的报告指出,亚太地区的机器人及相关服务支出在2015∼2019年的年复合成长率(CAGR)为19%,该地区在工业、服务和消费性机器人的支出于2019年将成长至近210亿美元。除了汽车行业采用机器人之外,零售、物流、医疗照护和农业等领域也已导入机器人。  

IDC制造观察机器人研究经理Jing Bing Zhang表示,未来创新的工厂可以赋予制造业重要的改变,而机器人是其中之一的核心技术,其能驱动商业模式转变、带来新的营收,以及以知识为基础的系统与新工作流程。  

Zhang指出,尽管传统上机器人多应用于汽车产业,但现今在电子、零售、医疗照护、物流、农业、服务、教育和政府等领域也渐渐增加采用机器人。机器人会被广泛采用主要是由于劳工薪资增加、专业人才短缺、机器人系统价格降低、日益要求品质,以及国家策略倡议等原因所驱动。  

当前亚太地区的机器人支出是由离散元件与制程制造业所主导,其次的机器人支出则是资源和医疗照护。从技术角度而言,亚太地区在机器人系统,包括工业、服务和消费性机器人的支出在2019年将成长至近210亿美元。然而,服务相关的支出,包含应用管理、教育和训练、硬体部署、系统整合以及谘询,在2019年会超过240亿美元。  

值得关注的是,2015年亚太地区占机器人总支出65%以上。  

Zhang补充,2013年中国变成全球最大的机器人市场、2014年占全球工业机器人出货量超过25%,预估该股成长趋势将会持续,一部分是因为“中国制造2025”的政策所驱动,在此政策中机器人被列入十大关键技术。  

除了制造业,该研究机构也观察到亚太其他产业的成长机会,比方像医疗照护、零售、消费和资源。举例而言,如澳洲机器人能帮助采矿自动化。  

北美机器人市场强强滚 2015年创新纪录  

根据机器人工业协会(RIA)的研究资料显示,北美的机器人市场成长力道佳,订单量和出货量皆双双于2015年刷新纪录。在2015年间,共有三万一千四百六十四台机器人(总价值约18亿美元)的订单量,其单位与价值分别增加14%与11%;在出货量方面,共有两万八千零四十九台机器人(总价值约16亿美元)被出货至北美,在单位与价值各成长10%和9%。  

据悉,汽车产业是2015年北美机器人成长的主要驱动来源,与2014年相比,机器人订单量上升19%。非汽车产业机器人的订单量亦增加5%,2015年非汽车产业的订单成长主要来自半导体和电子产业,共增长35%。  

RIA市场分析经理Alex Shikany表示,2015年北美机器人订单量成长最快速的应用是涂料和点胶(占49%)、物料运输(占24%)以及点焊(占22%)。  

该协会估计当前北美工厂约采用二十六万台的机器人,其在数量上是继日本和中国之后排名第三。  

北美机器人市场的创新纪录表现也伴随着失业人数的下降。过去几个月,美国劳工统计局宣布美国失业率达到4.9%,这是自从2008年2月以来的最低水平。  

RIA总裁Jeff Burnstein指出,比起之前,现今机器人产业有许多的机会,其持续地成长为人们制造诸多新兴的工作机会,举例而言人们能够从事编程、安装、驱动以及维修机器人,事实上,工业自动化有助创造就业机会。

关键字:ISO  机器人

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/article_2016040752874.html
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