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工人和機(jī)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，這就意味著需要逐一對(duì)每個(gè)應(yīng)用進(jìn)行審查。

很少有機(jī)器能像機(jī)器人那樣吸引人類(lèi)的想象力。機(jī)器人被視為機(jī)器中的完美典范，因?yàn)樵诳蓤?zhí)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(jī)器人是20世紀(jì)下半葉的發(fā)明：20世紀(jì)50年代，美國(guó)人喬治·德沃爾 (George Devol) 通過(guò)“可編程物品輸送器”專(zhuān)利設(shè)計(jì)宣告這一紀(jì)元即將來(lái)臨。1961年，首個(gè)機(jī)器人Unimate在通用汽車(chē)的生產(chǎn)線上問(wèn)世。為了保護(hù)工人，當(dāng)時(shí)采取的做法是將人員和機(jī)器嚴(yán)格隔離。該機(jī)器人預(yù)計(jì)用于替代工人，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)始終封閉在小隔間內(nèi)。機(jī)器人配有單獨(dú)的工作空間，人機(jī)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(jī)器人應(yīng)用并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)科幻小說(shuō)描述的人機(jī)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(jī)器人——即協(xié)同機(jī)器人，這一切都已經(jīng)改變。“協(xié)同機(jī)器人”一詞系從“協(xié)作”和“機(jī)器人”這兩個(gè)詞縮略而成。與以往的合作形式不同，在人機(jī)協(xié)作 (HRC) 狀態(tài)下，人類(lèi)和機(jī)器人共享同一個(gè)工作空間。這就將機(jī)器的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)（例如可靠性、耐用性和重復(fù)精度）與人類(lèi)的長(zhǎng)處（例如機(jī)敏、靈活和決策能力）結(jié)合起來(lái)。在這種人機(jī)協(xié)作狀態(tài)下，人類(lèi)和機(jī)器人的工作空間在空間上和時(shí)間上均有重疊。輕型機(jī)器人的人機(jī)協(xié)助能力達(dá)到移動(dòng)大約10千克負(fù)荷的水平。作為服務(wù)機(jī)器人，它們預(yù)計(jì)能在體力繁重或單調(diào)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(yīng)用和裝卸操作或生產(chǎn)線追蹤應(yīng)用，即機(jī)器人必須精確追蹤指定軌線的應(yīng)用（例如在跟蹤輪廓線或聯(lián)結(jié)任務(wù)時(shí)）

規(guī)范依據(jù)已就緒

人機(jī)協(xié)作應(yīng)用提出了一套新的安全要求。“傳統(tǒng)的”封閉式機(jī)器人應(yīng)用和人機(jī)協(xié)作之間最為顯著的差異在于，機(jī)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(tǒng)和機(jī)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(jī)器人可以感知到。另一方面，可靠的安全標(biāo)準(zhǔn)需以規(guī)范性依據(jù)的方式就緒。今年早些時(shí)候發(fā)布的ISO/TS 15066技術(shù)規(guī)范“機(jī)器人和機(jī)器人設(shè)備 -- 協(xié)同工業(yè)機(jī)器人”發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。作為該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(jī)協(xié)作的開(kāi)創(chuàng)性標(biāo)準(zhǔn)。

成果是CE標(biāo)記

機(jī)器人制造商同樣必須遵循的原則是，根據(jù)法律，必須執(zhí)行CE標(biāo)記合格評(píng)估程序。附上CE標(biāo)記即確認(rèn)機(jī)器人應(yīng)用滿(mǎn)足所有必要的健康和安全要求。機(jī)器人應(yīng)用基本“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”的挑戰(zhàn)在于，人與機(jī)器的單獨(dú)工作區(qū)域之間的界限已不復(fù)存在。除了機(jī)器人造成的危險(xiǎn)，人的運(yùn)動(dòng)也需要納入考慮。但是人在運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、轉(zhuǎn)折或他人的突然到來(lái)并非總是可以計(jì)算。然后便是“安全概念”和“安全設(shè)計(jì)”，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(xiàn)必要的動(dòng)態(tài)工作過(guò)程的控制系統(tǒng)。然后在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中記錄，并在“系統(tǒng)集成”步驟實(shí)施選定的安全措施。在此之后是“驗(yàn)證”，再次對(duì)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(jī)器人或終極安全傳感器技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)。對(duì)安全技術(shù)的需求總是依賴(lài)于各個(gè)應(yīng)用。僅可安全地機(jī)器人單元只能在機(jī)器人、工具和工件，以及隨附機(jī)械（例如輸送機(jī)技術(shù)）構(gòu)成的整體環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。在實(shí)踐中，這就意味著每一個(gè)應(yīng)用都需要進(jìn)行單獨(dú)的安全評(píng)估。

“這里會(huì)痛嗎”

ISO/TS 15066技術(shù)規(guī)范的附件對(duì)身體部位模型進(jìn)行了說(shuō)明。對(duì)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(jī)器人接觸期間，如果應(yīng)用始終處在這些限值之內(nèi)，則說(shuō)明符合標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐中使用這些疼痛閾值對(duì)人機(jī)協(xié)作的安全性進(jìn)行驗(yàn)證。皮爾磁已開(kāi)發(fā)了碰撞測(cè)量裝置，可對(duì)力和速度進(jìn)行計(jì)量，并已在自動(dòng)化工程中成功地對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。

配有彈簧和隨附的傳感器，與機(jī)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(guī)范進(jìn)行對(duì)比。

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