人與機(jī)器人互動的安全是重中之重，尤其是當(dāng)人與機(jī)器人并肩工作而不是被安全圍欄隔開時。弗勞恩霍夫工廠運(yùn)營和自動化研究所 IFF 基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)工具可幫助公司設(shè)計(jì)他們的協(xié)作機(jī)器人。Cobot Designer 有助于最大程度地降低事故風(fēng)險并提高員工安全性。該工具可作為免費(fèi)的 Web 應(yīng)用程序使用。

人類和機(jī)器人在越來越多的行業(yè)共享工作空間，無論是制造、物流還是醫(yī)藥。安全在這方面起著重要作用。到目前為止，機(jī)器人上的測距儀可以防止發(fā)生碰撞時的嚴(yán)重撞擊或擠壓，但是當(dāng)人和機(jī)器必須彼此靠近時，例如在組件中，這些傳感器不起作用。這需要其他解決方案。Fraunhofer IFF 研究科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序 Cobot Designer，它可以確定確保安全協(xié)作的機(jī)器人速度。該設(shè)計(jì)工具可幫助程序員安全地設(shè)計(jì)協(xié)作機(jī)器人。該項(xiàng)目由德國木工和金屬加工工業(yè)社會事故保險機(jī)構(gòu) (BGHM) 承包。

協(xié)作式工作站的數(shù)字化危害預(yù)防

任何為其業(yè)務(wù)購買協(xié)作機(jī)器人的人都必須執(zhí)行法律要求的風(fēng)險評估。公司必須事先確定特定的潛在危害和員工可預(yù)見的誤用。機(jī)器人被允許達(dá)到的最大速度是在獲得安全認(rèn)證時測量的。一個特殊的設(shè)備測量作用在任何與機(jī)器人接觸的人身上的沖擊力和壓力。不得超過標(biāo)準(zhǔn) ISO/TS 15066 的限制。否則，機(jī)器人的速度將不得不降低，以防止因夾住或撞擊而對員工造成傷害。這種測量成本高昂并且需要專業(yè)知識。必須對機(jī)器人進(jìn)行編程和構(gòu)建。

“尤其是小型企業(yè)負(fù)擔(dān)不起。此外，由于已經(jīng)購買了機(jī)器人，因此進(jìn)行測量為時已晚。我們用于數(shù)字危害預(yù)防的 Cobot Designer 在這里發(fā)揮了作用，”研究科學(xué)家 Roland Behrens 博士說。弗勞恩霍夫IFF。公司可以在購買之前使用交互式工具來評估機(jī)器人的速度是否足以高效地、最重要的是安全地執(zhí)行特定工作。“力的大小取決于機(jī)器人的速度，”貝倫斯說。如果超出限制，生產(chǎn)力隨后就會受到影響。“讓我們假設(shè)機(jī)器人必須在一分鐘內(nèi)對一個托盤進(jìn)行預(yù)分揀。如果出于安全原因必須將速度降低 50%，那么循環(huán)時間將增加到兩分鐘，從而降低機(jī)器人的經(jīng)濟(jì)效率 50%，

Cobot 設(shè)計(jì)師旨在用測試儀代替測量

用戶可以將不同的機(jī)器人、危險情況和工具與設(shè)計(jì)工具結(jié)合起來，從而編制和不斷擴(kuò)展目錄。圖片來源：Fraunhofer-Gesellschaft

Cobot Designer 可防止不良購買和更多可能需要的測量。使用該設(shè)計(jì)工具將使企業(yè)在實(shí)施未來的 HRC 應(yīng)用程序時顯著減少其工程工作。“我們的目標(biāo)是使用計(jì)算機(jī)模擬，就像 Cobot Designer 所做的那樣，在未來完全免除測量”該工具可在www.cobotplaner.de上免費(fèi)提供給設(shè)計(jì) HRC 工作站的任何人。數(shù)字設(shè)計(jì)工具可在所有瀏覽器上運(yùn)行。

它易于使用：用戶只需輸入機(jī)器人的參數(shù)、危險和使用的工具，例如夾具。然后，Cobot Designer 會自動計(jì)算人與機(jī)器人之間接觸的影響以及機(jī)器人的最大允許速度。該工具還提供加載專有定制機(jī)器人模型的選項(xiàng)。這樣就不再需要輸入?yún)?shù)了。

各種生物力學(xué)機(jī)器人和危險模型構(gòu)成了技術(shù)基礎(chǔ)。用戶可以組合不同的機(jī)器人、危險情況和工具，從而編制和不斷擴(kuò)展目錄。所有輸入的數(shù)據(jù)都可以下載并在以后重復(fù)使用。輸入不會存儲在 Cobot Designer 的服務(wù)器上以保護(hù)數(shù)據(jù)。

受試者的壓力測試為生物力學(xué)模型提供數(shù)據(jù)

生物力學(xué)模型精確模擬夾緊和沖擊對人的壓力程度。它包括一個人可以感覺到疼痛的所有 29 個相關(guān)身體部位，例如，包括頭部。該模型借鑒了世界上唯一一項(xiàng)人類受試者研究的結(jié)果，以確定生物力學(xué)極限，該研究由弗勞恩霍夫 IFF 進(jìn)行，并由德國社會事故保險 DGUV 和 BGHM 簽約。Fraunhofer IFF 在壓力測試中通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了 Cobot Designer 的模擬結(jié)果與人類受試者以及 Otto von Guericke 大學(xué)醫(yī)院創(chuàng)傷診所的醫(yī)生以及適當(dāng)?shù)膫惱砦瘑T會的參與。測試從 2015 年持續(xù)到 2019 年。

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