张飞软硬开源基于STM32 BLDC直流无刷电机驱动器开发视频套件,👉戳此立抢👈

如何确保工业机器人安全可靠的运行也变得越来越重要

机器人博览 2018-07-12 15:29 次阅读

摘要:随着机器人技术的发展,根据功能的不同,机器人又被分为一般机器人和智能机器人。其中,一般机器人是指只具有一般编程能力和操作能力的机器人,目前我国生产的机器人大多数属于这一类,最初的工业机器人只能在相当封闭的空间里运动或移动,安全功能极其有限,安全性能也不高,后续随着自动化控制理论和安全器件陆续出现,安全功能才逐步完善,使得工业机器人能够适应更多的生产环境和工作任务,也使得人机协同工作成为可能,但安全事故还是时有发生,随着世界各国对人民生命与财产安全越来越重视,如何确保工业机器人安全可靠的运行也变得越来越重要。

1工业机器人风险评估

针对机械设备的危险因素,相关国际和国内标准都提出了一套系统的流程,目的在于选择并采用合适的安全措施来降低或根除风险。

1.1工业机器人危险识别

为了预防或减少机器人造成的伤害,必须先识别机器人岗位上发生的常见危险,使在进行机器人及其系统设计和风险评估时,便于危险的识别和分析PS。对于工业机器人及其系统,其危险源并不相同,常见的危险源主要包括:设施失效或故障、机械部件运动、储能或动力源、危险气体、材料或条件、有噪声引起的危险、干扰产生的危险、人为差错产生的危险(包括设计、制造、安装、试运行、测试、编程、验证、维护等)、机器人系统或辅助部件的移动、搬运或更换等。

1.2工业机器人风险评估

风险与特殊情况或技术开发过程中所考虑的危险有关,它是该危险可能伤害的严重度和伤害出现的概率及避免或限制伤害的可能性函数。

为了支持机器人风险评估过程,有很多有效的风险评估工具,使用者可根据不同的机器人采用不同的评价工具。工业机器人一般推荐采用数值评分法,用一个具体数值代表可接受的风险水平,能够为风险减少提供关键依据。

2机器人控制系统安全设计

控制系统是机器人的核心,保证控制系统正常、稳定的工作是安全功能实现的关键,然而控制系统的性能和稳定性往往是相互制约的,如果要更好地、更安全的完成机器人的控制工作,必须在两者之间有所平衡,从安全控制的角度,机器人控制系统设计应该满足下几点:

(1)采巧成熟、稳定的和规范化的软件开发平台,满足安全功能相关参数的配置和软件编程。

(2)开发型的控制系统,安全模块和安全器件可自由添加,具备可扩展性、互操作性。

(3)实时性好,能够及时处理外围的安全相关任务。高可靠性是复杂机器人控制技术的首要解决问题之一,只有解决了控制系统的可靠性才能解决工业机器人技术发展带来的不确定因素P21,现有新时达机器人控制系统软件开发平台采用的是德国3S公司的CODESYS多轴机器人控制系统,其开发巧、实时性较好,可满足机器人控制系统开发对于安全功能的可靠性要求。

3机器人不同状态下安全停止功能的实现策略

当一个外部信号触发或异常状态发生时,机器人应该以合适的方式停止下来,采用何种制动方式主要从风险分析的角度,综合考虑机器人安全、性能等方面因素来最终确定。

3.1伺服驱动供电电源断开时

根据上述安全回路的电气原理图,伺服驱动供电电源断开主要有以下几种可能:

(1)外部电源断开,例如工厂突然断电等。

(2)接触器线圈断开,主要原因可能是接触器故障,安全回路故障等。此时如果机器人伺服系统处于使能或运行状态,控制系统检测到主电源断开信号后,按照一般的处理过程,伺服应该立即关断电机抱间后再切断伺服使能输出,相当于触发了紧急制动过程,但因电机抱闽本身的延迟,根据机器人当前的位置姿态及速度等因素不可避免带来了一定程度的跌落问题。

首先我们先从伺服驱动断电时,机器人伺服系统处于使能状态开始分折,此时电机处于使能状态(速度接近于零)。

(1)此时可能危险源主要来自于机械部件运动的跌落或下坠,根源在于制动装置(电机拖间)的制动延时时间不足以响应机械部件重力下坠的影响,根据风险评估的分析过程,严重度、伤害的出现的概率、避开的可能性分别属于S1(轻度损伤)、E1(不频繁暴露)、A1(可能避免),一般采用简单的安全控制和培训认知即可避免。

3.2机器人控制系统可控报警时

当机器人控制系统报普后,机器人立即制动停止,采用哪种制动停止方式要看报瞥的类型,从伺服系统的角度,主要分为可控报警和不可控报警,它们的区别如下:

(1)可控报瞥,报警时伺服系统使能输出未关断、电机是可控的、严重程度相对较低的报警,如输入缺相、位置超限、通巧故障等。

(2)不可控报普,报普时伺服系统使能输出立即关断、电机是不可控的、严重程度较高的报警,如电机过流、编码器故障、伺服过载等。

4.3机器人伺服系统不可控巧警时

此时可能危险源主要来自于机械部件的高速运动和制动后可能产生的跌落情况,根据风险评估的分析过程,严重度、伤害的出现的概率、避开的可能性分别属于S2(严重损伤)、E2(不频繁暴露)、A1(可能避免),一般需采用可靠的安全控制和安全围栏避免,但伤害的出现的概率相对较低,下面进一步分析如何降低此危险。

(2)如果缺少动态制动的过程,电机不会很快停止,在负载和速度较大时将产生一定跌落,且仅紧急制动将加重电机抱阐的磨损,影响使用寿命。

(3)与可控报警相同,也需要由安全回路断开主电源。

5机器人系统安全功能试验方法

功能测试的常用方法为黑盒测试,即把系统功能看作一个不能打开的黑盒子,在完全不考虑系统内部架构和内部特性的情况下,在系统功能接口进行测试。机器人功能测试只需检査系统功能是否按照功能需求的说明正常使用,控制系统是否能适当地接收输入信号并进行正确的动作,黑盒测试更多的时候是从用户的角度出发,从输入数据与输出结果的对应关系出发进行测试的。很明显,如果控制系统本身设计有问题,用黑盒测试方法是发现不了的。

机器人系统功能测试的一般步骤:首先准备好相关文档,理解需求,并且对机器人系统要实现的功能充分准确理解,了解实际操作步骤及环境条件,然后着手制订试验的测试用例。

原文标题:工业机器人系统安全功能的研究与验证

文章出处:【微信号:jingzhenglizixun,微信公众号:机器人博览】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

AI语音智能机器人开发实战第四期-眼睛灯编码与实现

主题简介及亮点:第四期直播内容是"AI语音识别机器人"眼睛灯编码与实现,通过直接讲解如何编写代码去实现各个子模块的功能。
发表于 02-27 00:00 0次 阅读
AI语音智能机器人开发实战第四期-眼睛灯编码与实现

外观独特的新型机器人亮相

前段时间,亚马逊在拉斯维加斯组织一次人工智能会议,这个会议的内容没有火起来。会议期间各个公司展示出来....
发表于 06-25 16:15 22次 阅读
外观独特的新型机器人亮相

如何才能快速的创建机器人模型

机器人模型是如何创建的?需要工程师一行一行敲写代码吗?每一次模型创建都需要重新开始吗?创建过程总是艰....
发表于 06-25 15:34 12次 阅读
如何才能快速的创建机器人模型

如何正确地来实现机器人自动化

对中小型企业和大型制造商来说,只要安装正确,机器人自动化能够帮助他们提高效率和工作质量,降低运作成本....
发表于 06-25 15:32 9次 阅读
如何正确地来实现机器人自动化

298.2亿美元的机器人市场,为什么过得有点“惨”?

明明市场情势一片大好,为何被视为未来将取代人类的机器人却也活的艰难?造成这一反差的原因究竟是什么?
的头像 机器人前沿 发表于 06-25 15:29 39次 阅读
298.2亿美元的机器人市场,为什么过得有点“惨”?

博世向镁伽机器人发起成长阶段投资

隶属于博世集团,罗伯特·博世创业投资公司发起了对镁伽机器人的成长阶段投资。这家拥有100多名全职员工....
发表于 06-25 15:26 13次 阅读
博世向镁伽机器人发起成长阶段投资

初创公司训练控制像木偶一般的机器人

今天的机器人必须通过编写计算机代码进行编程,但是想象一下戴上VR耳机并虚拟引导机器人完成一项任务,就....
发表于 06-25 10:00 20次 阅读
初创公司训练控制像木偶一般的机器人

机器人在智慧医疗行业的应用

不同类型智慧医疗机器人的结构各有不同,重要组成部分一般有控制端、视觉及成像系统、执行端、传感器等。
发表于 06-25 09:56 23次 阅读
机器人在智慧医疗行业的应用

猎豹移动的AI机器人能跑的通吗

各行业场景对于智能化的探索,无非先要实现人与机器人的共同协作。
发表于 06-25 09:53 21次 阅读
猎豹移动的AI机器人能跑的通吗

关于超声波测距仪在机器人系统中的作用

在当今消费、专业服务、社交,甚至是工业机器人中最为普遍的传感器技术之一是超声波传感器。下面工采网小编....
发表于 06-25 09:45 26次 阅读
关于超声波测距仪在机器人系统中的作用

5G助推,机器人的新业态即将形成!

机器人与5G等新一代通信技术的协同发展已经成为重中之重。
的头像 机器人频道 发表于 06-25 09:44 136次 阅读
5G助推,机器人的新业态即将形成!

教你如何选工业机器人视觉

工业机器人的眼睛视觉系统通常由以下构成
的头像 新机器视觉 发表于 06-25 09:13 96次 阅读
教你如何选工业机器人视觉

为何频繁接到骚扰电话

身处人工智能时代,或许我们无法为全世界的所有AI加上安全锁,无法铲除所有利用机器人作恶的企业。
发表于 06-25 08:38 26次 阅读
为何频繁接到骚扰电话

使用树莓派设计智能小车教程之树莓派红外避障原理详细资料说明

用红外光电传感器,探测到物体即输出脉冲,输入到单片机中处理一下,再对电机驱动模块进行控制,实现壁障的....
发表于 06-25 08:00 2次 阅读
使用树莓派设计智能小车教程之树莓派红外避障原理详细资料说明

全固态面阵激光雷达的产品简介资料详细说明

轻小型全固态面阵激光雷达(简称“面阵激光雷达”)系列产品,是公司面向无人机低空遥感测量、无人车自主避....
发表于 06-25 08:00 10次 阅读
全固态面阵激光雷达的产品简介资料详细说明

新松助力长飞完成光纤行业首个智能制造工厂

近日,湖北省经信厅和财政厅在潜江组织长飞光纤光缆股份有限公司(以下简称“长飞公司”)牵头承担的201....
的头像 新松机器人 发表于 06-24 17:16 197次 阅读
新松助力长飞完成光纤行业首个智能制造工厂

瑞银计划年内再扩充400台自动化机器人

在逐浪金融科技的征途上,没有一家银行敢落后。2019年,瑞银宣布计划增加大约400台机器人,从而减少....
发表于 06-24 15:20 34次 阅读
瑞银计划年内再扩充400台自动化机器人

Facebook与CMU联手打造开源框架PyRobot

Facebook AI近期对机器人技术非常热衷,刚刚又开源了机器人框架PyRobot,该框架是与卡内....
发表于 06-24 15:14 53次 阅读
Facebook与CMU联手打造开源框架PyRobot

KUKA机器人如何助力中国3C行业发展?

过去三十年,中国制造业的发展主要依靠劳动力密集型的生产方式,质量效益较低且缺乏核心竞争力。如今,“工....
的头像 OFweek工控 发表于 06-24 14:28 157次 阅读
KUKA机器人如何助力中国3C行业发展?

政府补贴、多体力劳动加速机器换人

机器换人是一个此消彼长的过程,机器人是在和人赛跑,一种技能被替代,另一种技能被创造出来,最终的结果是....
的头像 天津机器人 发表于 06-24 09:52 167次 阅读
政府补贴、多体力劳动加速机器换人

机器人“护工”时代已经到来?

机器人真的可以代替人了吗?
的头像 机器人创新生态 发表于 06-24 09:52 201次 阅读
机器人“护工”时代已经到来?

中国机器人使用在崛起 政府补贴、多体力劳动加速机器换人

机器换人是一个此消彼长的过程,机器人是在和人赛跑,一种技能被替代,另一种技能被创造出来,最终的结果是....
的头像 天津机器人 发表于 06-24 09:51 186次 阅读
中国机器人使用在崛起 政府补贴、多体力劳动加速机器换人

盘点全球知名的工业机器人制造商

众所周知,工业机器人专为工件装配、处理和加工而设计。人们可以通过自由编程来控制这些工业机器人,有些工....
发表于 06-24 09:50 277次 阅读
盘点全球知名的工业机器人制造商

人形机器人是否会影响到人们的生活

随着现在科技的不断进步与发展,越来越多的高科技产品被应用到我们的生活中,智能手表、智能电视已经层出不....
发表于 06-24 09:45 36次 阅读
人形机器人是否会影响到人们的生活

协同机器人品牌你知道多少

由于协作机器人固有的安全性,如力反馈和碰撞检测的应用,人与协作机器人并肩合作的安全性将得以保证。
发表于 06-24 09:43 48次 阅读
协同机器人品牌你知道多少

柔性机器人的技术方向?一条鱼靠“机械血液”续航 36 小时

最近,一条靠「机械血液」驱动的鱼状机器人登上了 Nature,它能够在水里游上 36 个小时。
的头像 爱范儿 发表于 06-24 09:31 150次 阅读
柔性机器人的技术方向?一条鱼靠“机械血液”续航 36 小时

你见过鸭子机器人吗

业机器人可能有助于一个文化上十分重要的产业在21世纪生存下来。
发表于 06-24 08:37 39次 阅读
你见过鸭子机器人吗

机器人如何做到自主决策 机器人视觉给出答案

但现在市面上没有这个机器人,那视频里的机器人是怎么做到的?实际是旁边有个人通过一个遥控手柄一点一点地....
的头像 DeepTech深科技 发表于 06-23 10:22 345次 阅读
机器人如何做到自主决策 机器人视觉给出答案

首个成功通过思想来控制的机械臂,它具有连续跟踪和跟随计算机光标的能力

“ 使用脑部植入物的思想控制机器人设备已经取得了重大进展。这是一门出色的科学,”他说:“但非侵入性是....
的头像 新智元 发表于 06-23 09:40 289次 阅读
首个成功通过思想来控制的机械臂,它具有连续跟踪和跟随计算机光标的能力

人工智能机器人将离我们越来越近

当很多人还在感叹互联网的发展如此之快的时候,他们的思维就已经落后了。因为现在已经是人工智能的时代,未....
发表于 06-23 09:33 106次 阅读
人工智能机器人将离我们越来越近

机器视觉对工业机器人产业发展的重要性

工业4.0 时代,工厂的自动化设备通常只能应对精确位置,不像人工可以处理简单偏差。而机器视觉能缩短这....
的头像 新机器视觉 发表于 06-23 09:21 388次 阅读
机器视觉对工业机器人产业发展的重要性

“波士顿动力Atlas” 反击人类真相

但紧接着,人类的“暴力程度”开始升级,视频中穿黑衣的男子开始重重地踢、打机器人,甚至做出往机器人脸上....
的头像 新智元 发表于 06-23 08:51 178次 阅读
“波士顿动力Atlas” 反击人类真相

MIT研究人员开发出一种具有预测性人工智能的机器人

GelSight是一块透明的合成橡胶板,其一面涂有油漆,含有微小的金属斑点。在另一侧,安装摄像头。该....
的头像 新智元 发表于 06-23 08:21 315次 阅读
MIT研究人员开发出一种具有预测性人工智能的机器人

京东第三代物流配送机器人出现未来智能配送机器人会如何发展

在今天的中国,飞速发展的电商产业倒逼着物流领域提质升级,过去这个高度依赖人力的传统行业,正在仓储、运....
的头像 新战略机器人 发表于 06-22 11:05 582次 阅读
京东第三代物流配送机器人出现未来智能配送机器人会如何发展

国内首个3D缝纫机器人研制成功打破了国外企业的技术垄断

中船重工七一六所与宁波慈星股份有限公司携手,于6月16日成功研制出了应用于汽车内饰自动缝纫的3D缝纫....
的头像 新战略机器人 发表于 06-22 10:56 330次 阅读
国内首个3D缝纫机器人研制成功打破了国外企业的技术垄断

工业机器人FANUC数据位置寄存器和位置寄存器的运用小知识分享

工业机器人FANUC数据位置寄存器和位置寄存器的运用 一、寄存器指令 Registers① 寄存器....
的头像 柔智机器人 发表于 06-22 10:08 243次 阅读
工业机器人FANUC数据位置寄存器和位置寄存器的运用小知识分享

未来机器视觉技术发展的五大趋势应该是怎么样的

在过去的一年里,人工智能(AI)、大数据、3D成像和机器人过程自动化等领域在取得了空前的发展。在即将....
的头像 新机器视觉 发表于 06-22 09:49 285次 阅读
未来机器视觉技术发展的五大趋势应该是怎么样的

人脸识别的发展与市场和技术与流程及行业应用等详细资料说明

人脸识别(Face Recognition)是一种依据人的面部特征(如统计或几何特征等),自动进行身....
的头像 Python机器视觉 发表于 06-22 09:41 1661次 阅读
人脸识别的发展与市场和技术与流程及行业应用等详细资料说明

机器人产业助力京津冀地区的发展

日前,由独立第三方城市大数据分析机构标准排名城市研究院,联合经观城市与政府事务研究院共同发布的《世界....
发表于 06-22 08:33 90次 阅读
机器人产业助力京津冀地区的发展

配天机器人的技术最新进展及发展方向

最近,配天机器人在算法规划上又有了新进展,“O型速度规划(Optimized VelocityPla....
发表于 06-22 07:41 59次 阅读
配天机器人的技术最新进展及发展方向

一种机器人的寻迹算法的详细资料说明

针对基于光电传感器组寻迹的自动导引机器人, 设计了传感器阵列的布置方式。根据此布置方式, 提出了三个....
发表于 06-21 17:14 129次 阅读
一种机器人的寻迹算法的详细资料说明

设计全向滚动球形机器人的内驱动机构和运动分析与轨迹规划

设计了一种全向滚动球形机器人的内驱动机构,4 台直线电机分别在4 个空间对称的轮辐上径向移动,改变系....
发表于 06-21 17:14 52次 阅读
设计全向滚动球形机器人的内驱动机构和运动分析与轨迹规划

机器人的控制系统由什么组成的

控制系统是工业机器人的重要组成部分,它的作用相当于人脑。拥有一个功能完善、灵敏可靠的控制系统是工业机....
发表于 06-21 17:14 140次 阅读
机器人的控制系统由什么组成的

Flash动画和单片机结合的详细资料说明

冰冷的单片机加上Flash逼真、形象的动态艺术效果,能帮助提高学生学习的兴趣。将过去面向过程的微观学....
发表于 06-21 16:52 59次 阅读
Flash动画和单片机结合的详细资料说明

机器人部门重整 华硕转投AIoT开发

随着传感器、算法等技术不断进步,近年因应各式需求而生的机器人设计快速贴近应用,市场渗透率显著提升。
的头像 DIGITIMES 发表于 06-21 16:51 298次 阅读
机器人部门重整 华硕转投AIoT开发

深度 | 为什么国产系统集成商不用国产本体?

国产机器人本体企业没有好的经销渠道,如果是这样,即便国产机器人本体性能真的已经做到跟国外品牌很接近甚....
的头像 机器人前沿 发表于 06-21 16:28 280次 阅读
深度 | 为什么国产系统集成商不用国产本体?

融资过亿,人形机器人的春天已到?

未来,伪机器人必定被淘汰,而双足行走的机器人能走更快更远。
的头像 机器人前沿 发表于 06-21 16:26 445次 阅读
融资过亿,人形机器人的春天已到?

机器人血液系统迎来重大突破!美研究人员开发“电解血管系统”

美国团队研制出一种液压液组成的人工合成血管(人造循环)系统,可以通过机械传动和电力驱动的方式为软体机....
的头像 天津机器人 发表于 06-21 16:23 245次 阅读
机器人血液系统迎来重大突破!美研究人员开发“电解血管系统”

机器人帮你开车 或许比自动驾驶靠谱

以色列初创公司IVObility正在开发一种机器人,其可以坐在普通车辆的驾驶员座位上并成为驾驶员。
发表于 06-21 15:52 53次 阅读
机器人帮你开车 或许比自动驾驶靠谱

Pepper机器人商业化道路 与全球顶级企业合作密不可分

Pepper和NAO是服务机器人领域的开山鼻祖,在全球服务机器人产业都是具有标杆意义,但Pepper....
的头像 1号机器人网 发表于 06-21 15:49 219次 阅读
Pepper机器人商业化道路 与全球顶级企业合作密不可分

新松协作机器人助力3C行业自动化升级

今日,2019ACT智慧技术暨应用大会在苏州举行,新松协作机器人受邀参与并针对3C行业目前面临的困境....
发表于 06-21 15:45 39次 阅读
新松协作机器人助力3C行业自动化升级

求用于机器人的控制方面的操作系统??

求一款适合自己的操作系统,主要用于机器人的控制方面的 ,哪位高手推荐一下    谢谢...
发表于 06-12 03:47 46次 阅读
求用于机器人的控制方面的操作系统??

入门必备的机器人操作系统

机器人操作系统入门:四(中科大&&重德智能)...
发表于 06-11 07:20 51次 阅读
入门必备的机器人操作系统

【EG4S20-MINI-DEV 申请】工业机器人多轴控制系统

项目名称:工业机器人多轴控制系统试用计划:理由:加大目前使用控制器芯片国产化。 替换目前使用的CycloneII做硬件插补电路...
发表于 06-03 18:02 264次 阅读
【EG4S20-MINI-DEV 申请】工业机器人多轴控制系统

聊天机器人的自动问答技术实现

【原创】聊天机器人与自动问答技术
发表于 06-03 08:47 100次 阅读
聊天机器人的自动问答技术实现

运用BLDC设计新型五自由度并联机器人的方案分享

并联机构是由多个并行链构成的闭环机械系统。相对于串联机构, 由于它的驱动设备安装在固定地点, 位置而不随末端执行点的运动而...
发表于 06-02 08:00 469次 阅读
运用BLDC设计新型五自由度并联机器人的方案分享

想设计炫酷的移动机器人?视觉定位设计方案分享给你!

针对移动机器人的局部视觉定位问题进行了研究。首先通过移动机器人视觉定位与目标跟踪系统求出目标质心特征点的位置时间序列, 然...
发表于 06-01 08:00 302次 阅读
想设计炫酷的移动机器人?视觉定位设计方案分享给你!

ROS环境下控制Baxter机器人的学习记录

1、前记:          这篇博文为自己学习是的记录,做这一切的目的就是熟悉ROS环境下如何控制...
发表于 05-28 07:50 71次 阅读
ROS环境下控制Baxter机器人的学习记录

机器人控制的入门经验

对于工科领域来说,脱离实践的学习都是肤浅的,对于控制这种强调经验的技术更是如此。如果去问一个程序员怎么学习一块技术,他必...
发表于 05-24 07:43 87次 阅读
机器人控制的入门经验

机器人基础书籍

    列举部分学习过程中接触的部分书籍,部分有中文版,部分有更新版本。 1.机器人基础书籍 适合入门的书籍...
发表于 05-22 06:53 82次 阅读
机器人基础书籍

采用MATLAB设计下的可视化与控制

1、前言:MATLAB下机器人可视化与控制---simulink篇(1)主要内容:是利用   smimport('YourRobot.urdf');函数...
发表于 05-21 09:38 90次 阅读
采用MATLAB设计下的可视化与控制