编码机

归类浅析协作机器人

发布时间:2023/6/19 19:08:22   
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最近,随着ChatGPT大火,对于机器人将会如何发展成为当下最热门的话题,我们相信机器人将会成为人类的助手,人机共融时代已经到来,协作机器人作为发展中的领域,在今年关税调整方案中也新增了相关商品编码以及本国子目注释。

对于“协作机器人”本国子目注释如下:

子目.协作机器人,是指能和人类在共同工作空间中协同工作的机器人,由执行机构、一体化关节和控制系统组成,其中一体化关节又由伺服电机、减速器、编码器、驱动器和通信总线等组成。

该解释包含了协作机器人的定义以及组成结构。

新事物的出现总会有不同的理解,有人对此提出了疑问:

1.共同工作空间是多大,一张工作台还是一间车间?

2.协同工作是指人机共同完成一个工序还是可以分别完成上下道工序?

(图1.协作空间示例来源ISO/TS)

根据国际标准ISO/TS,对于协作空间(collaborativeworkspace)定义为:

spacewithintheoperatingspacewheretherobotsystem(includingtheworkpiece)andahumancanperformtasksconcurrentlyduringproductionoperation.

在操作空间内,机器人系统(包括工件)与人在生产活动中能同时执行任务的工作空间。

从示例图上我们可以看到图中“2collaborativeworkspace”绿色部分是机器人与操作员共同工作区域,操作员可以近距离地在加载了动力的机器人旁边工作。

(图2.传统机器人来源于网络)

(图3.协作机器人来源于网络)

对比传统机器人需要通过安全围栏、围网等方式将操作员隔离,机器人需单独在划分的区域内工作。

而协作机器人和操作员之间没有物理隔离,所以对于安全措施的设计两者是不同的,协作机器人需设计允许机器人与人互动的内置防护措施:

比如是否具有危险识别能力并能作出消除危害和降低风险的措施以保证机器人安全完成任务,而不是仅仅考察机器人本身的安全性能。

人机协作完成任务是动态的、操作员的某些行为是不可测的,在这种情况下要保证操作员安全不受伤害,对于协作机器人的智能化以及应用要求是不同于传统机器人的。

在国际标准ISO/TS中列明协作机器人4种协作操作方法,机器人制造商可自愿选择遵守其中一种或者几种:

a安全适用的受监控停止

b手动引导

c速度与分离监控

d功率与力的限制

以上规范了4种操作模式(或场景)并提出相应的安全防护措施设计要求,比如:

机器人能监控并判断安全适用的环境,当安全条件不满足时机器人应停止;

涉及手动引导模式需保证机器人在操作员手动控制下才能运动;

机器人系统与操作员在协同工作空间同时移动时应设计保护性间距,当小于规定的安全距离时,机器人应停止;

通过对机器人功率和力的限制,在人机碰撞时使操作员造成的伤害程度小于限定值等。

综上,我们再回顾下第一个问题:“协作机器人的共同工作空间是多大”。

从上述示例图以及分析来看,共同工作空间的大小并不是判断协作机器人的标准,空间无法定性,它会随着机器人大小、轴臂长短等发生变化,其判断标准应该在于机器人和操作员是否有共同工作的空间,且两者之间虽然没有物理防护,但有人机互动的内置防护措施保证操作员不受伤害。

对于第二个“人机配合工序”问题,在国际标准ISO/TS“therobotsystem(includingtheworkpiece)andahumancanperformtasksconcurrentlyduringproductionoperation”中

人机协作时间使用的是“concurrently”,它表达的是在同一时间段内多个事情并行活动,通常这些并行的事情之间有依赖关系,比如在装配场景,在同一时间段内操作员和机器人可以共同完成装配工序,也可以单独进行各自的操作。

其实关于机器人的标准已经非常规范了,有国际通用标准、欧洲标准、北美标准、我国国家标准等。

据悉,现今行业中对于协作机器人的设计标准同时参照了ISO-1:、ISO-2:、ISO/TS。

其中ISO是《工业机器人安全》国际标准:

——ISO-1规定了机器人在设计和制造时应遵循的安全原则;

——ISO-2规定了在机器人的集成应用、安装、功能测试、编程、操作、维护以及维修时,对人身安全的防护原则。

而ISO/TS,是专门针对协作机器人编写的安全规范,同时也是ISO-1和ISO-2关于协作机器人操作内容的补充,也可以作为机器人系统集成商在安装协作型机器人时做“风险评估”的指导性和综合性文件。

根据海关总署第号令《中华人民共和国海关进出口货物商品归类管理规定》第二条“......进出口货物相关的国家标准、行业标准等可以作为商品归类的参考。”

对于机器人相关标准我国积极采用国际标准的原则,快速跟进国际应用标准,上文提出的三个国际标准也有相对应的国家标准比如GB,因此在涉及归类时询问对方应用的机器人设计标准也可作为判断商品编码的参考性文件。

以上是对协作机器人的一些思考,在实际业务中对标准的熟悉、了解会对归类工作者有很大的帮助,当然对于新事物也欢迎大家共同探讨。

来源:商品归类



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