【工业4.0研究项目.连载】InSA－共同工作环境下人机协作的防护和安全方案

导读 | InSA是德国联邦经济与能源部资助的战略性研究项目Autonomik（自主人机交互）的十五个子项目之一，由neusta mobile solutions GmbH 发起，合作伙伴包括Hubert Schmitz GmbH, ThyssenKrupp System Engineering GmbH, Universität Bremen等。旨在通过传感器技术对生产线上的工人和机器人系统进行监测，以此协调并制定好安全措施。

项目简 介| 项目Manuserv旨在研发一个支撑规划和决策的系统，使得目前人工执行的程序在服务机器人的帮助下实现自动化。这不管在技术上还是经济层面上都有很大的意义。这个系统可以帮助选择最合适的服务机器人以及它们的编程，并可以模拟地去进行试运行。使用者和服务者都可以通过一个网络平台得到合适的系统解决方案。

遇到的挑战| 机器人和人在未来的工厂中将更加紧密的进行合作。目前因为安全原因，需要把两者完全隔离开在不同的工作环境下，比如安装相应的防护栏；对于一个高效率的生产流程，需要人跟机器的紧密配合。但是在如今的情况下，当一个危险情况被识别到时，生产将被完全终止。我们需要的是一种新的保护概念，允许人和机器密切配合将机器中断操作降到最低。

技术层面| 问题项目将通过各种不同的传感系统智能地相互协调而实现。（磁场传感器、立体摄影机、激光扫描仪、无线射频识别技术、触觉传感器）。为此工人将穿上一件特别的感应工作服，房间也会布置立体摄影机及激光扫描仪。通过传感系统反馈的信息系统便可以计算出潜在的危险及给予相应的防护措施，比如厚实的机械手在工人靠近时能自动进行躲避。 同样，机器人以不同的方式工作，包含使用工具、焊接设备时，变得更为安全。其首要的任务是确保工人在任何时候的安全问题。这样的保护机制必须能够预判将会发生的危险。这个项目除了关注与人机协作的安全性问题以外，还致力于研究工作流程的制定以及机器人和人直接协作的可接受性问题。另外将尝试的是，标准化软件构架以及现有的通信和共用标准的使用，以使得新的防护计划能较容易的在现有的基础上进行添加。

后记| 新的防护计划将在两个场景中进行演示。在第一个环境中，工人和机器人在装配线上互相配合。工人把预装配的零件通过机器人传递到下一个安装工序中。在这种情况下工人和机器人的工作场地是重叠在一起的，因此可靠的保护系统是必不可少的。第二个场景涉及工业设备的维护。在这种情况下工人进入工业机器人的工作领域内，这样的情况通常不是预先计划的，因此潜在的风险比第一种情况高得多。 为了使这两个场景中的生产更加高效，机器人不应该被停止或者过度限制。这就是工人需装着带有传感器的服装进入工作区域的原因，由于传感器可以实时把工人的运动和位置传输给系统，系统确保了没有人受伤。