機器人跨出圍籬,如何確保對人類無害?

作者 | 發布日期 2015 年 11 月 06 日 12:22 | 分類 尖端科技 , 機器人 , 自動化 follow us in feedly
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隨著產業智動化需求加速攀升,智慧機器人應用無疑成為發展重點,不僅要能滿足產線作業需求,還要能與人近距離協同合作,在在考驗著機器人的可靠性及安全性。當機器人不再只是圍籬背後的工業機具,而是做為人類生活與工作的夥伴,其安全可靠性自然是設計上一大重要考量。




人機協作機器手臂,安全設計為第一優先

《科技新報》日前報導全球工業機器人大廠 ABB 所推出的「YuMi」,正是一款強調安全設計、實現人機協作的雙臂十四軸機器人。ABB 工業機器人部門賀良偉博士表示,傳統機器手臂並不是為了與人互動而設計,因此基於安全考量須以圍籬阻隔,平時則按照人員所編寫的程式執行固定作業。然而隨著時代演進,傳統機器手臂已不符合當前趨勢所需,取而代之的是協助人們工作的機器人,要能隨時因應改變、彈性調整工作項目。

YuMi 設計目的就是與人並肩工作,因此非常講求安全可靠性。YuMi 雙臂採用柔軟的包覆性材質,整體重量 38 公斤,移動起來相當方便,只要 8 顆螺絲就能將 YuMi 固定在桌沿。另外,YuMi 採用引導式編程,人員只需要對 YuMi「手把手」指導動作,YuMi 就會記錄與執行指令,大幅簡化原本繁複又耗時的程式編寫步驟,加快產線作業速度,重點是過程相當安全。

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▲ YuMi 機器人只需 8 顆螺絲便能固定於桌沿(圖片來源:《科技新報》攝)

機器人與設備專用測試標準,UL 安全認證嚴格把關

全球安全科學認證機構 UL(Underwriters Laboratories)能源暨電力科技部事業發展經理陳立閔指出,安全性向來是機械器具的最大問題,許多機具都因設計不良與操作不當導致人員傷亡,2014 年台灣就發生了近 6,000 起機械事故。在工業 4.0 發展推動下,如何讓人們安全地與機器人互動協作,進一步促進產業發展,除了講求設計安全外,機器人也必須通過各項安全測試標準取得認證,才是確保機器人安全可靠的另一個關鍵。

陳立閔提到,目前全球唯一針對「圍籬外」機器人與設備所制定的安全認證,就屬美國國家認可標準 ANSI/ UL 1740,該標準經 UL 與美國國家防火協會(NFPA)、美國機器人工業協會(RIA)等相關組織所共同合作制定,極具公信力,而 ABB 所推出的 YuMi 機器人,也已在 2015 年 4 月取得該安全認證。

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▲ YuMi 機器人能安全進行精密組裝作業(圖片來源:《科技新報》攝)

對於機器人、機器設備這類精密機械來說,安全測試不僅項目多且標準嚴苛,跟一般的機械安全標準頗有差異。機器人本身必須通過電氣測試、機械測試等多項標準;機器設備也依耐用次數與各種風險情況,針對其安全可靠性以 ISO 13849 規範。除此之外,機器人設備的零組件及軟體也得經過測試評估,尤其軟體安全必須嚴加把關,畢竟機器人透過軟體操作,若設定不當,就很可能對人類造成危害。

針對機器人四大安全關鍵,包括溫度、漏電值、電磁輻射以及撞擊力,陳立閔以簡易測試設備,對 YuMi 機器手臂進行實測示範,並說明各項安全標準的意義與規範。

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▲ UL 以簡易測試設備示範實測過程(圖片來源:《科技新報》攝)

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▲ 檢測 YuMi 外露螺絲漏電值,結果顯示符合標準(圖片來源:《科技新報》攝)

隨著全球產業邁入先進製造時代,導入機器人輔助生產作業已成趨勢,但當中仍存在不少安全疑慮。這時機器人與設備的設計能否通過安全認證規範、確保人身安全無虞,成為當前最重要也最急需解決的課題。

(首圖、圖片來源:《科技新報》攝於「UL Safety Symposium 發現安全專題講座」會場)

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