机器人

机器人和机器人的安全评估

机器人和机器人产品的变化以及越来越多的存在使得了解与这些设备相关的潜在危害。

由Pierrick Balaire. 5月11日,2021年
礼貌:CFE媒体和技术

机器人和机器人的市场正在看到大量增长,期望在2020年代上半年的复合年增长率(CAGR)超过25%。机器人领域已经发展到包括各种设备,例如协作机器人,自主移动机器人(AMRS),工业移动机器人(IMRS),自动引导车辆(AGV)和机器人个人助理。这些机器人从过去看到的机器人差异很大。他们可能是移动的,与人更直接互动,更具吸引力,与许多类型的产品一样,受技术进步,连通性和自主权的影响。

机器人和机器人产品的变化与其持续的增长和增加的存在,使得了解与这些设备相关的潜在危害。除此之外,了解标准和测试选项制造商和开发人员应该用于减轻风险和说明安全和监管合规性的问题。

分类潜在机器人风险和危险

每个ISO 8373,机器人被定义为在两个或多个具有程度的轴中可编程的激活机制,其环境中移动,以执行预期任务。当然,它们可以比这更复杂。它们需要在创建和与机器人合作时必须考虑的风险。以下是大多数类型机器人的常见危害:

  • 机械的:必须考虑和评估与系统本身的设计和功能相关的问题。
  • 电气:必须考虑装置内和器件本身的电气部件的整体安全性和性能,尤其是电气安全标准。
  • 电磁干扰(EMI):从设备发出到其他电气产品的电磁场或来自该地区其他产品的电磁场产生的问题。
  • 人类工程学的:与设备或系统的设计和舒适有关的潜在问题。
  • 热的:产品缪斯被评估潜力过热,这可能导致火灾,烧伤或其他损坏
  • 声学/噪音:由于产品执行任务或功能,因此可能出现导致不需要或响亮的声音的操作问题
  • 振动:在使用过程中,机械问题导致不需要的或过度振动。反过来,这可以产生噪音和潜在的产品损坏。
  • 辐射:系统及其组件的电磁排放必须落在被认为是安全可接受的范围内。
  • 材料/物质:与机器人内部的组件有关的危害,例如布线,金属,软件等。
  • 环境的:与特定环境相关的危害相关机器的预期用途。例如,在医疗环境中,与其他医疗设备相关的潜在危害及其关键功能。
  • 电池:涉及与使用电池和/或能量存储部件的设备中的充电,过热,火灾或火花有关。

危险和所需的安全措施取决于应用/预期用途的类型,因为机器人和机器人系统具有不同的形状和尺寸,并且用于不同的应用。可能发生一些危险组合,例如振动/噪声,电/热或电/辐射/ EMI。在开发产品时,请记住潜在的组合,因此您可以在评估设备时适当地缓解风险和测试。

需要对每个定义的危害进行风险评估,以确定适当的风险降低措施。如果通过固有的安全设计无法消除危险,则需要适当的保障和其他保护措施。风险评估应在每个发展阶段完成。

机器人危险测试

为了评估与机器人相关的危害,有几种测试选项可以使用,这取决于设备中识别的危险。这些包括但不限于:

  • 危险地点对危险场所或爆炸性环境中使用的产品的评估,以及特定要求。
  • 功能安全评估,以确保故障安全机制正常运行。
  • 机械评估潜在风险和缓解措施。
  • 电气安全测试,以确保与电力使用相关的安全操作,并说明要求遵守所需的电气安全标准。
  • 电池/充电器评估,以确保能量存储技术满足性能,可靠性和安全标准。
  • 性能测试到Gage特性,如握把,摄像机,振动和声学,用于整体性能和一致性随着时间的推移。
  • 过程评估包括风险管理,可编程电气医疗系统和可用性,具体取决于个别产品,预期用途和环境。
  • 环境测试评估与设备预期环境相关的危害和性能。
  • 电磁兼容性(EMC)有助于确认EMI缓解。
  • 无线和网络安全测试,以确认适用的系统满足连接,功能和数据保护的要求。

重要的是要注意危险及其各自的测试评估它们通常由适用的安全标准涵盖,因此知识和对这些标准的理解很重要。

机器人标准和法规

机器人的监管要求因市场和行业而异,因此了解哪个标准适用于给定项目。ISO 10218-1和ISO 10218-2标准介绍了工业机器人,系统和整合的安全要求,并由许多国家和地区统一和采用。但是,根据市场和应用,还有其他可能适用的标准。

欧洲

欧盟的机器人基于应用来调节。制造商应遵循机器人设备上现有的en和ISO标准;在机械指令下统一。这将根据其产品风险评估的结果,确保机器人的安全性,这首先从预期使用的定义开始,合理可预见/机械限制以及危险鉴定。适用的欧洲标准包括但不限于:

  • EN ISO 10218-1和10218-2,涵盖工业机器人,机器人系统和集成的安全要求
  • EN 12100,包括用于设计,风险评估和机器风险减少的一般原则
  • ISO / TS 15066,特定于协作机器人
  • EN 61000-6-2和61000-6-4,专注于工业环境的EMC免疫力和排放
  • ATEX指令2014/34 /欧盟用于危险地点或潜在爆炸性环境中使用的机器人
  • EN 13857对于在危险场所/潜在的爆炸性环境中使用的机器人,如果机械的安全受安全距离的管辖
  • 无线电设备指令(红色),为使用无线电频谱建立了设备的安全性和EMC要求。

北美

在美国和加拿大,已为机器人和机器人设备开发标准,以及现有的国际标准。这些包括10218-1和10218-2和协调标准ANSI / RIA R15.06和R15.08以及CAN / CSA Z434以及:

  • ANSI / UL 1740用于机器人和机器人设备
  • IEC 61508-1,61508-1和61508-3为电气,电子和可编程电子安全相关系统及其软件的功能安全
  • IEC 62061用于安全相关电气,电子和可编程电子控制系统的功能安全

亚洲

在亚洲,许多国家和地区都有与ISO 10218-1协调的机器人标准。其中包括中国GB 11291和11291.2-2013,JIS 8433-1在日本,KS B ISO 10218-1和10218-2在台湾的CNS 14490-1 B8013-1和14490-2 B8013-2中,SS ISO 10218-1:2016年和10218-2:2016在新加坡。涵盖风险管理的其他标准,包括评估和减少,如中国的GB / T 15706-2012和JIS B9700:2013年日本。最后,在JIS TS B0033下,必须在日本考虑合作机器人的标准。

机器人最佳实践

制造商和开发人员可以通过多种方式为各种市场制定产品。首先,了解您要查看的市场的标准和要求,并留意不可避免的更新和变化。同样,保持电流对技术和应用的变化,因为它们可能会影响标准和要求。确定您希望输入的市场的测试和评估要求的任何重叠。这可能有助于简化您的方法,又可以更快地将产品更快地获得产品,并以降低成本。

对危险进行风险分析,并确定解决它们的正确测试和评估,以及纠正措施。与可信赖和知识渊博的合作伙伴合作,知道标准和最佳方式来说明合规性。他们可以帮助建立一个全面的测试计划,让产品到市场,包括评估质量和安全的计划,以帮助确保产品的成功。

机器人和机器人提供了许多不同行业的许多可能性,许多制造商希望探索这些产品的机会。了解标准和要求不仅可以确保更安全,更好的表演产品,它可以让您快速有效地将产品送到市场上。

Pierrick Balaire.,全球商业排队总监Intertek,CFE媒体内容合作伙伴。由Chris Vavra,Web Content Manager编辑,控制工程,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com.

参考

Mordor Intelligence。“机器人市场 - 增长,趋势和预测(2020 - 2025)。”https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/robotics-market.


Pierrick Balaire.
作者生物:Intertek的全球商业线总监Pierrick Balaire