在与协作机器人的沟渠中

宝洁公司(P&G)的马克•莱万多夫斯基(Mark Lewandowski)从工程师的角度为我们介绍了成功应用机器人的风险评估。

2018 P的骷髅

根据PMMI商业智能的最新研究,虽然许多cpg使用机器人(主要用于码垛),但大多数还没有使用协作机器人与人类一起工作。

从汰渍(Tide)、尿布、纸巾到博朗(Braun)剃须刀,所有产品的制造商宝洁公司(P & G)早在2010年就开始研究合作机器人!像上面列出的这些产品一样,各种各样的应用程序都将机器人作为实现过程自动化的关键方式。

“如果你还没从我的穿着打扮中看出我不是一个营销人员或销售人员:我是一个工程师。所以,你将在这里得到的是一个工程师在战壕里的视角。”

“所以,在宝洁,我们是先锋。我们相信,通过我们的工程组织,通过我们的流程和研发组织,我们在生产和创造产品的过程中带来了很多创新。”

“那么,作为一家公司,我们为什么要开始使用协作机器人呢?嗯,它们很容易实现和使用。使用这些散养机器人的成本可能是一部分原因,但更大的原因是降低了工程成本:能够使用协作机器人技术轻松集成和开发应用程序,大大减少了所需的时间和精力,从而降低了在工厂部署解决方案的数量和总体成本,”Lewandowski继续说道。

“我们可以让这些机器人具有适应性,它们是可重新配置的,我们可以把它们从今天的某个应用中取出,非常容易地重新配置那个应用,然后让它明天做其他事情。”

所以,协作机器人更小,更轻,更容易移动,并且有直观的编程。但莱万多夫斯基对“销售声称”机器人“安全”、不需要围栏或警卫的说法提出了异议。

“我们一直听说,这些机器人是自由的,不需要围栏或警卫。但这并不一定是真的。”

Lewandowski指出ISO/TS 15066是你的指南。他是编写合作机器人安全标准的委员会成员。但在制定这些标准之前,宝洁从“安全第一”的概念着手研究协作机器人的应用。

“我们如何确保无论我们对协作机器人做什么都是安全的?”因为,就像任何新技术一样,你不想在早期做任何会给它带来坏名声的事情;,如果我们有任何事件或任何继续合作机器人当我们试图将这项新技术部署到宝洁公司,具体地说,和机器人行业一般来说,那是一个很难克服的障碍,如果我们有任何事件,”Lewandowski告诉论坛的人群。

他继续说道:“所以,我们必须以安全第一的心态进入,我认为,当你想要将应用程序部署到你的运营和站点时,也要以这种心态进入。首先要确保安全,因为这是一项新技术。人们有些害怕这种技术,也许,在某些情况下,所以你需要带着一个概念去那里;以下是我们为使这些应用程序安全所做的工作。并且能够向他们展示你在做什么以及这些应用程序是如何安全的。所以,坚持安全第一的理念。”

lewandowski表示,实现这一目标的最佳方法,是具有风险评估。“现在,第一件事是遵循标准。标准有指导方针和指令。在美国,通过RIA 15.06,国际标准是ISO 10218,这是机器人安全标准。它们是相同的文件。

“这是风险评估。风险分析。确保你了解应用程序中的危险是什么,然后有什么安全措施和东西你可以放在适当的地方来处理你确定的每一个危险?因此,风险评估是一项关键要求,不仅适用于所有机器人安全标准,而且适用于任何发布的任何类型机器的安全标准。”“这是风险评估的概念。这是确保开发安全应用程序的关键要求。如果你不做一个完整全面的风险评估,你就不能让机器人和人类一起工作。不仅仅是机器人,我认为这是我们要解决的最大问题之一当人们第一次看到合作机器人时,他们会听到"我们有这个安全的合作机器人"

“但我们没有部署机器人。我们部署应用程序。我们需要一个能做事的机器人,好吗?拿一只胳膊,让它来回移动,但我用它什么都做不了。我还需要添加什么?我需要添加一个手臂末端的工具;我需要添加一些辅助设备,将产品带进或带出,或任何我需要的东西,使应用程序工作。”

Mark Lewandowski,宝洁全球工程机器人创新负责人Mark Lewandowski,宝洁公司全球工程部
机器人技术创新领袖

这就是为什么莱万多夫斯基强调必须考虑整个细胞。他是这样说的:“它不只是一个机器人,它是一个应用程序。所以,当我们考虑开发一个安全的机器人时,它实际上是在开发一个安全的机器人应用程序。所以,我们需要确保我们包括所有的东西:工具,夹具,和所有周边设备,这是应用程序的一部分。而且,在很多情况下,我们会遇到更大的问题,而不是机器人本身。”

莱万多夫斯基指出,宝洁公司非常需要一个所谓的“合作伙伴”,或协作机器人码垛机,一个简单的协作机器人从传送带末端拾取箱子。“这可能是我们能想到的协作机器人最简单的应用……从传送带系统中取出盒子,并将它们堆叠到托盘中。”这是在我们的公司工程实验室,我们的机器人实验室完成的。我想那是2013年,我们第一次做这个,差不多是6年前了。

所以,我们真的很开心。我们的工程师。我们走到那里,我们看了看这个,然后说,‘嘿,我们有这个应用程序。它的工作原理。它可以有很多不同的情况,很多不同的大小,我们已经有了这个应用。我们已经准备好了。“但后来我们让机器人安全人员参与进来,他们开始检查,然后说,‘你们做过风险评估吗?’我们说,‘是的,我们有点考虑过,但我们还没有真正做一个完整的风险评估”。

“所以,如果你要做一个风险评估,当你看到这个过程和应用是什么样子的时候,你可能会看到一些风险?机器人手臂本身?它有极限力。但机器人不一定会考虑到应用程序的其他部分可能会带来的其他危险。

“举个例子,手臂末端的工具,或者被移动的盒子,或者机器人的相互作用,把盒子从传送带上拿下来?那有什么危险吗?当您开始关注协作应用程序时,在协作应用程序中可能会出现传统机器人应用程序中没有的新危险。

“为什么呢?”因为在协作机器人应用中,机器人和人类可能会相互接触,这是协作应用中的真正区别。”

在传统的申请中,刘大兰斯基说,总是采取优秀的照顾,以确保机器人和人类安全地保持安全。但在一个合作应用中,您需要遵循像机器人可以对该人产生负面影响的事情?夹具以及机器人携带的部分现在可能与一个人接触,所以你已经有很多不同的潜在影响,以及破碎潜力或捏,不仅可能在机器人本身中,但部件和固定条件之间,在臂和夹具之间或臂之间的臂和其他可能存在于细胞中的物品之间。

“那么,如果我刚刚看着机器人自己,我可能不会考虑那种危险,”Lewandowski说。“但是当我看一下整体应用程序和一切都是其中的一切,这些都是我需要在风险评估中看待并考虑的所有危险,并确保我充分解决,以确保申请是一个安全的应用程序。然后,您还在手臂本身周围遇到了更多的危险,以及扶手末端的东西和夹具,并且在许多协作应用中,夹具通常是人们忽视或不考虑的部分或者肯定不要够接近。那些肯定是你需要看的东西。

“填充物是一种很好的方法,可以最大限度地减少机器人和人之间可能产生的接触或碰撞所产生的力和压力。以及碰撞检测。所以,不仅仅是填充来减轻打击,你真的能检测到碰撞吗,不是使用机械手臂而是使用某种类型的外部碰撞检测来阻止手臂,这可以大大减少力?你可以利用几何学和极限,利用空间。这样设计的东西,挤压和夹紧的危险是不可能的,因为没有足够的空间,或没有足够的最小空间,这些发生。

“使用信封限制,机器人的安全限制特征,限制机器人可以去的位置,这样它就无法进入它可能产生一些这些危险的位置。您还可以使用条件,或者是所谓的几何限制将产生的力。有安全功能,具体取决于您使用的协作机器人的品牌,可以在一定方向上限制某些方向或速度的力量。利用所有那些内置的功能作为限制机器人移动的方式,因此您不会创建任何危险情况。“

宝洁公司至少正在有选择地使用更传统的守卫手段,即使是在使用协作机器人的情况下。这意味着使用传统的防护,或使用激光扫描仪或光幕来限制进入可能被认为是更高危险区域的区域,但仍然允许您访问应用程序来做到这一点。

莱万多夫斯基说:“有关力量和力量限制的问题之一是对头部和颈部的担忧。”“这是一个非常值得关注的领域。如果你看过15066,这是一个他们没有提供很多指导的领域因为他们告诉你没有办法让它安全。

“所以,你真的必须以这样的方式设计你的申请,使您可以如此限制或完全最小化身体的头部和颈部区域可能的潜在接触,因为这不是真正的方法可以做到安全的地方接触。因此,您需要在您的应用程序中非常谨慎,或者在您的应用程序中制定其他方法来处理,在P&G包括主动填充,因此而不是仅使用它来扩散强制,这实际上检测到碰撞和停止机器人。“

归根结底,从你开发一个应用程序到把它投入使用,你需要经历风险评估的过程。莱万多夫斯基说:“你需要经过验证过程。“你需要验证你的安全系统和安全功能,以确保你满足所有的要求,发生在那里的力低于允许的极限,这在许多应用中需要做大量的工作。”

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