臂端保護係統 (EOAS) 可在工具區域實現非接觸式的人機協作，保障人員安全

MICHAEL KASPAR

SICK AG 工業傳感產品經理

在zai人ren與yu機ji器qi人ren協xie同tong作zuo業ye的de場chang景jing中zhong，為wei避bi免mian人ren員yuan受shou傷shang
，必bi須xu采cai取qu特te殊shu的de安an全quan措cuo施shi。但dan這zhe通tong常chang意yi味wei著zhe不bu得de不bu做zuo出chu很hen多duo妥tuo協xie
，從cong而er使shi得de原yuan本ben希xi望wang提ti升sheng效xiao率lv的de協xie作zuo解jie決jue方fang案an反fan而er變bian得de沒mei有you吸xi引yin力li。現xian在zai，SICK帶來的一項創新技術有望改變這一現狀。

“非接觸”正是這項新技術的關鍵所在
，也是SICK推出該人機協作(HRC) 安全解決方案在全球範圍內具有創新意義的核心優勢。“憑借EOAS
，我們可以用全新的方式保障人機協作的安全性。”SICK工業傳感產品經理Michael Kaspar表示。

先退一步來看傳統方法：目前，要保障人員在靠近機器人時的安全，主要依靠的是——“功率和性能限製”
，這(zhe)是(shi)許(xu)多(duo)協(xie)作(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)本(ben)身(shen)所(suo)內(nei)置(zhi)的(de)基(ji)礎(chu)安(an)全(quan)機(ji)製(zhi)。配(pei)合(he)合(he)理(li)的(de)應(ying)用(yong)設(she)計(ji)，限(xian)製(zhi)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)碰(peng)撞(zhuang)發(fa)生(sheng)時(shi)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)
，可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)對(dui)人(ren)體(ti)造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)傷(shang)害(hai)（如瘀傷等）。然ran而er
，僅jin靠kao功gong率lv限xian製zhi並bing不bu足zu以yi完wan全quan保bao障zhang安an全quan。接jie觸chu麵mian積ji同tong樣yang是shi影ying響xiang安an全quan性xing的de一yi個ge關guan鍵jian因yin素su。假jia如ru接jie觸chu麵mian積ji很hen小xiao，比bi如ru工gong具ju或huo工gong件jian的de銳rui角jiao邊bian緣yuan，即ji使shi功gong率lv很hen低di，也ye可ke能neng產chan生sheng超chao過guo人ren體ti某mou些xie區qu域yu（如手部、手臂等）容(rong)許(xu)的(de)壓(ya)力(li)限(xian)值(zhi)，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)嚴(yan)重(zhong)傷(shang)害(hai)。為(wei)降(jiang)低(di)這(zhe)種(zhong)風(feng)險(xian)，通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)運(yun)行(xing)速(su)度(du)，並(bing)盡(jin)量(liang)避(bi)免(mian)工(gong)具(ju)和(he)工(gong)件(jian)上(shang)存(cun)在(zai)小(xiao)而(er)尖(jian)銳(rui)的(de)接(jie)觸(chu)部(bu)位(wei)。但(dan)這(zhe)往(wang)往(wang)意(yi)味(wei)著(zhe)應(ying)用(yong)效(xiao)率(lv)的(de)降(jiang)低(di)和(he)成(cheng)本(ben)的(de)提(ti)高(gao)，從(cong)而(er)使(shi)失(shi)去(qu)了(le)機(ji)協(xie)作(zuo)的(de)吸(xi)引(yin)力(li)。

因yin此ci，很hen多duo企qi業ye最zui終zhong放fang棄qi人ren機ji協xie作zuo的de解jie決jue方fang案an，而er是shi采cai用yong傳chuan統tong方fang式shi對dui機ji器qi人ren進jin行xing封feng閉bi式shi防fang護hu，比bi如ru使shi用yong防fang護hu欄lan或huo激ji光guang掃sao描miao儀yi。但dan這zhe些xie方fang法fa不bu僅jin占zhan用yong較jiao大da的de車che間jian空kong間jian，而er且qie會hui頻pin繁fan觸chu發fa停ting機ji，嚴yan重zhong影ying響xiang產chan能neng。

而且“這些安全防護措施在實際應用中，占用的安全空間往往遠超其必要範圍，從而大幅增加了成本。” Michael Kaspar指出，“安全解決方案應始終與具體應用所帶來的風險相匹配。”然而，在此之前
，適用於人機協作的合適安全解決方案一直處於空白狀態。“在很多情況下，這意味著相關項目無法按原計劃實施，導致某些流程環節無法實現自動化，或者大幅推高了自動化的實施成本。”

SICK於2024年末推出的EOAS創新應用專為解決這一難題而設計，有望徹底改變人機協作的格局。該裝置直接安裝於機械臂末端，能在機器人工具/工(gong)件(jian)區(qu)域(yu)下(xia)方(fang)生(sheng)成(cheng)一(yi)個(ge)錐(zhui)形(xing)動(dong)態(tai)保(bao)護(hu)區(qu)域(yu)。例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)手(shou)進(jin)入(ru)此(ci)保(bao)護(hu)區(qu)
，係(xi)統(tong)會(hui)立(li)刻(ke)檢(jian)測(ce)到(dao)並(bing)立(li)即(ji)停(ting)止(zhi)機(ji)器(qi)人(ren)動(dong)作(zuo)，從(cong)而(er)在(zai)碰(peng)撞(zhuang)發(fa)生(sheng)前(qian)就(jiu)實(shi)現(xian)幹(gan)預(yu)。這(zhe)種(zhong)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)的(de)安(an)全(quan)防(fang)護(hu)機(ji)製(zhi)是(shi)一(yi)項(xiang)全(quan)新(xin)突(tu)破(po)。EOAS的保護區域會隨著機器人運動而動態調整，其尺寸設計精準
，僅在存在直接危險時才會觸發機器人停止。換言之
，EOAS是對機器人內建的功率/性能限製機製的有力補充，填補了人機協作中長期缺失的非接觸式安全功能。

根據現場情況不同
，EOAS可在檢測到保護區域內有物體時立即停止機器人動作。一旦保護區重新清空，機器人便能自動恢複運行。

SICK與優傲機器人 (Universal Robots) 密切合作，聯合開發了EOAS係統。雙方為此建立了新的接口，使EOAS能夠深度集成至機器人的操作係統中。因此，該係統可直接借助已有的安全控製器基礎架構運行
，整體解決方案極為精簡高效。目前，EOAS係統僅兼容優傲的機器人
，但未來將拓展至更多平台。目前已有多家客戶正在進行實際應用測試。

EOAS的設置和操作十分簡單直觀：用戶可通過專用APP (“EOAS URCAP”)和機器人自帶的示教麵板 (Teach Panel) 快速完成配置與啟用。

不僅如此：EOAS還(hai)顯(xian)著(zhu)簡(jian)化(hua)了(le)人(ren)機(ji)協(xie)作(zuo)應(ying)用(yong)的(de)安(an)全(quan)驗(yan)證(zheng)流(liu)程(cheng)。雖(sui)然(ran)在(zai)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)碰(peng)撞(zhuang)的(de)位(wei)置(zhi)仍(reng)需(xu)進(jin)行(xing)功(gong)率(lv)與(yu)壓(ya)力(li)測(ce)試(shi)，以(yi)證(zheng)明(ming)符(fu)合(he)安(an)全(quan)閾(yu)值(zhi)，但(dan)由(you)於(yu)係(xi)統(tong)內(nei)置(zhi)的(de)保(bao)護(hu)區(qu)已(yi)涵(han)蓋(gai)了(le)大(da)部(bu)分(fen)高(gao)風(feng)險(xian)區(qu)域(yu)，測(ce)量(liang)點(dian)數(shu)量(liang)顯(xian)著(zhu)減(jian)少(shao)，極(ji)大(da)地(di)簡(jian)化(hua)了(le)合(he)規(gui)驗(yan)證(zheng)的(de)過(guo)程(cheng)。

當然
，EOAS還具有更多優勢：1) 由於機器人在與人接觸之前就已經停止動作，因此相比那些僅依賴傳統功率和性能限製機製的應用
，采用EOAS的係統整體運行速度通常更快

；2) EOAS無需占用額外的安裝空間。

正如Michael Kaspar所言：“所有這些優勢使得EOAS成為一個極具吸引力的安全解決方案，為真正實現廣泛的人機協作打開了全新可能——不僅僅局限於某些特定場景，而是適用於整個行業領域。”

隻需三個步驟，即可完成直觀的安全配置：1) 設置IP地址；2) 定義保護區域的長度
；3) 訓練驗證點。

SICK

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