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西克應用
概述
隨著具備集成安全功能的協(xié)作機器人在工業(yè)領域的市場份額不斷擴大，其易用性與快速部署優(yōu)勢吸引了大量應用。但在實際應用中，人機協(xié)作（HRC）的安全防護難度遠超用戶預期，尤其是機器人末端執(zhí)行器周圍的擠壓風險防護，僅依靠機器人自身的力和功率限制無法滿足安全需求。目前，行業(yè)多通過設置大范圍防護區(qū)域或加裝圍欄來保護末端執(zhí)行器危險區(qū)域，真正的人機協(xié)作應用難以落地。
SICK 推出的機器人臂端防護裝置（End-of-Arm-Safeguard，簡稱 EOAS） ，作為全球首款針對機器人工具和工件區(qū)域的非接觸式防護解決方案，有效降低擠壓風險，為協(xié)作安全理念開辟全新可能。
01
行業(yè)背景與安全挑戰(zhàn)
1.1 協(xié)作機器人應用現(xiàn)狀
近年來，具備集成安全功能的工業(yè)協(xié)作機器人市場份額顯著提升。其操作便捷、部署迅速的特點，使其在眾多領域具備高吸引力，大規(guī)模落地人機協(xié)作應用的前景曾為機器人行業(yè)注入強勁動力。
但實際場景中，人機協(xié)作應用的安全防護存在諸多復雜問題：機器人末端執(zhí)行器（工具）及所攜帶工件的擠壓風險防護難度極高，僅依靠機器人自身的力和功率限制，無法達到理想的安全防護效果，導致真正的人機協(xié)作應用較少實現(xiàn)。
1.2 核心安全挑戰(zhàn)
在協(xié)作機器人應用中，力控型機器人雖能在超過設定力限時停止運行，結(jié)合機械設計與其他安全措施，可限制機器人手臂與人體碰撞或擠壓時的接觸壓力，避免嚴重傷害。但仍面臨以下關(guān)鍵挑戰(zhàn)：
•如何防護機器人工具及工件周圍區(qū)域的安全？
•如何實現(xiàn)尖銳 / 有棱角物體的協(xié)作式搬運？
•如何提升工人對協(xié)作應用安全性的認可度？
•如何平衡安全防護與生產(chǎn)效率？
•如何降低集成商與終端用戶在協(xié)作安全工程方面的難度，并實現(xiàn)規(guī)模化應用？
02
工作原理與應用條件
2.1 基本工作原理
EOAS 在機器人工具和工件周圍生成防護區(qū)域，當防護區(qū)域被侵入時，立即觸發(fā)機器人減速或安全停止。
需注意：由于公差、信號處理及機器人制動時間的影響，機器人夾具和工件周圍的防護區(qū)域長度，必須大于 “危險范圍”（即從傳感器前屏測量的工具和工件長度）。
核心難題：當機器人靠近表面作業(yè)時，如何區(qū)分傳感器視野中的操作人員手部與常規(guī)物體？可通過 “工藝點接近” 或 “工藝路徑” 功能解決（詳見下文）。
2.2 關(guān)鍵功能原理
2.2.1 工藝點接近
（Process Point Approach）
為區(qū)分傳感器視野中的常規(guī)物體與操作人員手部，EOAS 采用 “工藝點” 方法：
工藝點接近流程從 “進入點” 開始，機器人沿 z 軸（從機器人工具法蘭視角）向拾取位置（即 “工藝點”）做直線運動，完成后沿原路徑返回進入點。
編程階段，將上述接近運動與傳感器測量數(shù)據(jù)作為參考模型存儲。
自動運行階段，當機器人再次接近同一工藝點時，將實際接近曲線與參考模型對比；若匹配，機器人可繼續(xù)靠近表面；若不匹配（如手部侵入防護區(qū)域或工藝點環(huán)境變化），EOAS 立即控制機器人安全停止。
2.2.2 工藝路徑（Process Path）
對于復雜的機器人運動，可采用 “工藝路徑” 替代 “工藝點”：
工藝路徑支持任意方向、角度的機器人運動編程，從 “進入點” 開始，沿自定義路徑運動，最終到達 “退出點”
編程完成后，將路徑與傳感器測量數(shù)據(jù)作為參考模型存儲
自動運行階段，機器人沿工藝路徑運動時，實時對比實際路徑數(shù)據(jù)與參考模型；若匹配，繼續(xù)運動；若不匹配（如手部侵入或路徑環(huán)境變化），立即安全停止
要求：進入點與退出點需處于 “自由空間”（無傳感器防護區(qū)域侵入）
2.2.3 人貨分離平面（Muting Plane）
EOAS 人貨分離功能可將機器人工作空間劃分為協(xié)作區(qū)域與非協(xié)作區(qū)域：
•當機器人工具法蘭穿過人貨分離平面進入非協(xié)作區(qū)域時，EOAS 安全功能暫停
•當機器人返回協(xié)作區(qū)域時，EOAS 安全功能重新激活
•注意：非協(xié)作區(qū)域需根據(jù)應用專屬安全方案，通過其他方式確保安全
03
應用領域與場景
3.1 核心應用領域
目前，EOAS 主要適用于以下協(xié)作機器人應用場景，后續(xù)將通過 EOAS URCap 軟件升級，拓展至點膠、擰螺絲及非安全自動化功能等領域：
•拾取與放置（Pick & Place）
•裝卸料（Machine Tending）
•搬運與裝配（Handling & Assembly）
3.2 典型應用場景
場景 1：半自動質(zhì)量檢測
質(zhì)量工程師在近距離分析機器人提供的檢測對象時，EOAS 可防護操作人員手部免受擠壓風險；實現(xiàn)手動與自動化流程的安全結(jié)合，既節(jié)省空間，又提升工人認可度。
場景 2：向機器流程送料
采用 EOAS 防護危險的工具 / 工件區(qū)域，替代機器人周圍的大范圍掃描防護；將安全所需空間降至最低，特別適合狹小作業(yè)環(huán)境。
場景 3：人員與機器人共同靠近工件料盤
操作人員向工件料盤補料時，機器人可正常運行，無需整體停機，提升處理效率；實現(xiàn)人機協(xié)作無手部擠壓風險，增強工人接受度。
04
服務與支持體系
4.1 協(xié)作機器人安全服務
SICK 提供全方位的協(xié)作與協(xié)同機器人安全服務，具體如下：
4.2 產(chǎn)品與應用支持
SICK 建立三級支持體系，保障 EOAS 產(chǎn)品落地與應用：
一級支持：由各中國各地域銷售單位提供應用支持
二級支持：由SICK專業(yè)的安全解決方案團隊提供技術(shù)與應用支持
三級支持：由戰(zhàn)略產(chǎn)品管理與研發(fā)團隊提供支持
SICK
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