新型移動機(jī)器人：該控制AGV還是機(jī)械臂？
移動機(jī)器人正在進(jìn)入以前由人類及車輛占據(jù)的新領(lǐng)域，從倉庫和配送中心，到工廠車間，再到現(xiàn)在的實驗室和辦公區(qū)域，我們會看到越來越多這種自由行走的機(jī)器人。它們不僅是移動的騾子，這些機(jī)器人具有車載智能和實時自適應(yīng)能力，拓寬了他們的應(yīng)用領(lǐng)域。
轉(zhuǎn)眼之間，我們發(fā)布報告《移動機(jī)器人和內(nèi)部物流始終存在供應(yīng)鏈中》已經(jīng)過去一年，市場上也有了更多的選擇、組合以及應(yīng)用。巨大的改變對安全標(biāo)準(zhǔn)的制定帶來了新的挑戰(zhàn)。許多移動平臺已經(jīng)在世界各地使用或試用。
在焊接供應(yīng)商HIROTECAMERICA的雙臂移動機(jī)器人應(yīng)用中，Otto1500自導(dǎo)移動平臺與安川雙臂機(jī)器人相結(jié)合，可以完成將零部件浸入黑色氧化物中進(jìn)行腐蝕保護(hù)的單調(diào)任務(wù)。Robotiq讓你看到巧妙地處理自適應(yīng)夾具將零部件都放進(jìn)黑色氧化物中。
這個敏捷的機(jī)器人周圍沒有安全圍欄。這是因為OTTO使用安全等級的激光雷達(dá)傳感器探測和導(dǎo)航路徑內(nèi)的障礙物。據(jù)了解，OTTO1500有兩個安全等級的激光雷達(dá)傳感器，分別位于平臺的前面和后面，它配備了四個緊急停止（E-stop）按鈕，用于手動緊急停止。這個移動機(jī)械手幫助HIROTEC更接近于24/7全天候運行的關(guān)燈制造目標(biāo)。
自主自動導(dǎo)航車
消費品巨頭寶潔公司也將移動機(jī)器人應(yīng)用于多個行業(yè)和不同應(yīng)用領(lǐng)域。
寶潔公司位于俄亥俄州辛辛那提的機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新總監(jiān)MarkLewandowski說：因為寶潔公司是個多元化的公司，所以我們有許多不同類型的移動平臺。從大型移動平臺到高架移動平臺，一直到小型移動平臺，可以在有更多人的辦公室或?qū)嶒炇噎h(huán)境中使用。我們需要不同尺寸、形狀的平臺應(yīng)用在制造、倉儲和分銷等各種場合。
Lewandowski指出，這些都是自動導(dǎo)航車輛，這意味著他們會根據(jù)環(huán)境預(yù)先學(xué)習(xí)地圖自主地導(dǎo)航，以確定從A點到B點的最佳路線。利用各種傳感器和軟件，他們可以通過實時智能導(dǎo)航避開意想不到的障礙物。
這類移動機(jī)器人可以實現(xiàn)地圖映射和路徑規(guī)劃，并且易于部署。而傳統(tǒng)的AGV通常需要現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施或設(shè)施修改，例如嵌入在地面上的磁條或?qū)Ш叫艠?biāo)，以引導(dǎo)車輛在指定的路徑上行走。
不再是爺爺時代的AGV
寶潔公司正在使用或測試三大類工業(yè)移動機(jī)器人：具有高負(fù)載能力的大型移動平臺，較小的自動導(dǎo)航車輛和移動機(jī)械手（移動機(jī)器人與機(jī)械臂組合）。
Lewandowski表示，現(xiàn)在最大和最活躍（移動機(jī)器人的應(yīng)用）現(xiàn)在在自主移動平臺的領(lǐng)域。這些是大型平臺工作在托盤或大負(fù)載周圍。移動平臺在我們的倉庫和配送中心，那里沒有大量的人力和車輛。他說，他們使用的小型自主車輛主要用來移動投放物料、半成品或者成品，它們可以在擁擠的環(huán)境中更靈活地移動。
Lewandowski解釋道，我們現(xiàn)在試運行的一個應(yīng)用是將質(zhì)量和實驗室樣品送到他們進(jìn)行測試的實驗室。要將這些小型車輛引入到有許多人和變化的環(huán)境中，就需要它們能適應(yīng)高度動態(tài)的環(huán)境。
寶潔公司已經(jīng)在使用或開發(fā)移動機(jī)器人的試點應(yīng)用，例如Clearpath的OTTO，Aethon的TUG和歐姆龍的自主智能車輛，以及來自諸如FetchRobotics，MobileIndustrialRobots（MiR），CanvasTechnology和MilvusRobotics等的自主移動平臺。
Lewandowski表示，安全是至關(guān)重要的。它們中的大部分移動系統(tǒng)都是基于相同的技術(shù)（LIDAR），所以從安全的角度來看，門檻是確保有一個足夠安全的系統(tǒng)來檢測物體和人員并作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
他補(bǔ)充道，其中一些初創(chuàng)公司開始使用具有更多空間意識的視覺類型技術(shù)。重要的是不僅要知道平臺所處的位置，還要知道它在環(huán)境中的導(dǎo)航位置。有門還是懸掛物，是桌子還是傳送機(jī)？它需要能夠看到那些情形并做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，以避免撞上這些障礙物。
跟傳統(tǒng)的AGV固定平臺甚至是固定路線的AGV不同的是，自主移動機(jī)器人是自由移動的，安全是一個重要問題。
工程安全標(biāo)準(zhǔn)
機(jī)器人工業(yè)協(xié)會（RIA）美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）一起制定了工業(yè)移動機(jī)器人的安全標(biāo)準(zhǔn)。RIA組織R15.08委員會編寫了工業(yè)移動機(jī)器人安全的標(biāo)準(zhǔn)文件。
工作已經(jīng)開始，標(biāo)準(zhǔn)的前兩部分涉及機(jī)器人制造商和集成商的安全準(zhǔn)則，預(yù)計將在2017年底前起草。然后，文件必須經(jīng)過一系列審查程序和任何修訂。標(biāo)準(zhǔn)計劃在2019年初出版。
也許你會問為什么還那么遙遠(yuǎn)？實際上，這個標(biāo)準(zhǔn)的制定過程正在加快步伐。
2007以來，我一直參與安全標(biāo)準(zhǔn)的制定過程。對我來說，這個計劃已經(jīng)快如閃電，機(jī)器人專家、R15.08委員會主席MichaelGerstenberger說，有幾家公司在這個領(lǐng)域推出了產(chǎn)品。RIA希望得到最好的解決方案，并確保我們通過制定安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來為會員提供服務(wù)。
Gerstenberger與該委員會面臨一個有趣的挑戰(zhàn)。R15.08的任務(wù)是將移動平臺社區(qū)和工業(yè)機(jī)器人社區(qū)這兩個世界結(jié)合在一起，而他們都有自己的安全標(biāo)準(zhǔn)。
在移動平臺方面，現(xiàn)有最接近的標(biāo)準(zhǔn)有ANSI/ITSDFB56.5-2012無人駕駛自動引導(dǎo)工業(yè)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)和載人工業(yè)車輛自動化功能。
在工業(yè)機(jī)器人方面，標(biāo)準(zhǔn)由ANSI/RIAR15.06-2012工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器人系統(tǒng)-安全要求。
然而，許多新的移動機(jī)器人比傳統(tǒng)的AGV具有更大的自主權(quán)，使他們能夠在更加動態(tài)的環(huán)境中安全地運行，實時路徑重新規(guī)劃至關(guān)重要，RIA標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)總監(jiān)CaroleFranklin說，這不是目前AGV標(biāo)準(zhǔn)（B56.5）中的一個領(lǐng)域。
她繼續(xù)解釋說，雖然工業(yè)機(jī)器人安全標(biāo)準(zhǔn)（R15.06）允許移動機(jī)器人系統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境中存在的可能性，工業(yè)機(jī)器人維修，但其大部分指導(dǎo)思想都是針對固定安裝的機(jī)器人。
委員會成員必須共同制定新的ANSI/RIAR15.08標(biāo)準(zhǔn)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)B56.5和R15.06之間的差距，并為移動機(jī)器人的獨特安全考慮提供指導(dǎo)。最后，他們可能決定將新制定的準(zhǔn)則取代現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，但仍有待觀察。
Gerstenberger說，我一直在努力做的最重要的事情之一是確保委員會的所有聲音都被聽到。我想確保每個人都可以表達(dá)自己的意見。我們在委員會中有很好的代表性。
75+委員會成為代表了大多數(shù)傳統(tǒng)機(jī)器人制造商，包括移動機(jī)器人供應(yīng)商和初創(chuàng)企業(yè)，協(xié)作機(jī)器人供應(yīng)商，傳統(tǒng)AGV制造商，機(jī)器人集成商，安全系統(tǒng)供應(yīng)商和集成商，來自汽車、電子、消費品和物流行業(yè)的重要終端用戶。
還有代表性的是重要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和安全組織，如北美的德國萊茵T?V，美國保險商實驗室，國家職業(yè)安全健康研究所（NIOSH）和國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）。
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的不足
NIST開發(fā)測試方法和指標(biāo)來評估新技術(shù)的性能。有時候，NIST會引導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，就像在這種情況下與R15.08一樣。幾年來，NIST在其實驗室中對傳統(tǒng)的AGV，移動機(jī)器人和協(xié)同機(jī)器人以及這些機(jī)器的混合集成進(jìn)行了研究。