人与机器人在未来将携手合作
常规的防护设备在机器人综合应用中会触碰到它们的限制，特别是在那些人
和机器人无障碍合作的应用中更是如此。在此，执行相应的标准是解决这一
难题的重要可行辅助调整方法。
如这里所展示的那样，一名工人进入定义为机器人工作范围的防护区，安全
防护系统便会让机器人立刻紧急停止
在工业领域中，人机合作遵循两个重要的标准：C标准ISO10218的“工
业机器人安全”部分1，即“机器人技术”，和部分2，即“机器人系统和集
成化”。这两个标准部分的德文文本即ENISO10218-1:2012和ENISO
10218-2:2012，均已发布，并作为与C标准ISO保持一致性的方式列入到机
器设备指南2006/42/EG目录中。在部分2“机器人系统和集成化”中可以查
到人和机器人在生产运行中合作的说明陈述。
标准中对这些关于人机合作的标准在实践中究竟能够起到多大作用，以
及仍然存在的问题规定得很明确。国际标准委员会ISO/TC184/SC2WG3小组
接受委托，负责ISO/TS15066“机器人和机器人技术规划设计——协作式工
业机器人技术”技术专业内容的修订。在此，首先必须考虑到要从标准规范
的角度考虑ISO部分1和部分2的各种情况。ISO/TS15066内容是对ISO
10218-2中规定的机器人和机器人合作的安全要求的具体化表述。ISO/TS
15066中规定的典型安全功能如有在生产作业中，能够可靠的监控机器人并
使之停止运动，并规定了机器人在生产作业中的最大运行速度及机器人力度
的极限值。在所涉及到的技术专业内容中规定了人与机器人的站位方式，并
定义出在相应的人和机器人的站立区中，哪些位置上人对机器人带来的冲撞
会产生的疼痛感。将来，还可考虑将这些界限作为安全的人机合作规定。
通过技术服务防护人机合作的风险
标准中的技术专业内容还是一个标准专业委员会的标准草案。而这些草
案要提交至国家标准专业委员会进行讨论评判。评判的讨论结果将在国际标
准专业委员会进行具有现实意义的讨论，并将讨论结果补充到标准专业技术
内容中。如果进行补充的ISO/TS15066标准最终要提交，那么应将其补充的
内容一并纳入到ISO10218标准2中。至此，ISO10218标准中便会有机器人
的冲撞对人所产生的疼痛感界限值的规定。从标准中可以简单方便地得出具
体的技术解决方案，过去是这样，未来也会如此。而现实是，迄今为止人们
只能看到标准中关于少数机器人系统应用中，遵守的人机合作的专业内容标
准表述。在标准中常见到的是对人机合作的具体风险分析，这仅是人们能够
了解人机合作风险的基础，使人们明确一个整体式机器人系统所存在的多方
面的风险。除了机器人自身外，系统的部件如抓斗和抓斗中的材料和工具也
属于该整体式机器人系统。所有这些部件也必须考虑在内，目的是能够作出
可靠的决定，通过机器人的安全功能可直接防护哪些风险，还有哪些风险必
须通过附加的传感器或通过安全摄像装置来加以防护。
因为人与机器人之间的交互，需要新技术和新的解决方案，以确保人与
机器人的安全合作。在此，对安全技术的要求总是取决于当时具体的应用情
况。为了证明要求的安全水平必须有完备的安全功能，也就是由传感器通过
逻辑件数据处理直至行动件的完备安全功能。所有这些功能必须相互协调地
共同起到作用，以能够确保机器人应用的安全性。在此，提供这样完备的可
靠性自动化安全功能的技术解决方案的厂商有很多，如Pilz公司。该公司能
够为用户提供一个机器人系统的具体使用寿命期间的匹配技术服务细目表，
也就是从机器人系统生产流程的风险评估分析直至获得CE标识的技术服务
细目表。此外，在Pilz公司技术服务细目表中还有为用户提供机器人技术安
全为主题的技术培训的内容。
通过一个组态装置在可靠的3D摄像系统上设置多个虚拟的警示或防护单元，
用以监控目标物
人机交互的智能传感器技术
因为人机合作是涉及到各个不同层面的广泛技术应用领域，从技术角度
来看可一览无余。但是到了产品层面，产品必须符合合作类型的要求，此外
产品还必须符合市场要求。为此，除了其他技术装置外，Pilz还提供一种工
作可靠的，被称作安全眼的3D摄像系统。现在，该系统已在各种不同的人
机合作应用中被证实功能可靠。这种工作可靠的3D摄像系统能够检测到人
机合作应用中被定义为无人区，即警示和防护区域内是否有人员进入。
通过一个组态装置为人机合作自动化系统配置很多虚拟的，可用于监控
对象的警示或防护单元（图1）。由此，该区域便与一个行动部件相连接。摄
像系统识别保护区域的外来进入者，同时可直接确定并进行控制：如有人步
入被定义的警示区，摄像系统识便发出一个光学或声学的警示。如果有人进
入了被定义为防护区的机器人行动区域，安全防护系统让机器人立刻紧急停
止（图2）。今天，Pilz提供的安全眼3D摄像系统已经获得生产许可证，并
已成了被该行业行会所认可的可系列化使用的立体摄影系统。3个CMOS图
像传感器可高速识读图像，即使是很小的图像部分也可在传感器中被识读并
进行加工处理。由于图像传感器采用极高的动力性设置，因此即使在实践中
出现光的变化，图像传感器也能够安全且可靠的工作。
人机合作部分将会明显增大，这大大取决于传感器技术和机器人技术领
域的创新。实现相互连接的智能传感器和保证必要的动力性工作程序的控制
装置的组合，是成功的第一步。
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