所謂AGV指的是自動導引車(Automated guided vehicle),是AGV機器人系統AGVS(Automated guided vehicle systems)的一個組成部分。我們目前討論的主要是預定路徑的AGV,它是一種基于地面的物料搬運裝置,由非接觸式導引系統自動控制和導引。主要由安全裝置(急停按紐、激光雷達、安全PLC、安全速度模塊)、控制裝置、負載搬運裝置、驅動裝置,電池和電機等組成。
目前對比歐洲相關安全標準,國內AGV存在的最大問題是未考慮控制系統安全部分相應的安全要求,將普通控制功能和安全控制功能混為一談,遠遠達不到標準要求。我們在為國內AGV進行產品認證的過程中,總結出以下六個方面問題:
一、機械制動系統
國內的AGV機器人普遍沒有機械制動系統,多數采用電子剎車,更談不上滿足動作要求和制動要求。
⑴安全要求:
AGV應安裝機械制動系統。
⑵功能要求:
采用斷電制動;
電源中斷、故障時工作;
小車失去速度或轉向時工作。
⑶制動要求:
制動裝置要保證AGV機器人及其允許的最大負載,能夠保持在制造商規定的工作坡度上,即不溜車;考慮到負載、速度、摩擦、坡度和磨損的情況,制動系統在激光雷達的檢測范圍能夠停止AGV;當車輛處于手動模式時,制動器應符合ISO 6292的要求。
二、 穩定性
目前,大部分搬運裝置主要是依靠摩擦力來保持貨架與AGV的相對位置關系;緊急情況下,一旦拍下急停按鈕,貨架很有可能會傾倒或者失穩。大部分AGV機器人上,未安裝安全PLC或安全繼電器,未考慮控制系統安全相關部分的性能等級要求。
安全要求:
⑴負載搬運裝置:
應設計成在任何操作模式下,包括緊急停止和裝卸,負載不能從確定的位置移動;
如果提升高度超過1.8米,應通過試驗驗證;
如果提升高度不超過1.8米,可以通過計算驗證。
⑵穩定性要求:在所有操作位置,在負載搬運和行駛過程(包括緊急停止)中,應確保AGV機器人的穩定性。
⑶控制系統安全相關部分:如果用于負載搬運,速度控制和轉向控制的控制系統故障,可能導致穩定性喪失,這些控制系統的安全相關部分應符合ISO 13849-1:2015:Cat.2。
三、充電系統
目前存在的問題:
多數AGV機器人充電連接器的設計,未考慮EN 1175-1附錄A的相關要求,設計較簡單,存在意外觸電的風險;
多數AGV的電池是定制的,但定制時并未考慮相應安全標準,未通過相應安全認證,存在重大安全隱患;
自動充電系統,不能有效判斷來充電的是否是AGV,以及相應規格等;
充電系統安全部分,不能符合ISO 13849-1:2015:Cat.1。
安全要求:
⑴充電連接:
應能防止意外觸及AGV機器人和充電樁上的充電連接;
自動充電系統,應設計為:
只有AGV機器人連接到充電系統時,才能啟動充電連接;
當車輛從充電系統離開時,應關閉充電連接;
充電系統安全部分,應符合ISO 13849-1:2015:Cat.1。
⑵電池:
鉛酸和堿性(鎳鎘或鎳鐵)型電池,應符合EN 1175-1 5.1的要求;
對于其他類型的電池,需要滿足相應標準要求。
⑶電池連接器:應符合EN 1175-1附錄A的相關要求。
四、人員檢測裝置
目前存在的問題:
①存在檢測盲區,不能覆蓋AGV機器人或貨架的整個寬度;
②AGV機器人以及貨物可能與人發生擠壓或撞擊;
③控制系統安全相關部分達不到ISO 13849-1:2015:Cat.3的要求。
安全要求:
⑴每個行駛方向,都可以檢測AGV機器人或貨物的整個寬度;
⑵在AGV的剛性部件/貨物與人接觸之前,信號提示,使AGV能夠被制動系統停止。
⑶應盡可能靠近地面檢測人員,可以檢測以下試件:
直徑200mm,長度600mm,與AGV路徑與卡車的路徑成直角,且位于行駛路徑上任何位置;
直徑70mm,高度400mm的試件,垂直放置,在AGV路徑內。
⑷觸發人員檢測裝置(如緩沖器),不會對人員造成傷害。此外,還應滿足:
直徑200mm,長度600mm,該試件的觸發力不得超過750N;
直徑70mm,高度400mm,該試件的觸發力不得超過250N;
⑸當緩沖器被從最大速度和負載下,壓縮到停止位置時的力不得超過400N。
⑹控制系統安全相關部分:人員檢測裝置的安全相關部件應符合ISO 13849-1:2015:Cat.3;
五、緊急停止
目前存在的問題:
①急停裝置安裝位置不合理,從兩端和兩側不易觸及;
②缺少急停按鈕襯托色;
③急停功能不符合標準要求,未采用0類停機,未切斷所有運動部件的危險電源;
④控制系統安全相關部分達不到ISO 13849-1:2015:Cat.3的要求。
安全要求:
⑴急停裝置:
緊急停止裝置的執行器應易于從AGV機器人的兩端和兩側看到,可識別和接近。在AGV在端部承載負載的情況下,可以從另一端接近急停裝置;
急停器件的按鈕應為紅色,周圍襯托色應為黃色;
⑵急停功能:
△應提供符合EN 13850標準的0類(斷電)緊急停止裝置;
△切斷所有運動部件的危險電源;
△能夠通過下列方法之一,中斷正常的最大電流(包括電動機起動電流):
①96V以下(含96V),可使用附錄A Range1中定義的電池連接器;
②高于96V電池連接器不得用于緊急斷開;
③手動隔離器件,至少斷開一極;
④手動操作的控制開關,切斷電源接觸器線圈的電源,同時切斷開關電源電路(例如逆變器或單獨電機的控制器);
⑶控制系統安全相關部分:急停裝置的安全相關部件應符合ISO 13849-1:2015:Cat.3。
六、控制系統安全相關部分
AGV機器人各個安全功能控制系統安全相關部分需要滿足的類別要求請看下圖。
AGV控制系統安全相關部分類別
以上內容為目前國內AGV機器人安全技術標準存在的一些問題,廠家做到以上六項安全要求,用戶可以安心使用AGV機器人 。
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