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如何快速过CE和CR安全认证 - AGV叉车安全篇

2019-09-09 09:17 性质:转载 作者:机器人技术宅 来源: 苏州睿斯博特机器人有限公司
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进入到2019年,随着自动化技术在国内的普及,移动AGV的应用也日益普遍,根据新战略机器人产业研究院《2018年度中国移动机器人(AGV)产业发展年度报告》中数据显示:2018年中国市场新增移动机器人2...

进入到2019年,随着自动化技术在国内的普及,移动AGV的应用也日益普遍,根据新战略机器人产业研究院《2018年度中国移动机器人(AGV)产业发展年度报告》中数据显示:2018年中国市场新增移动机器人29,600台,其中激光导航的AGV叉车销售量约为1,500台,并且未来两年增长有可能突破50%。

相比较于常规的AGC和背负式AGV,AGV叉车在市场上单价较高,利润率也高于一般的AGV产品,并且由于自重较重,所以安全配置要求较高。2018年苏州一家AGV公司就率先基于林德L14车型过了CE认证。之后,多家AGV叉车生产商也开始将自己的主力机型申请过CE认证。

除了欧洲的CE认证,工信部也为了提升“中国质造”,国内也发布了自己的CR认证,目前国内有多家企业在申请CE认证的同时,也在申请CR认证。

总的来说,CR认证的要求和CE认证要求类似,不过由于国内多数企业也是第一次申请认证,所以一般在认证官给出整改清单后,并不一定非常快速的完成整改。笔者基于自己协助国内多家企业完成认证整改的经验,简单整理一下。其实整改如果有的放矢的话,还是可以非常快的完成的,并获得证书的,笔者曾经将协助国内一家AGV公司在两周多的时间内完成了CR认证整改。

安全方案简图

一般来说,目前AGV安全传感器中,德国SICK还是业内Top Gun, 虽然德国劳易测,德国Piz等公司也开始提供一些整体解决方案,但是受制于自身产品线,尚未有德国SICK的全面。为了便于大家理解上面的图,我这边放一个SICK安全系统的视频供参考。

SICK安全产品介绍视频

在SICK的安全PLC产品线中,除了CPU0外,其他三款都支持EFI总线,一般推荐采用的雷达是S30B-3011DA,这款产品是支持EFI总线的,如果安全PLC支持EFI,可以少购买一个IO模块,不仅仅是成本会比较划算,并且接线还是比较方便。为啥用S30B-3011DA,这就涉及到一个安全距离的问题,一般叉车的刹车距离在1-2米左右,安全检测距离在3米的3011DA相对来说就比较容易满足要求。

计算最小距离S 的方法(参见EN ISO 13855)

首先用以下公式来计算S:

S = (K × (TM+ TS)) + ZG+ ZR+ C

在此…

K = 接近速度(1600 mm/s,在EN ISO 13855 中定义)

TM= 机器或设备的冷却运行时间

TS= S300 和后置控制装置的响应时间

ZG= S300 的一般安全附加值= 100 mm

ZR= 用于因反射导致的测量错误的附加值

C = 防止跨越的附加值

此外,EFI总线的接法类似于CAN总线,并且在安全PLC上有两个EFI口,非常方便。一般来说,不推荐单独购买安全PLC和IO模块,成本较高,推荐直接购买SICK的套餐,性价比较高的比如基于CPU2的Flexi soft ACR kit套餐。除此之外,SICK还推出了一些安全产品套件,建议大家在选择安全产品的时候尽量选择套件,性价比较高。

在过认证的时候,我们会遇到速度和转向监控用的MOC模块,SICK在方案推荐的时候,推荐是通过安全接近开关来实现转向监控,但是实际上由于安装限制,很多进口的舵轮没有预留空间来安装两个接近开关,所以,也可以在转向电机上增加一个安全编码器DF60 pro来实现转向监控,这个时候就需要搭配MOC1模块,只是这种方案相对于两个安全接近开关来说,物料成本会高一些。下图就是在转向电机上安装安全编码器实现转向监控。

SICK示意图

在转向监控方面,除了安装安全编码器外,也有一些驱动器是过了安全等级认证的,比如美国柯蒂斯的转向驱动器1222就是。理论上也是可以满足部分安全等级要求的,不过具体要和负责的认证官协商。

柯蒂斯1222转向驱动器安全等级

除了非接触式的安全传感器外,一般还会装接触式的安全传感器,一般采用的是安全触边。除了我们常见的基于导电橡胶条的安全触边,还有基于光电开关的安全触边(倍加福就有该类产品,有兴趣的可以去倍加福官网上看看介绍),但是由于不能有任何弯曲,所以目前在叉车AGV上最常见的还是基于导电橡胶条的安全触边。

由于叉车AGV自重较重,并且有刹车较长,按照CE和CR中安全要求,我们在设计过程中,需要关注250N和400N两个碰撞压力下的行程,以瑞士保策EPE040-105A0J为例。

此外,常规的安全触边便是是NO输出,如果接线断开或者触边失效,是没有办法监测的。安全触边属于接触式安全设备,也是AGV最后一道防线,为了提高安全性,要加个专用的安全监控器,以提高安全性。一般安全触边是和配套的安全监控器一起过的安全认证。符合要求的品牌有日本欧姆龙、瑞士保策等。

由于叉车AGV的工作电流较大(一般在100A以上),一般采用接触器用于切断供电回路,接触器一般选择美国柯蒂斯旗下的Albright,所以在安全CPU的IO和安全触边的安全监控器的输出电流(一般为0.5A)是不足以启动接触器的线圈的,这个时候就需要安装一个安全继电器。安全继电器常用的品牌有SICK、Piz和Pizzato等。如果出于成本控制,但是还是想提高安全性的话,建议考虑价格支持OSSD的安全继电器,也可以满足基本的安全需求,一般安全激光雷达都是支持OSSD输出。一个这样的安全继电器,也就是几百块钱。

SICK AGV safe安全套装

虽然按照要求完成安全传感器的选型,但是建议最好在进行设置的之前使用SISTEMA对安全等级进行评估。一般市场主流的安全传感器也可以在其官网上下载相应的library,链接如下:


最后大家如果在认证整改过程中遇到问题,可以通过eric.song@resbot.cn联系我。

最后附上科尔摩根和BALYO的这两家行业标杆在安全配置介绍方面的视频:

“Safty is not a priority, it's a primary”- BALYO

The first priority in AGV application is safety”- Kollmorgen

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