ZHCT611 August 2021 IWR6843
Jitin George
在向工業(yè) 4.0 自動(dòng)化轉(zhuǎn)變的過程中，工廠車間的機(jī)器人數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，其中包括工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人（自動(dòng)導(dǎo)引車和自主移動(dòng)機(jī)器人）。由于這些機(jī)器人經(jīng)常與人類并肩工作，因此它們必須具備先進(jìn)的傳感能力和功能安全特性，以識(shí)別潛在碰撞，從而盡可能降低人身傷害和財(cái)產(chǎn)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
工業(yè)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于制造業(yè)，來執(zhí)行裝配和焊接等重復(fù)性任務(wù)。它們可以輕松處理重達(dá) 1,000kg 的有效載荷，并以每秒超過 10 米的速度運(yùn)行，與人類相比，效率更高且制造能力更強(qiáng)。工業(yè)機(jī)器人通常在籠子或圍欄內(nèi)運(yùn)行以保護(hù)人類，當(dāng)人類進(jìn)入籠子或圍欄時(shí)，傳感器會(huì)使機(jī)器人安全停止。
雖然安全籠是保護(hù)人類免受工業(yè)機(jī)器人傷害的傳統(tǒng)方法，但這種做法也有缺點(diǎn)。首先，籠子會(huì)占用大量空間，限制了制造商在工廠車間添加更多機(jī)器人的能力。其次，每次有人進(jìn)入安全籠時(shí)，機(jī)器人都會(huì)停止運(yùn)行，這導(dǎo)致周期時(shí)間增加。對(duì)于工業(yè)機(jī)器人而言，周期時(shí)間是指機(jī)器人完成一次操作所需的時(shí)間；周期時(shí)間還取決于機(jī)器人末端執(zhí)行器的最高運(yùn)行速度。優(yōu)化周期時(shí)間可提高工作效率。
確定合適的傳感器解決方案
一家工業(yè)公司最近聯(lián)系 TI，希望在其工廠升級(jí)過程中采用虛擬安全防護(hù)解決方案。為了在不影響人員安全的前提下盡可能縮短工業(yè)機(jī)器人的周期時(shí)間，他們希望在有人員出現(xiàn)時(shí)將機(jī)器人的運(yùn)行速度降低到安全范圍內(nèi)，而不是讓機(jī)器人完全停止。
為了在同一空間內(nèi)安裝更多工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)化周期時(shí)間以提高生產(chǎn)效率的總體目標(biāo)，該公司希望淘汰老式的安全籠，代之以虛擬安全防護(hù)裝置。這種非接觸式傳感器解決方案可在每個(gè)機(jī)械臂周圍創(chuàng)建警告和危險(xiǎn)區(qū)域，以檢測(cè)是否有人，從而確保工人安全。圖 1 展示了當(dāng)前布局和所需的布局。
這種非接觸式傳感器解決方案必須實(shí)現(xiàn)功能安全，才能幫助更大程度降低與可能導(dǎo)致人身傷害、環(huán)境污染或財(cái)產(chǎn)損失的潛在危險(xiǎn)故障相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。TI 設(shè)計(jì)的毫米波雷達(dá)傳感器可幫助解決此類難題。從功能安全的角度來看，TI 在開發(fā) IWR6843 等毫米波器件之前，已進(jìn)行了大量的硬件和軟件開發(fā)工作，并獲得了 Technischer überwachungsverein (TüV) SüD 的器件認(rèn)證。如圖 2 所示，IWR6843 傳感器還內(nèi)置多種功能安全機(jī)制，這些機(jī)制提供國(guó)際電工委員會(huì) 61508 所要求的必要診斷覆蓋范圍，可在元件級(jí)別滿足高達(dá)安全完整性等級(jí) (SIL) 2 的隨機(jī)硬件功能。
TI 基于毫米波的安全防護(hù)裝置不受工廠車間的碎屑、煙霧和照明條件等環(huán)境因素的影響。與符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)的激光雷達(dá)相比，它們的成本更低，外形尺寸更小。出于這些原因，客戶希望使用 IWR6843 傳感器來解決其設(shè)計(jì)難題。然而，他們并不是雷達(dá)或安全專家，因此需要在基于雷達(dá)的開發(fā)和最終產(chǎn)品的功能安全認(rèn)證過程方面獲得額外的指導(dǎo)。由于缺乏雷達(dá)和功能安全方面的專業(yè)知識(shí)，加之時(shí)間緊迫，他們需要尋找基于功能安全傳感器的第三方即用型解決方案。
查找合適的即用型雷達(dá)傳感解決方案
下載工業(yè)毫米波雷達(dá)傳感器第三方搜索工具后，該項(xiàng)目的首席工程師在即用型類別中找到了 Inxpect 基于 IWR6843 的 SBV-01 安全雷達(dá)傳感器。SBV-01 非常適合，因?yàn)樵搨鞲衅髦С殖鋈霗z測(cè)，可防止重新啟動(dòng)，并具有動(dòng)態(tài) 3D 覆蓋范圍。由于 Inxpect 的 SBV-01 模塊已通過 SIL 2 認(rèn)證流程，因此該模塊開箱即用，終端客戶可以輕松集成該模塊，并顯著加快實(shí)現(xiàn) SIL 認(rèn)證系統(tǒng)的速度。通常情況下需要很長(zhǎng)時(shí)間才能獲得安全認(rèn)證 – 許多時(shí)候需要一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。Inxpect 提供既滿足技術(shù)要求又符合 SIL 2 認(rèn)證的即用型解決方案，能夠減少開發(fā)工作量，規(guī)避認(rèn)證時(shí)間過長(zhǎng)的問題并滿足緊迫的進(jìn)度要求。
要了解 TI 毫米波如何助力您的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用，請(qǐng)查看工業(yè)毫米波雷達(dá)傳感器第三方搜索工具。您可以在其中探索不同的產(chǎn)品類別，按相關(guān)參數(shù)進(jìn)行排序，并直接聯(lián)系第三方以尋求幫助。
其他資源：
- 觀看我們的 TI 毫米波區(qū)域掃描儀演示視頻。
- 觀看使用 TI 毫米波的工業(yè)機(jī)器人虛擬安全防護(hù)演示。
- 使用我們的 Resource Explorer 開始評(píng)估安全防護(hù)裝置。