一文读懂AGV 安全系统是如何工作的?

AGV的主要优点之一是它们不会破坏人员或基础设施。事实确实如此,AGV比传统的手动车辆如传统叉车更安全。

为了使AGV系统安全,AGV必须遵守一些安全规则或安全标准。为了符合这些安全标准,AGV必须包括一些安全传感器和设备,以避免或预防风险。

什么是AGV安全标准?

美国AGV安全标准由ANSI B56.5 - 2012《无人驾驶、自动导向工业车辆安全标准》和载人工业车辆自动化功能标准确定。

欧洲AGV安全标准是EN1525: 1997“工业卡车的安全-无人驾驶卡车及其系统”两者均订明与自动驾驶车辆的设计、操作及保养有关的安全规定,下面是一些关键元素:

车辆安全及紧急控制及装置

车辆安全和应急控制装置是指自动和快速停止推进、停止移动部件和制动的装置。agv应该包括覆盖最大移动宽度和/或长度方向的传感器,以防止负载和任何障碍物之间的接触。

停车距离

制动系统与对象检测系统和安全控制系统的响应时间将导致车辆停止之前,影响车辆之间的结构和其他安装设备,包括其预期负载,障碍物被提前感觉到移动车辆的主要发展方向。

制导系统

偏离预定路径的旅行应要求紧急停车。

AGV的安全系统

自动导引车的安全要素可分为主动安全要素和被动安全要素两大类

主要的AGV主动安全装置有:

AGV安全激光扫描仪或AGV避碰系统

用于停止AGV的接触缓冲器

紧急停车按钮

安全PLC

而最重要的被动安全装置是:

警告灯

音响警告/报警信号

AGV车辆上的标志

AGV安全激光扫描仪或AGV避碰系统-主动AGV安全系统

如果作为主要的传感装置,这种非接触传感装置(s)应当在其操作和安装,自动防故障装置,当感应到人或对象在车辆的路径距离不少于传感领域的前沿方向主要运动将导致车辆安全停止之前接触车辆结构和人或对象。

目前,“安全激光器”是AGV安全系统的王者。市场上有几种牌子的安全激光器,但它们的工作原理都差不多。

用于AGV工业的安全激光器至少有两个安全领域。

第一个是“警告场”,当激光探测到该场中有障碍物时,AGV减速。

第二个,也是最重要的一个,是“安全区域”或“保护区域”,如果激光在这个场中探测到某些元素,AGV就会停止。这是唯一有助于AGV安全认证的领域。

警告字段和安全字段都定义了“安全区”。

安全区域的设计必须根据许多因素,如周围的面积,车速,有效载荷,楼层条件。AGV所经过的每一个路径点都必须有自己的安全区域,以确保车辆停车的时间和距离将避免任何与障碍物的接触。

停止一架载重1000公斤的AGV以2米/秒速度飞行所需的时间(和距离)与停止载重200公斤的AGV以1米/秒速度飞行所需的时间(和距离)是完全不同的。这两种情况下涉及的惯性是完全不同的。

当然,在第一种情况下,你将需要一个较长的安全检测领域,以便让AGV在接触障碍物之前及时停止。AGV将在障碍物被移出“安全”区域约三秒后继续自动运行。它自动重新武装。

停车距离还应考虑其他因素,如地面粗糙度、坡度、滑面等。

AGV将在行驶过程中不断改变其安全地图。安全区域的布置必须在安装阶段结束时由熟练的技术人员完成。安全区域由激光制造商提供的软件/工具直接设计在激光组件中。安全系统管理必须独立于AGV管理系统。

正如所指出的,安全地图也必须适应周围环境。在某些情况下,必须修改安全地图,因为路径中有一些元素不能删除,应该“忽略”,以允许AGV继续行驶。当然,在这种情况下,AGV的速度和操纵必须按照安全标准进行相应的编程。

假设您有一个AGC,一个自动引导小车,它必须从小车下面通过,才能与一个销钉挂钩连接。在这种情况下,AGC必须使安全区域适应一个非常狭窄和小,否则安全区域将“看到”推车车轮,并将其识别为一个障碍,阻止AGV。虽然安全区域很小,但AGV速度必须很低。一旦AGV与小车啮合,并且安全区域脱离小车(因此没有“看到”车轮),AGV就可以加速,因此必须扩大安全区域。

AGV如何在路径的每个点上调整安全地图?

安全激光可以存储一定数量的地图,有激光扫描仪允许有4张地图和其他32张或更多的安全扫描仪。

AGV管理系统能够向AGV表明必须使用哪些安全地图。这个信息可以通过坐标来提供,主要是在lgv和agv中,在free navigation (slam或lider, ecc)的引导下,例如在坐标X=5/Y=23中使用map 2。

磁性、导线、光学制导AGV使用位于地面的标签或应答器来指示AGV使用什么地图。例如,在trasponder 5634中使用map 4。

如果你想了解更多关于AGV可用的不同导航系统的信息,请查看本文:AGV导航系统的类型自动导航车辆

主要的AGV安全激光供应商

主要自动导引车安全激光制造商有:

SICK

日本基恩士

HOKUYO

欧姆龙

用于停止AGV -主动AGV安全系统的接触缓冲器

AGV不需要被360°安全激光覆盖以避免碰撞。安全激光器用于覆盖agv达到相关速度时的运行方向。如果AGV跑得很快,它必须在碰到任何东西之前停下来。

安全扫描仪不便宜(每台2500美元左右),其集成在AGV系统中可以提高价格,由于精确的编程,集成在安全PLC等。许多agv在没有激光覆盖的部分或边缘安装了安全缓冲器。缓冲器的尺寸取决于施加在障碍物上的力。原理很简单,如果AGV碰到了人,它一定不会受伤。

ANSI B56.5规定:“如果用作物体感应装置,保险杠在操作和安装时应是安全的,并且不得施加与地面平行且与保险杠方向相反的大于134 N的力。”保险杠的启动应在保险杠的可折叠范围内(即,在车辆结构接触前)”。

避免受伤的唯一方法是低速触摸。由于这个原因,保险杠位于AGV区域,可能会接触到一些东西在非常低的速度。en1525和ANSI B56.5均表明速度低于0,3 m/s (18 m/min),不需要避碰系统(因此不需要激光),但必须具有明显的声光报警信号。

紧急停止按钮-主动AGV安全系统,每个AGV上都有紧急停止按钮。

紧急停止按钮的数量和位置由AGV的形状和尺寸决定。

紧急按钮必须是可见的,可区分的,容易达到从任何一方的AGV。无论发生什么情况,操作员必须能够访问位于AGV上的紧急按钮。

当紧急按钮被激活时,AGV进入紧急停止状态,所有运动将停止,直到停止按钮重新武装。

AGV安全PLC或继电器

上述所有安全元件必须由安全plc或继电器管理,安全plc或继电器管理所有设备并确保安全分类。其主要功能是保证车辆随时停车。

警示灯-无源AGV安全系统

AGV用于设置警示灯,当AGV接近转弯时,转弯灯指示AGV将要转弯,并提醒AGV所在区域的人员在引导路径上向左或向右分支。

AGV安装其他类型的光信号,以指示几种AGV状态,由安全扫描仪停止,AGV运行,AGV问题,ecc。agv必须在任何方向都可见。

声音警告/报警信号-无源AGV安全系统

在车辆运行过程中使用不同的音调、歌曲或旋律,包括确认音和报警音。AGV在正常运行时发出不同的音调,以指示几种AGV状态。当警报处于活动状态时,警报音就会响起。

在启动车辆移动或从休眠或非活动状态远程重新激活之前,应启动一个警告装置(打开或关闭车辆),使其可听、可看或组合使用,以指示处于自动控制下的车辆即将启动。警示灯,如闪光灯或闪光,应随时可见。车辆在所有车辆行驶过程中,应提供声音、视觉或其组合的警告指示

标志-被动AGV安全系统

AGV必须有标示危险区域的标志和符号。所有车辆标志应符合当地法规,并应经久耐用。

完整的AGV系统安全性

在此之前,我已经给出了一些关于AGV车辆本身安全系统的细节。但是,整个AGV项目的安全性如何呢?

在安装AGV系统时,AGV供应商应该遵循一些“规则”。在任何情况下,在某些情况下是不可能完成所有的安全规格,所以每一个AGV项目应该有一个“剩余风险评估”在供应商和用户之间达成一致。

以下是主要规则:

障碍物与车辆(包括负载)之间的最小间隙应保持0.5米(19.7英寸)。所有其他净空减少的区域应被视为危险区或限制区,并以标识、条纹、灯光或其他标识清楚地标示。

在设计、安装和启动阶段,用户和系统供应商应指定危险区和/或限制区域,然后用户应负责使这些区域用条纹、灯或其他标识清楚地标识。应避免与其他标记和标志混淆。

净空高度小于0.5米至2.1米的区域可能对人员构成危险。车辆进入该区域前,应降低车速,并发出声响警告。如果行人有逃生路线,则最高行驶速度应限制在0.3米/秒,车辆路径应视为危险区。

如果行人没有逃生通道,则该车辆路径应视为禁区。用户和系统供应商应就这种情况商定适当的保护措施。如果能够安装紧急停车装置,则应将其安装在驾驶员能够到达的600毫米范围内的车辆上。如无法到达紧急停车装置(如倒行存放货物的叉车),应对使用人员进行可验证的培训。

END.

注:文章为作者独立观点,不代表Soo56立场

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