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38a03ae57b6bc87f9997a8f477021b53 機器人已遍及我們的周遭,無論是工業用機器人、家用機器人或甚至是無人空拍機都屬廣義的機器人,但目前關於機器人的安規認證卻並不普及,執安全標準驗證牛耳的 UL 就藉由這次的「發現安全」專題講座,讓大家知道機器人安全認證的必要性與重要性!

UL 能源暨電力科技部事業發展經理陳立閩擔任本次講座的主講者。

▲UL 能源暨電力科技部事業發展經理陳立閩與 ABB 自動化與驅動控制事業部工業機器人產業主管賀良偉博士聯袂為大家解惑。

UL 公司簡介

1894 年成立,透過科學實驗與測試驗證為產品安全把關的 UL(Underwriters Laboratories)不僅是美國第一家產品安全檢測組織,也是全球少數有能力發展安全標準的驗證機構。截至目前,UL 已經發展超過 1,507 項安全標準,每年評估超過 20,268 多種類的產品,是全球公認最具公信力的產品安全測試與認證機構之一。

台灣 UL 的發展與沿革

台灣 UL 則成立於 1988 年,透過 1989 年成立的首座海外授權實驗室也奠定了 UL 在台發展的基礎。目前台灣 UL 發展歷逾 25 年,是 UL 亞太地區的測試實驗室中樞,此外也有全球唯一的海外研發單位,研發人數佔 UL 全球研發人數的 1/3,主力研發新產品類別的安全科學,並為新興產業提供先進的安規趨勢建言。

▲ABB 雙臂機器人 YuMi 展示機器人安全的必要性,並示範 UL 四項安規檢測。

深入我們生活的機器人

我們所處的時代已漸漸進入工業 4.0,不論是科技與生活都有大幅度的進步,其中又以物聯網和機器人堪稱目前最夯的科技,無人車、機械手臂、家用機器人...然而,即使這些機器人如此深入我們的生活,但我們對它的安全觀念卻非常不足。

機器人一開始的應用主要是在工業層面,產線與製造生產用的機器人種類相當繁多,而近年則以多軸單臂/雙臂機械手臂為大宗。在工廠裡,以往這些機器人只能在規劃的圍籬內運作生產,但現在機器人與人們的距離越來越近,無非是因為有更多更安全的機器人推出所致。然而目前關於機器人的安全觀念仍相當缺乏,在支持工業安全、促進機器人與人類關係的背後,就需要更進一步的標準化安全認證。

機器人需要認證的原因

以技術面而言,機器人並不僅限於具有「人」的外觀者,而是應該廣義的定為機械化、經人為設計,有固定編程模式的機械或是機具,例如維持產線運作的機器等。在去年,台灣共發生了 5,993 件職場機械意外,除了墜落、跌倒等,還有與機械人相關的被夾、被捲,或是機器人直接或間接造成的感電、爆炸、火災、與高溫物體接觸等。其中被夾被捲共有 1,571 起意外,更是職場機械意外中比例最大者。

毫無疑問,每一次職場機械相關意外都會造成不小的傷害,不論是對於僱主或是勞工皆然,而且每一次意外更會破壞人類與機器人的緊密關係,因此,機器人的安規認證就顯得益發重要。除了工業應用之外,家用機器人、掃地機器人也屬機器人範疇,甚至無人機、空拍機也是。近年空拍機所造成的意外很多,諸如撞 101 大樓、迫近松山機場航道,這些都已經危及到我們的生活安全,而從這些事故也不難看出機器人法規與安規上的缺乏。

為何機器人遲遲無法取得認證?

在實務面上,機器人要取得認證並不太容易,除了零組件、軟體配合,成品的測試之外,最重要的更在於軟體設計,然而許多廠商認為,軟體部分屬於產品機密範疇並不公開,而且軟體必須是完整不能被篡改的,否則透過軟體設計可以輕易變更機器人的用途,影響原本的安全設定。基於以上種種原因,因此造成安全認證的推行困難。另一方面,如何定義安全使用範圍也是一大課題。

如何去看產品是否有進行安全功能性評估呢?一是看軟體評估,二是看可靠性評估。以定義安全使用範圍的例子來說,機器人在受到多大的推力時會停止?實際在運作上,也要去一一驗證軟體是否有誤,測試能否正常運作不會發生問題。又以無人空拍機為例,一般的機器是發生事故、訊好中斷後斷電,但無人機則不能設計成發生事故斷電,這些例子都可以說明軟體的重要性。

UL 所公佈的四大測試

在專題講座中,UL 公佈了他們主要的四項測試標準,包含:溫度、漏電、電磁輻射與撞擊測試,每一項都有它的標準。溫度是首要第一項,許多機械都會發熱,以 50 度為界,高於此溫度會造成燙傷。其次是漏電,漏電可能造成電路損害、電擊危險,甚至還有可能電線走火造成火災意外,許多機械的表殼都有帶電,但漏電程度不可超過 42.4V,否則就有意外風險。第三是電磁輻射,分為高低頻兩種,低頻需大於 883 毫高斯,高頻需小於 100μW/cm^2,否則會造成神經細胞與精神方面的損害。最後是撞擊測試,超過 10kg 以上的機械碰撞容易造成骨折。

使用熱像儀與測溫槍做溫度測試,不可高於攝氏 50 度。

▲漏電測試,電壓不可高於 42.4V

電磁輻射測試,低頻需大於 883 毫高斯,高頻需小於 100μW/cm^2

▲撞擊測試,不可超過 10kg,且須具備撞擊停止功能。

除了這四項測試,UL 也會對安全防護功能進行評估,評估項目分為保護性時效與速度監控兩類,可確保 15 年的年限內使用這項設備是相當安全的:

  • 保護性停止:大於 200 年
  • 速度監控:大於 15 年

總結

UL 不遺餘力在推展安規驗證,無非是希望未能能有更好的人機協作環境,並且讓機器人能夠更貼近人類的生活,在未來的的安規認證方面,UL 也有完善的功能性安全認證標誌與升級版認證標誌,無論是對於廠商、企業端或是消費者來說,這些保障都有助於我們的安全,對公司來說更可以 UL 認證來獲得較有利的保險額度,堪稱為工業 4.0 時代不可缺少的重要一環。


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