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聰明的開發(fā)人員利用內(nèi)置處理器支持安全關(guān)鍵型應(yīng)用

1856881 2022-11-28 | pdf | 333.42KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

軟件在控制車輛和設(shè)備方面繼續(xù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，軟件錯(cuò)誤的不可避免性威脅著軟件控制機(jī)器與人類交互的應(yīng)用程序的安全操作。例如，在協(xié)作機(jī)器人技術(shù)中，機(jī)器人和人類近距離工作，軟件錯(cuò)誤會(huì)直接導(dǎo)致對(duì)人類的身體傷害。軟件在控制車輛和設(shè)備方面繼續(xù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，軟件錯(cuò)誤的不可避免性威脅著軟件控制機(jī)器與人類交互的應(yīng)用程序的安全操作。例如，在協(xié)作機(jī)器人技術(shù)中，機(jī)器人和人類近距離工作，軟件錯(cuò)誤會(huì)直接導(dǎo)致對(duì)人類的身體傷害。對(duì)于這些應(yīng)用程序和其他機(jī)器操作中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)錯(cuò)誤可能危及人類的應(yīng)用程序，設(shè)計(jì)人員需要在基礎(chǔ)層面上將安全控制構(gòu)建到他們的系統(tǒng)中。巧妙使用微控制器 (MCU) 和數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 中已內(nèi)置的硬件功能有助于減輕硬件或軟件錯(cuò)誤的影響。對(duì)于這些應(yīng)用程序和其他機(jī)器操作中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)錯(cuò)誤可能危及人類的應(yīng)用程序，設(shè)計(jì)人員需要在基礎(chǔ)層面上將安全控制構(gòu)建到他們的系統(tǒng)中。巧妙使用微控制器 (MCU) 和數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 中已內(nèi)置的硬件功能有助于減輕硬件或軟件錯(cuò)誤的影響。自動(dòng)化和手工勞動(dòng)在廣泛的產(chǎn)品成本和功能范圍內(nèi)繼續(xù)相互補(bǔ)充。雖然自動(dòng)化可以有效地交付大批量、低成本的產(chǎn)品，但手動(dòng)裝配對(duì)于高成本、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)最為有效。協(xié)作機(jī)器人提供了一種混合方法，旨在融合每種方法的優(yōu)勢(shì)（圖 1）。自動(dòng)化和手工勞動(dòng)在廣泛的產(chǎn)品成本和功能范圍內(nèi)繼續(xù)相互補(bǔ)充。雖然自動(dòng)化可以有效地交付大批量、低成本的產(chǎn)品，但手動(dòng)裝配對(duì)于高成本、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)最為有效。協(xié)作機(jī)器人提供了一種混合方法，旨在融合每種方法的優(yōu)勢(shì)（圖 1）。圖 1：協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)提供了一種混合方法，融合了手動(dòng)生產(chǎn)和自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。（來(lái)源：ABB/歐洲機(jī)器人論壇）圖 1：協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)提供了一種混合方法，融合了手動(dòng)生產(chǎn)和自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。（來(lái)源：ABB/歐洲機(jī)器人論壇）協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)旨在與特定工作區(qū)域內(nèi)的人直接合作。這種混合方法結(jié)合了機(jī)器人寶貴的力量和耐力與人類解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，這種方法給人類工作者帶來(lái)了重大風(fēng)險(xiǎn)。協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)旨在與特定工作區(qū)域內(nèi)的人直接合作。這種混合方法結(jié)合了機(jī)器人寶貴的力量和耐力與人類解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，這種方法給人類工作者帶來(lái)了重大風(fēng)險(xiǎn)。機(jī)器人系統(tǒng)可以以極大的加速度擺動(dòng)機(jī)械臂，并以強(qiáng)大的力量抓取物體。放置在工作單元中的典型機(jī)器人在與人類工人協(xié)作時(shí)被限制在明確定義的操作窗口內(nèi)移動(dòng)，但在維護(hù)人員照料系統(tǒng)時(shí)在更大的限制范圍內(nèi)移動(dòng)（圖 2）。很少允許機(jī)器人系統(tǒng)在有人在場(chǎng)的情況下穿過(guò)其完整的最大包絡(luò)線。機(jī)器人系統(tǒng)可以以極大的加速度擺動(dòng)機(jī)械臂，并以強(qiáng)大的力量抓取物體。放置在工作單元中的典型機(jī)器人在與人類工人協(xié)作時(shí)被限制在明確定義的操作窗口內(nèi)移動(dòng)，但在維護(hù)人員照料系統(tǒng)時(shí)在更大的限制范圍內(nèi)移動(dòng)（圖 2）。很少允許機(jī)器人系統(tǒng)在有人在場(chǎng)的情況下穿過(guò)其完整的最大包絡(luò)線。圖 2：工業(yè)機(jī)器人需要深入嵌入的安全機(jī)制，以確保在與正常生產(chǎn)和維護(hù)相關(guān)的特定區(qū)域內(nèi)安全運(yùn)行。（來(lái)源：美國(guó)勞工部職業(yè)安全與健康管理局）圖 2：工業(yè)機(jī)器人需要深入嵌入的安全機(jī)制，以確保在與正常生產(chǎn)和維護(hù)相關(guān)的特定區(qū)域內(nèi)安全運(yùn)行。（來(lái)源：美國(guó)勞工部職業(yè)安全與健康管理局）傳統(tǒng)的機(jī)器人裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)有物理限制或圍欄隔離的工作區(qū)域，以保護(hù)附近的人員（圖 3）。當(dāng)與一個(gè)或多個(gè)人近距離工作時(shí)，協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)在工作單元中幾乎沒(méi)有設(shè)計(jì)物理保護(hù)。相反，這些系統(tǒng)依賴于內(nèi)置機(jī)制來(lái)確保安全運(yùn)行。在這樣的系統(tǒng)中，由軟件錯(cuò)誤或硬件故障引起的系統(tǒng)級(jí)錯(cuò)誤很容易讓可移動(dòng)的機(jī)械臂加速進(jìn)入人體或進(jìn)行一些物理運(yùn)動(dòng)，這可能會(huì)給協(xié)作中的人類帶來(lái)直接風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的機(jī)器人裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)有物理限制或圍欄隔離的工作區(qū)域，以保護(hù)附近的人員（圖 3）。當(dāng)與一個(gè)或多個(gè)人近距離工作時(shí)，協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)在工作單元中幾乎沒(méi)有設(shè)計(jì)物理保護(hù)。相反，這些系統(tǒng)依賴于內(nèi)置機(jī)制來(lái)確保安全運(yùn)行。在這樣的系統(tǒng)中，由軟件錯(cuò)誤或硬件故障引起的系統(tǒng)級(jí)錯(cuò)誤很容易讓可移動(dòng)的機(jī)械臂加速進(jìn)入人體或進(jìn)行一些物理運(yùn)動(dòng)，這可能會(huì)給協(xié)作中的人類帶來(lái)直接風(fēng)險(xiǎn)。