做到這六項安全要求，再也不用擔心AGV出問題了

電商和泛倉儲行業仍在增長，物流機器人領域的融資紀錄不斷在刷新，未來新的風口即將到來。

目前, 大概有一百多家倉儲機器人生產企業，水平參差不齊。規範的行業標準是倉儲機器人行業健康發展的重要一環。

針對時下熱點，我們梳理了當下最值得關注的倉儲機器人的六大安全問題。

首先，我們來說說何為倉儲機器人？

當我們討論倉儲機器人時，被提及最多的是AGV。AGV指的是自動導引車(Automated guided vehicle），是倉儲機器人系統AGVS（Automated guided vehicle systems）的一個組成部分。

倉儲機器人系統AGVS包括基礎設施，數據傳輸設備，用於定位和確定位置的設備，導引控制系統和若干台自動導引車AGV等設備，是一種基於地面的物料處理系統，其主要任務是物料運輸，而非人員。

倉儲機器人根據是否由操作者控制，分為操作者控制和自動控制兩大類。

操作者控制又可分為操作者直接控制和操作者遙控；自動控制可分為預定路徑和未預定路徑兩種。

我們目前討論的主要是預定路徑的AGV，它是一種由基於地面的物料搬運裝置，由非接觸式導引系統自動控制和導引。

主要由安全裝置（急停按紐、激光雷達、安全PLC、安全速度模塊），控制裝置、負載搬運裝置、驅動裝置，電池和電機等組成。

圖片說明：AGV外觀介紹

控制方面，包括功能控制（如指令解析、無線通信、導航數據處理、圖像處理等）、動力控制（如電源、充電控制等）、安全控制（如障礙物檢測、速度和轉向控制等）。

圖片說明：AGV內部構成

那麼在歐洲，對AGV安全要求是什麼樣的呢？

AGV適用的指令主要有：機械指令、電磁兼容、無線指令。如果用於防爆場合，還應符合防爆指令。

AGV適用的歐洲標準主要有EN 1175-1和EN 1525，其安全要求可分為機械、電氣和控制三部分。

• 機械安全要求，包括負載搬運裝置設計要求，穩定性要求，機械制動安全要求等；

• 電氣安全要求，包括充電系統，如電池、電池連接器、充電樁，電機，接觸器，導線，電氣保護，試驗等。

• 控制安全要求，包括安全裝置要求（如緊急停止、警告裝置、人員檢測裝置等），控制安全要求（如充電控制、搬運控制、轉向控制、速度控制、行駛控制等），以及低電壓，參數錯誤，機殼故障等。

那我們再看國內AGV存在怎樣的問題。

TÜV萊茵在為國內AGV進行產品認證過程中發現，不少企業由於對法規的認識不足，所設計的產品沒有滿足歐洲的安全要求，從而無法成功出口海外。

這些問題主要發生在以下這六大安全要求中。

1.機械制動系統

☞安全要求：

a) AGV應安裝機械制動系統。

b) 功能要求：第一採用斷電制動；第二是電源中斷、故障時工作；第三是小車失去速度或轉向時工作；

c) 制動要求：

• 制動裝置要保證AGV及其允許的最大負載，能夠保持在製造商規定的工作坡度上，即不溜車。

• 考慮到負載、速度、摩擦、坡度和磨損的情況，制動系統在激光雷達的檢測範圍能夠停止AGV。

• 當車輛處於手動模式時，制動器應符合ISO6292的要求。

☞存在問題：

國內的AGV普遍沒有機械制動系統，多數採用電子剎車，個別甚至沒有制動系統，更談不上滿足動作要求和制動要求了！

2.穩定性

☞安全要求：

a) 負載搬運裝置:

• 應設計成在任何操作模式下，包括緊急停止和裝卸，負載不能從製造商確定的位置移動。

• 如果提升高度超過1,8米，應通過試驗驗證；

• 如果提升高度不超過1.8米，可以通過計算驗證。

b) 穩定性要求：在所有操作位置，在負載搬運和行駛過程（包括緊急停止）中，應確保AGV的穩定性。

c) 控制系統安全相關部分：如果用於負載搬運，速度控制和轉向控制的控制系統故障，可能導致穩定性喪失，這些控制系統的安全相關部分應符合ISO 13849-1:2015: Cat.2。

☞存在問題：

目前，大部分搬運裝置主要是依靠摩擦力來保持貨架與AGV的相對位置關係，緊急情況下，一旦拍下急停按鈕，貨架很有可能會傾倒或者失穩。

大部分AGV上，未安裝安全PLC或安全繼電器，未考慮控制系統安全相關部分的性能等級要求，更談不上符合了。

3.充電系統

☞安全要求：

a) 充電連接:

• 應能防止意外觸及AGV和充電樁上充電連接；

• 自動充電系統，應設計為：①只有AGV連接到充電系統時，才能啟動充電連接；②當車輛從充電系統離開時，應關閉充電連接；③充電系統安全部分，應符合ISO13849-1:2015: Cat.1。

• 鉛酸和鹼性（鎳鎘或鎳鐵）型電池，應符合EN1175-1 5.1的要求。

• 對於其他類型的電池，需要滿足相應標準要求

c）電池連接器：應符合EN 1175-1附錄A的相關要求

☞存在問題：

a) 多數AGV充電連接器的設計，未考慮EN 1175-1附錄A的相關要求，設計較簡單，存在意外觸電的風險。

b）多數AGV的電池是定製的，但定製時並未考慮相應安全標準，未通過相應安全認證，存在重大安全隱患。

c) 自動充電系統，不能有效判斷來充電的是不是AGV，是哪個規格的AGV，充電連接的安全邏輯，有待梳理。

d) 充電系統安全部分，不能符合ISO 13849-1:2015: Cat.1。

4.人員檢測裝置

a) 每個行駛方向上，應至少能檢測AGV或貨物的整個寬度;

b) 它們應產生一個信號，在AGV的剛性部件/貨物與人接觸之前，使AGV能夠被制動系統停止。

c) 他們應儘可能靠近地面檢測人員，至少可以檢測以下試件：

• 直徑200mm，長度600mm，與AGV路徑與卡車的路徑成直角，且位於行駛路徑上任何位置。

• 直徑70毫米，高度400毫米的試件，垂直放置，在AGV路徑內。

d) 觸發人員檢測裝置（如緩衝器），應不會對人員造成傷害。此外，還應滿足:

• 直徑200mm，長度600mm：該試件的觸發力不得超過750 N；

• 直徑70毫米，高度400毫米：該試件的觸發力不得超過250 N；當緩衝器被從最大速度和負載下，壓縮到停止位置時的力不得超過400N。

e) 控制系統安全相關部分：人員檢測裝置的安全相關部件應符合ISO 13849-1:2015: Cat.3;

☞存在問題：

• 存在檢測盲區，不能覆蓋AGV或貨架的整個寬度；

• AGV和貨物可能與人發生接觸，甚至擠壓或撞擊；

• 控制系統安全相關部分達不到ISO13849-1:2015: Cat.3的要求；

5.緊急停止

☞安全要求：

a) 急停裝置：

• 緊急停止裝置的執行器應易於從AGV的兩端和兩側看到，可識別和接近。在AGV在端部承載負載的情況下，僅需要從另一端接近急停裝置；

• 急停器件的按鈕應為紅色，周圍襯托色應為黃色；

b) 急停功能：

• 應提供符合EN 13850標準的0類（斷電）緊急停止裝置；

• 切斷所有運動部件的危險電源；

• 它應該能夠通過下列方法之一，中斷正常的最大電流（包括電動機起動電流）：①96V以下（含96V），可使用附錄A Range1中定義的電池連接器；高於96V電池連接器不得用於緊急斷開；②手動隔離器件，至少斷開一極；③手動操作的控制開關，切斷電源接觸器線圈的電源；同時切斷開關電源電路（例如逆變器或單獨電機的控制器）。

c) 控制系統安全相關部分：急停裝置的安全相關部件應符合ISO 13849-1:2015: Cat.3;

☞存在問題：

• 急停裝置安裝位置不合理，從兩端和兩側不易觸及

• 缺少急停按鈕襯托色

• 急停功能不符合標準要求，未採用0類停機，未切斷所有運動部件的危險電源

• 控制系統安全相關部分達不到ISO13849-1:2015: Cat.3的要求；

6.控制系統安全相關部分

表1 控制系統安全相關部分類別

表1 列出了各個安全功能控制系統安全相關部分需要滿足的類別要求，如急停裝置應符合ISO 13849-1:2015: Cat.3的要求。

目前，國內AGV上存在的最大問題是，未考慮控制系統安全相關部分相應的安全要求，將普通控制功能和安全控制功能混為一談，遠遠達不到標準要求。

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作者簡介

楊學志，德國萊茵TÜV大中華區商用與工業產品服務高級項目工程師 | 從事數控設備、金屬加工機械、印刷包裝機械、工業機器人、焊接工作站，AGV 等領域的安全檢測認證工作，並主導了多個AGV 項目。