速度と分離監視（SSM）は、人が接近する際にロボットの速度を低下させ、必要な分離が破られる前に保護停止を開始する協調型ロボットの安全機能です。境界はロボット周囲の一般的な半径ではなく、全体の用途に依存します。
防御可能な設計は、人間のアプローチ、感知と論理遅延、ロボットの反応と停止動作、侵入および測定の不確実性を組み合わせています。その後、セルの最悪の信頼できる速度、方向、ペイロード、工具の延長、環境条件の下で入力を検証します。
このガイドは教育的なものであり、適用される標準文書、地域法、または資格のある機械安全評価に代わるものではありません。協 働ロボット安全ガイド や 機能安全ガイドと組み合わせてください。
SSMをアプリケーション安全機能として定義します
SSMは、特定のロボット用途向けに検出、安全関連ロジック、ロボットの速度制御、保護停止を調整します。協働型アームだけでは、工具やワークピース、レイアウト、プログラムされた動きが安全になるわけではありません。
危険、運転モード、立ち入り可能性のある人、予見可能な誤用、各状態で求められる安全機能を記録します。生産最適化は安全性の主張とは分けておきましょう。
すべての人間とロボットの接近経路をマッピングする
ショートカット、リーチオーバーおよびリーチアラウンドルート、床レベルのアクセス、メンテナンス位置、そして安全管理された空間内からの侵入を追跡できます。ロボットのエンベロープ内に、すべての可動リンク、エンドエフェクター、ケーブル、ワークピース、排出または懸吊負荷を含めます。
基部と人間の距離だけでなく、変化する人間や機械の幾何学の最も近い点を使いましょう。備品、工具、レイアウト、プログラムされた経路が変わったら再評価しましょう。
| 距離成分 | 証拠 | 不良状態 | レビュートリガー |
|---|---|---|---|
| 人間のアプローチ | 申告された適用価値 | 最速関連経路 | アクセスの変更 |
| 検出と論理 | 測定されたセーフティチェーン時間 | 閉塞または負荷 | センサーまたはロジックの変更 |
| ロボット反応 | コントローラトレース | 最悪の速度と方向 | ソフトウェア変更 |
| ロボットの停止 | 測定された動き | ペイロードとツールの延長 | ブレーキまたは工具交換 |
| 不確実性 | センサーおよび侵入許容度 | 公差スタック | キャリブレーションの変更 |
応答時間を考慮する
物理的検知状態から検知、通信、安全ロジック、駆動反応、停止動作完了まで測定します。ネットワーク遅延や推論遅延だけでは重要な部分が省略されます。
最悪の信頼性があり検証済みの反応、例えばジッターや故障行動を用いてください。各値はハードウェア、ファームウェア、設定、タイムスタンプされたテスト、環境条件に紐づけます。
悪条件下での停止測定
停止時間や距離は、速度、方向、姿勢、積載量、重心、工具、伸縮、ブレーキ状態、制御設定によって変動します。メーカー情報は入力であり、実際のセルが異なる場合の申請検証の代替ではありません。
最も長い関連する停止経路を探す行列を検証し、変動を捉えるために十分な試行を繰り返します。測定方法と受け入れルールは安全ファイルと共に維持してください。
侵入と位置の不確実性を加える
保護具は検出ゾーンの形状、解像度、許容範囲、そして検出前の侵入の可能性を備えています。ロボットや人間の位置推定にも、キャリブレーション、追跡、同期誤差があります。
該当する設計手法に従って、許容度を保守的に組み合わせてください。安全距離から平均定位精度を差し引いたり、証拠なしに独立した誤差を仮定したりしないでください。
閉塞とトラッキング損失を安全情報の喪失として扱う
人が閉塞状態になると、システムは分離が増加したことを認識しません。検出漏れ、信頼度の低下、経路の遅延、視野の遮断、センサーの不一致に対するセーフステートを定義します。
試し服、携帯物、まぶしさ、埃、照明、混雑、そしてロボット自体が遮蔽物として扱われました。一般視覚モデルの検出品質は、必ずしも安全評価の保護機能とは限りません。
安全状態としての速度ゾーンの設計
複数の速度ゾーンは生産性を向上させることができますが、各状態には独自の監視条件、最高速度、必要な分離、遷移ロジック、停止挙動があります。ノイズの多い距離推定が急激な速度切り替えを起こさないようにヒステリシスを加えます。
各遷移後に実際にコマンドされた速度と達成速度を確認してください。遅いモードを表示する表示は、すべての関連するロボットの動きが制限されている証拠ではありません。
制御停止、リセット、再起動
境界越えが速度低下、保護停止、または他の検証済み状態を引き起こすのかを定義します。停止後は、有効なセンサー、十分な間隔、障害のクリア、そしてセル内の人を驚かせない許可された再始動条件を求めます。
隠れたまま、リセット中に再侵入する、ブラインドゾーン内に立つこと、通信を回復するテストをする。ステートマシンは古びたクリアランスによる自動加速を防止しなければなりません。
適用範囲内で最新の基準を使用する
公式ISOカタログでは、 ISO 13855:2024 が人間の接近に関する指定された安全策の位置測定および寸法付けのための最新発行版として掲載されています。また、産業用ロボット用途やセルの ISO 10218-2:2025 も掲載しています。
カタログには ISO/TS 15066:2016 と ISO 13849-1:2023 が掲載されています。この要約に頼るのではなく、有能な安全専門家と共に適用される版、移行規則、管轄権およびType-C要件を決定してください。
計算用語を安全性の証拠と結びつける
分離計算の各項について、センサーチャネル、論理ブロック、ドライブ応答、測定記録、不確か度源、検証試験を特定します。構成制御は、変更されたパラメータやコンポーネントを安全レビューに表示させるべきです。
計算を安全関連の制御システム設計および検証の証拠と結びつけてください。追跡可能な入力や故障の挙動がないスプレッドシートの結果は不完全です。
最悪のクロージングシナリオを検証する
人間の逆方向接近とロボットの動きを同じ境界に向かって再現し、斜めのルート、最大伸び、ペイロード、ウォーム機器、検知遅延などが含まれます。運動ゾーンの移行、保護停止、閉塞、再開を繰り返し行います。
実際の最小分離と停止完了を測定し、承認された受け入れルールと比較してください。失敗した試験とそれをもたらした条件を記録しましょう。
| テスト層 | 注入状態 | 予想される反応 | 証拠 |
|---|---|---|---|
| 検出 | 閉塞または古臭いトラック | 安全な状態 | タイムスタンプ付きトレース |
| 論理 | 遅延またはチャネル故障 | 保護反応 | 安全記録 |
| 運動 | 最悪のペイロードと方向 | 停止境界内 | 位置トレース |
| 移行 | 急速ゾーンクロッシング | 危険なオーバーシュートはありません | スピードトレース |
| 再開 | 人物は中に残った | 予期せぬ動きはありません | ステートマシンレコード |
細胞変化を超えてSSMを維持する
ロボット、工具、ワークピース、ペイロード、プログラム、速度、レイアウト、センサー、ファームウェア、ブレーキ、床のマーキング、アクセスルートの変更後に再計算と再検証を行います。正式な試験間の停止傾向と校正を監視します。
レビューの最後に以下のチェックをしてください。
- 実際の人間のルートと移動する完全な外層をマッピングします。
- 安全連鎖応答時間全体を測定してください。
- 不利な停止や不確実性の条件をテストします。
- 閉塞とトラッキングロスは故障として扱いましょう。
- 該当する安全手順のもとで停止、リセット、再始動を確認してください。
よくある質問
SSMの保護距離は常に固定されているのでしょうか？
いいえ。それは動作状態、閉鎖動作、応答時間、停止動作、幾何学的形状、不確実性に依存します。
ロボットメーカーの停止時間だけを使ってもいいですか？
メーカーデータを入力として使用しつつ、セル全体の負荷、工具、姿勢、構成を検証してください。
一般的なカメラマン検出器がSSMセンサーとして機能することは可能でしょうか？
デフォルトではありません。保護機能には、適切な安全関連の性能、故障挙動、検証済みのカバレッジが必要です。
人が離れるとロボットが自動的に加速することは可能でしょうか？
十分な分離、有効なセンシング、準拠したリセットまたは再起動動作を持つ検証済みのステートマシンを通じてのみ可能です。
一度のコミッション試験で十分でしょうか？
いいえ。関連する変更後、該当する安全計画に従って再検証と定期的な点検が必要です。
測定分離および保護停止境界
SSMは用途固有の保護機能です。最新の基準と有能な安全工学を用いて、実際のロボットセル内での検知、全停止動作、不確実性、故障、再起動を検証します。