مستشعرات الليدار والسلامة في مركبات AGV الثقيلة

مركبات AGV تتحرك في المصانع حيث يتواجد العمال في الجوار المباشر. هذه المركبات لا تملك عيونًا ولا بديهة، وأي تصادم مع الإنسان يعني وقوع حادث. لذلك، فإن سلامة مركبات AGV هي خط أساس صارم، وليست خيارًا إضافيًا.

كيف يتم الحفاظ على هذا الخط الأساسي؟ من خلال الدفاع متعدد الطبقات — الحماية من التصادم بالليدار، وحافة الأمان، وزر التوقف الطارئ، وحماية المنطقة. إذا لم تكفِ طبقة واحدة، تُضاف طبقات متعددة.

فيما يلي نوضح كيفية بناء خطوط الدفاع للسلامة في مركبات AGV ضد التصادم والتوقف الطارئ.

الدفاع ثلاثي الطبقات ضد التصادم: الليدار والحافة والموجات فوق الصوتية

تعتمد حماية مركبات AGV من التصادم على ثلاث طبقات دفاعية.

الحماية من التصادم بالليدار: يمسح ليدار مثبت في مقدمة المركبة العوائق، وعند اكتشاف شخص أو جسم أمامه، تقوم المركبة بالتباطؤ ثم التوقف. يصل مدى كشف الليدار عادةً إلى 3 أمتار، وهو خط الدفاع الأول والأبعد مدىً في نظام حماية المركبة من التصادم.

حافة الأمان: هي مستشعرات تلامسية موزعة حول المركبة. عند ملامسة المركبة لشخص أو جسم، يتعرض الحافة للضغط فيتم تفعيلها وتتوقف المركبة فورًا. تمثل هذه الطبقة خط الدفاع الفيزيائي الأخير — توقف فوري عند التلامس.

تجنب العوائق بالموجات فوق الصوتية: يعمل على الكشف عن المسافات القريبة، لسد المناطق العمياء التي لا يغطيها الليدار. فالليدار له زوايا عمياء في المسح، وتأتي الموجات فوق الصوتية لتغطية هذه الفجوات، مما يتيح اكتشاف العوائق حتى على مسافات قريبة جدًا.

عند تراكب طبقات الحماية الثلاث، يصبح نظام تجنب التصادم في مركبة AGV موثوقًا. ويشترط معيار GB/T 28264 — نظام مراقبة وإدارة السلامة لآلات الرفع تسجيل حالة السلامة بشكل موثق.

ويشير المسؤول الفني في كيلود للصناعات الثقيلة إلى: "خط الأساس لسلامة مركبات AGV يعتمد على الدفاع متعدد الطبقات؛ فإذا لم تكفِ طبقة واحدة من تجنب التصادم أو التوقف الطارئ أو حماية المنطقة، نضيف طبقات أخرى. كل زيادة في الاستثمار بالسلامة تعني انخفاضًا في احتمالات الحوادث."

التوقف الطارئ: إيقاف فوري عند الطوارئ

التوقف الطارئ هو الوسيلة الأخيرة لضمان سلامة مركبة AGV.

التوقف الطارئ اليدوي: يتم عبر زر التوقف الطارئ الموجود على المركبة. عندما يدرك الإنسان وجود خطر، يضغط على الزر فتنقطع الطاقة عن المركبة وتتوقف فورًا. يجب ألا يتجاوز زمن استجابة التوقف الطارئ 0.1 ثانية، وألا تزيد المدة من اكتشاف العائق حتى التوقف التام على ثانيتين. ويجب أن يكون زر التوقف الطارئ بارزًا وسهل الوصول إليه، ليتمكن الإنسان من الضغط عليه في اللحظة الأولى عند الطوارئ.

التوقف الطارئ التلقائي: يقوم نظام الأمان في المركبة باكتشاف الخطر وتفعيل التوقف الطارئ تلقائيًا. فعندما يكتشف الليدار عائقًا أو يتم تفعيل حافة الأمان، تتوقف المركبة ذاتيًا.

يجب توفير كل من التوقف الطارئ اليدوي والتلقائي لضمان إيقاف فوري في الحالات الطارئة. وتقوم كيلود للصناعات الثقيلة بتزويد مركبات AGV بنظامي توقف طارئ — يدوي وتلقائي — كضمانة مزدوجة.

حماية المنطقة والتعايش بين الإنسان والروبوت: الحفاظ على مسافة الأمان

تشمل سلامة مركبات AGV أيضًا إدارة المناطق المحيطة والتعايش الآمن مع البشر.

حماية المنطقة: تهدف إلى عزل منطقة الخطر التي تعمل فيها المركبة عن مناطق نشاط العمال. يتم عزل مسار تشغيل المركبة باستخدام الحاجز الواقي والستارة الضوئية، بحيث لا يمكن للأشخاص الدخول إليه بشكل عشوائي، مما يقلل من فرص التلامس بين الإنسان والمركبة.

التعايش بين الإنسان والروبوت: يتعلق بالسلامة عندما يعمل الإنسان والمركبة في نفس المنطقة. يجب أن يتمكن الإنسان من تجنب المركبة بأمان عند اقترابها، كما يجب أن تكون المركبة قادرة على اكتشاف وجود الإنسان والتباطؤ أو التوقف.

عند تصميم حلول السلامة لمركبات AGV، تبدأ كيلود للصناعات الثقيلة بحماية المنطقة لعزل منطقة الخطر، ثم تضيف إجراءات السلامة الخاصة بالتعايش بين الإنسان والروبوت. ويشترط معيار مواصفة تصميم الرافعات FEM 1.001 متطلبات محددة لسلامة التشغيل.

مستوى الأمان: فئة الخواص والتكرار

يجب تصميم نظام الأمان في مركبات AGV وفقًا لمستوى الأمان المطلوب.

فئة الخواص: هي مستوى الأمان الذي يمكن للنظام تحقيقه، ويُرمز لها بالرمز PL. كلما ارتفع مستوى الأمان في أنظمة تجنب التصادم والتوقف الطارئ، زادت الموثوقية.

التكرار: يعني تطبيق مبدأ التكرار على وظائف السلامة الحرجة. فبالنسبة لوظائف مثل التوقف الطارئ وتجنب التصادم، يتم اعتماد التكرار ثنائي القناة؛ بحيث إذا فشلت إحدى القناتين، تستمر القناة الأخرى في العمل.

تحدد كيلود للصناعات الثقيلة مستوى الأمان بناءً على مخاطر تشغيل المركبة، وتطبق مبدأ التكرار على وظائف السلامة الحرجة لضمان موثوقية خطوط الدفاع.

الأخطاء الأكثر شيوعًا في أنظمة السلامة

الخطأ الأول: الاعتماد على تجنب التصادم فقط دون نظام توقف طارئ. إذا فشل نظام تجنب التصادم في المركبة، فلن يكون هناك نظام احتياطي لوقفها، ولن تتوقف إلا بعد وقوع التصادم. يجب توفير النظامين معًا.

الخطأ الثاني: صعوبة الوصول إلى زر التوقف الطارئ. إذا كان الزر في موضع غير مناسب أو غير واضح العلامات، فلن يتمكن العامل من الوصول إليه في اللحظة الحرجة. يجب أن يكون الزر بارزًا وسهل الوصول.

الخطأ الثالث: إهمال حماية المنطقة. عندما تعمل المركبات والأشخاص في نفس المساحة دون عزل، مع الاعتماد فقط على نظام تجنب التصادم الذاتي للمركبة، يكون مستوى الخطر مرتفعًا. تبدأ كيلود للصناعات الثقيلة دائمًا بعزل المناطق للحد من التلامس بين الإنسان والمركبة.

مقارنة عناصر السلامة في مركبات AGV

مرجع سريع لبنود معايير السلامة للمركبات الموجهة آليًا (AGV)

الأسئلة الشائعة حول سلامة مركبات AGV

ترتبط سلامة مركبات AGV ارتباطًا وثيقًا بمنع تصادم الرافعات العلوية، ويمكن الاطلاع على حلول الحماية المقارنة في مقال "منع تصادم الرافعات العلوية لعدة آلات على نفس المسار: الليدار + التعشيق المتبادل عبر PLC + مفتاح حد المنطقة — عناصر لا غنى عنها".

كل اقتراب يجب أن يكون ضمن حدود آمنة. تستخدم كيلود للصناعات الثقيلة الليدار وحافة الأمان ومفتاح الإيقاف الطارئ وحماية المنطقة لتشكيل دفاع متعدد الطبقات، لضمان تحرك مركبات AGV بأمان داخل المصانع — لا تصطدم بالأفراد وتحافظ على حدود السلامة دائمًا.