將工業(yè)4.0與智慧制造結(jié)合，再一起創(chuàng)造出新的商機(jī)，已經(jīng)是全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共同趨勢(shì)，而隨著科技日新月異和產(chǎn)品制造的復(fù)雜性，如何透過智慧化的管理以及相對(duì)應(yīng)的設(shè)備配套方案，讓工廠生產(chǎn)效益最佳化達(dá)成自動(dòng)化工廠，是目前自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新方向，故無人搬運(yùn)系統(tǒng)是其中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。無人搬運(yùn)系統(tǒng)的認(rèn)證，在國(guó)際上有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，例如: SEMI S2/SEMI S17，SEMI的安全標(biāo)準(zhǔn)是參考了ISO、EN、UL、IEC、NFPA等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所訂定出的，主要是針對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備及面板設(shè)備所通用的，設(shè)備涉及到的機(jī)械性質(zhì)/化學(xué)性質(zhì)/電路安全回路設(shè)計(jì)等，在SEMI的安全標(biāo)準(zhǔn)里面都有考量到相關(guān)設(shè)計(jì)要求，PMC可提供SEMI相關(guān)認(rèn)證的服務(wù)，例如：文件審查、整體安全功能評(píng)估、電氣安全功能評(píng)估、LVD 測(cè)試、F47測(cè)試⋯等。無人搬運(yùn)車(AGV)簡(jiǎn)介 AGV導(dǎo)航方式的種類很多，主要包括：電磁感應(yīng)導(dǎo)引、磁帶、磁點(diǎn)導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、雷射導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引及慣性導(dǎo)引等，或復(fù)合使用的導(dǎo)引種類，各導(dǎo)引方式有其優(yōu)劣，選擇時(shí)應(yīng)考量環(huán)境狀態(tài)、行駛路況、工作型態(tài)等類型，避免錯(cuò)誤選擇引發(fā)事故。本文即從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)SEMI S17當(dāng)中來介紹機(jī)械安全之無人搬運(yùn)車設(shè)計(jì)原則，但僅針對(duì)無人搬運(yùn)車的本體進(jìn)行相關(guān)安全設(shè)計(jì)說明。


無人搬運(yùn)車－防碰撞裝置 車輛在行進(jìn)的過程中，如偵測(cè)到人員或障礙物時(shí)應(yīng)先進(jìn)行減速然后再做停止的動(dòng)作，至于是否切斷車輛運(yùn)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源或僅暫停行駛而不斷電，此部分須視當(dāng)時(shí)車輛被觸發(fā)的安全裝置決定的，并非所有安全裝置都是切斷車輛所有的動(dòng)力源。車輛本體的防碰撞安全需求，可參考下列二種方式：此處考量要點(diǎn)在于車輛的作業(yè)屬性及外型不同，主要是在行進(jìn)方向的位置進(jìn)行安裝，行進(jìn)方向是需考量現(xiàn)場(chǎng)制程與作業(yè)。緩沖壓力感測(cè)器因材質(zhì)的柔軟性與彈性的不同，靈敏度不應(yīng)設(shè)計(jì)成一碰觸就會(huì)立即反應(yīng)需有所謂的緩沖區(qū)，此部分可經(jīng)由選擇型式并透過設(shè)計(jì)的條件達(dá)到緩沖范圍安全的需求，但當(dāng)緩沖壓力感測(cè)器因碰撞后導(dǎo)致安全連鎖啟動(dòng)此時(shí)車輛必須立即切斷危害動(dòng)力源，且車輛恢復(fù)運(yùn)行必須由人員進(jìn)行手動(dòng)復(fù)歸，不可于碰撞的壓力釋放后自動(dòng)恢復(fù)行駛狀態(tài)。緩沖壓力感測(cè)器有許多的類型，針對(duì)緩沖壓力感測(cè)器型式范例本文提供了二種類型參考(圖1、圖2)，但裝置的類型不僅局限于此二類型，仍需考量制程與作業(yè)的需求。區(qū)域偵測(cè)器(Area scanner)

因緩沖壓力感測(cè)器所安裝的型式與位置仍存在可能撞傷人員的風(fēng)險(xiǎn)，故須再加裝區(qū)域偵測(cè)器來降低人員撞傷的風(fēng)險(xiǎn)，區(qū)域偵測(cè)器的偵測(cè)范圍至少包到含車體總寬度，若有乘載物、拖拉物等設(shè)計(jì)，則應(yīng)以最大寬度作為偵測(cè)寬度。考量的安裝因素在于車輛撞擊前降速及立即停止運(yùn)行的兩段式檢測(cè)功能，第一段偵測(cè)距離較遠(yuǎn)的用來作為降速功能，在人員或物體進(jìn)入到偵測(cè)范圍時(shí)可讓車輛緩慢的減速，用以避免車輛載物因慣性動(dòng)能導(dǎo)致載物掉落或飛出，第二段偵測(cè)距離較近的功能必須讓車輛進(jìn)行有效停止避免高速停止時(shí)產(chǎn)生傷害，區(qū)域偵測(cè)器安裝高度因每臺(tái)車輛的外觀與制程的不同可做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，建議安裝的高度不高于300mm以避免偵測(cè)的盲區(qū)，其功能應(yīng)符合相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。第一段檢測(cè)距離可考量在1000mm距離或以上探測(cè)到障礙物或有人員活動(dòng)時(shí)，可使車輛降速行駛，所降低的速度須考量為第二段停止時(shí)能避免撞擊。第二段檢測(cè)功能可考量在200～400mm范圍內(nèi)，應(yīng)使車輛至完全停止且并不至發(fā)生撞擊，而如何設(shè)計(jì)第一段與第二段的偵測(cè)范圍距離則應(yīng)考量實(shí)際作業(yè)的狀況作為設(shè)計(jì)的參考條件。當(dāng)區(qū)域偵測(cè)器被觸發(fā)的狀況解除后，車輛可自動(dòng)恢復(fù)正常行駛狀態(tài)，且行駛前應(yīng)先發(fā)出警報(bào)聲響作為警示。針對(duì)區(qū)域偵測(cè)器的偵測(cè)范圍與偵測(cè)分級(jí)范例本文提供了二種類型參考(圖3、圖4)。無人搬運(yùn)車－緊急裝置

在緊急停止裝置(Emergency stop，E-stop)方面，此處考量是針對(duì)車輛本體上的裝置，可參考下列幾點(diǎn)要求：(1)安裝的數(shù)量應(yīng)使用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估決定，此處建議可于車輛的對(duì)角各安裝一顆。(2)除了緊急斷開裝置(EMO)之外，于所有的功能中為最高權(quán)限。(3)必須停止所有運(yùn)動(dòng)部件，停止方式0類停止或1類停止。(4)裝置復(fù)歸后不得使設(shè)備自動(dòng)行駛。(5)須為紅色蘑菇頭黃色背景且須與EMO有區(qū)別，一般可用裝置護(hù)圈的顏色及標(biāo)簽區(qū)分。(6)須標(biāo)示“Emergency stop” or“E-stop”。(7)需設(shè)置于容易按壓的位置，此部分尚需考量外型及操作特性。緊急斷開裝置(Emergency off，EMO)，此處考量是針對(duì)UTV系統(tǒng)的裝置。緊急斷開裝置必須讓系統(tǒng)進(jìn)入安全關(guān)機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)系指特定工作區(qū)域內(nèi)運(yùn)行于該區(qū)域內(nèi)的所有車輛，并非單一車輛的EMO，針對(duì)系統(tǒng)的EMO可參考下列設(shè)計(jì)要求：(1) EMO啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)該中斷設(shè)備的所有危害性電壓與所有超過240 伏特-安培的電力，但此部分是有例外是可以不用切斷電源的。例外情況如下：一、使用24 伏特電壓的電路是可以持續(xù)運(yùn)行。二、安全相關(guān)的元件可以持續(xù)運(yùn)行(例如：偵煙器、氣體/漏水偵測(cè)器、壓力量測(cè)元件等。三、執(zhí)行資料/警報(bào)輸入及錯(cuò)誤回復(fù)功能的電腦系統(tǒng)可以持續(xù)運(yùn)行。(2) EMO安裝適當(dāng)位置則建議如下：靠近UTV系統(tǒng)控制臺(tái)和操作盒、上料區(qū)及工作站、墻上或在UTV系統(tǒng)工作空間內(nèi)、UTV危險(xiǎn)區(qū)域的圍籬。

根據(jù)歐盟電氣安全法規(guī)（EN 60204-1）里的描述，停止的種類可分為三種：0類停止，立即移除設(shè)備的動(dòng)力源而停止；1類停止，將機(jī)器控制停止之后而移除機(jī)器的動(dòng)力源；2類停止，將機(jī)器控制停止之后而維持機(jī)器的動(dòng)力源。而緊急裝置的功能是為了確保人員的安全，必須移除所有可能造成危險(xiǎn)的能量，因此緊急裝置的停止機(jī)器方式，只能是0類停止或是1類停止，至于在設(shè)備上應(yīng)選擇使用0類或是1類停止，則需透過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（ENISO 12100）來決定。0類停止系指立即移除設(shè)備的動(dòng)力源而停止，可藉由以下四種方法：(1)由機(jī)電開關(guān)裝置切斷設(shè)備的動(dòng)力源、(2)分離危害元件與致動(dòng)器之間的機(jī)械機(jī)構(gòu)、(3)阻斷液壓或氣壓類型之機(jī)械致動(dòng)器的流體動(dòng)力供應(yīng)、(4)使用符合國(guó)際法規(guī)IEC 61800-5-2動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全力矩關(guān)閉功能，消除在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生扭矩或力矩所需的動(dòng)力，以達(dá)成0類停止。1類停止則為藉由設(shè)備的電源來停止機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和操作，并在停止之后移除電源。（例如：切斷電源會(huì)有慣性能量產(chǎn)生者，必須利用反向電流煞車，達(dá)到停止目的后再切斷電源。）可透過以下兩種方法達(dá)成1類停止：(1)當(dāng)經(jīng)由機(jī)電開關(guān)停止機(jī)械的運(yùn)動(dòng)時(shí)，減速運(yùn)動(dòng)停止設(shè)備后移除馬達(dá)能源。(2)使用符合國(guó)際法規(guī)IEC 61800-5-2動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)「安全停止1」的功能。無人搬運(yùn)車－有線操作盒 (2)須利用硬體裝置(例如：鑰匙)切換到手持操作盒，使用手持操作盒時(shí)為最高權(quán)限，除了EMO外。(3)有線的手持操作盒必須設(shè)置E-stop。(4)使用有線手持操作盒操作，須在車輛的作業(yè)空間之外，但不允許于視線范圍外進(jìn)行操作。

無人搬運(yùn)車－無線操作盒 (2)無線操作盒電池的電壓不應(yīng)造成危害，且當(dāng)電池異常時(shí)應(yīng)及時(shí)發(fā)出警訊。(3)單個(gè)無線操作盒不能同時(shí)操作多臺(tái)車輛，除了停止功能外。打造人機(jī)協(xié)作之安全作業(yè)環(huán)境。