CoboSafe-Scan 胶片(基于富士胶片 Prescale 技术)是专门用于验证协作机器人“准静态接触”(即挤压风险)的关键耗材。
它的作用不是测“力(N)”,而是测“压强(N/cm²)”。因为在人机协作中,即使机器人推力不大,如果接触面积太小(比如被尖锐的夹具边缘挤压),压强过大也会导致人体组织坏死。
以下是 CoboSafe-Scan 胶片的标准使用流程,分为准备、测试、扫描、分析四个步骤:
1. 准备阶段:选对“量程”
CoboSafe-Scan 胶片通常分为不同的压力量程(类似万用表的档位),你需要根据预期的压力选择合适的一款:
- 4L (超低压)
:2.5 ~ 10 MPa(适用于极轻的接触,较少用于重负载机器人)。 - LL (低压)
:10 ~ 50 MPa(常用于手部、头部等敏感部位测试)。 - L (中压)
:50 ~ 130 MPa(最常用,适用于大多数协作场景)。 - 注意
:如果你不确定压力范围,建议先预估,或者咨询设备供应商。选错量程会导致显色不明显或过饱和。
2. 布置与测试:模拟“挤压”
这是核心环节,目的是记录机器人夹住人或压住人时的压强分布。
- 裁剪胶片
:根据测试区域的大小,裁剪合适尺寸的胶片(通常由A膜和C膜叠合而成)。 - 放置位置
: -
将胶片放置在**机器人末端执行器(夹爪/工具)与人体模拟块(或刚性障碍物)**之间。 - 关键点
:胶片必须平整,不能有褶皱,且要覆盖所有可能的接触点。 - 执行挤压
: -
控制机器人以协作速度缓慢移动,接触胶片。 -
继续施加压力,直到达到预设的力值限制(例如 ISO 标准规定的准静态力限值)。 - 保持压力
:保持该状态约 1~3秒(具体参考胶片说明书),让胶片充分显色。 - 取出胶片
:小心取出胶片,此时胶片上会出现红色的色斑。 - 原理
:胶片内的微胶囊在受压破裂,释放显色剂。压力越大,红色越深。
3. 扫描与数字化:读取数据
肉眼看颜色深浅是不准确的,必须使用专用设备进行数字化。
- 使用专用扫描仪
:将显色后的胶片放入 CoboSafe-Scan 专用扫描仪(或兼容的 Prescale 扫描仪)。 - 注意:普通的办公扫描仪可能无法准确解析压力数据,因为需要特定的校准曲线。
- 导入软件
:扫描图像会自动传输到 CoboSafe-Vision 软件中。
4. 软件分析:判定是否合格
软件会自动处理图像,生成可视化的数据报告。
- 生成压力云图
:软件会将红色深浅转化为2D或3D压力分布图。 -
绿色/蓝色区域 = 低压区。 -
红色/紫色区域 = 高压区(危险区)。 - 计算关键指标
: - 最大压强 (Max Pressure)
:接触面上压强最大的点的数值(单位 N/cm² 或 MPa)。 - 接触面积 (Contact Area)
:实际发生接触的总面积。 - 平均压强 (Average Pressure)
。 - 自动判定 (Pass/Fail)
: -
软件会将实测的最大压强与 ISO/TS 15066 中对应人体部位(如手掌、胸部)的阈值进行比对。 - 失效判定
:如果 实测最大压强 > 标准限值(例如手掌 > 140 N/cm²),系统会判定失效。这意味着即使力没超标,但因为接触面积太小(如被边缘割压),依然会造成伤害。
💡 避坑指南
- 避免剪切力
:在放置胶片时,尽量保证受力方向垂直于胶片表面。过大的剪切力(摩擦力)可能会导致显色异常,影响读数。 - 环境温度
:胶片对温度敏感,尽量在室温(20°C左右)下使用和存储,高温会导致显色偏深(读数虚高)。 - 一次性使用
:胶片是一次性耗材,显色后无法复原。
通过这套流程,你就能得到一份具有法律效力的压强分布报告,证明你的机器人在挤压场景下是安全的。

