Print

Bezpečnost robotických pracovišť

-- 01.07.2020

Kombinací technologického rozvoje a nedostatku pracovních sil zažívá robotizace v posledních letech rozmach. Díky novým senzorům a funkcím mohou roboti realizovat stále složitější úlohy a díky tomu, že se průmyslu daří, si mohou koncoví uživatelé dovolit tyto technologie financovat. Vzhledem k tomu, že člověka není možné zatím úplně vyloučit z výrobního procesu, hraje důležitou roli také ochrana bezpečnosti a zdraví osob při práci. A to se týká nejen konvenčních robotických pracovišť, ale i kolaborativních robotů, neboť každé robotické pracoviště uváděné do provozu musí projít procesem pro zajištění shody s platnou Evropskou legislativou.

Konvenční robotická pracoviště jsou bezpečná

Co se týká konvenčních robotických pracovišť, je zde otázka bezpečnosti poněkud jednodušší než u kolaborativních robotů. Z hlediska bezpečnosti obsluhy při provozu jde v podstatě o to, aby bylo zajištěno, že obsluha nedosáhne na nebezpečné pohyby strojního zařízení a z druhé strany se musí zajistit, aby robot neohrozil obsluhu, pokud se obsluha nachází vně zabezpečeného prostoru. K zajištění obou podmínek se dají využít buď mechanické zábrany, nebo vhodná volba elektronických bezpečnostních prvků. V posledních letech se také hojně využívají bezpečnostní nadstavby kontrolérů robotů, které umí na bezpečnostní úrovni zajistit, že robot neopustí vymezený pracovní prostor, a že se nepohybuje vyšší rychlostí, než je stanoveno výrobcem strojního zařízení. Vstup osoby do pracovního prostoru robota je vždy
detekován a veškeré nebezpečné pohyby uvnitř zabezpečeného prostoru jsou zastaveny.

Zabezpečit kolaborativní roboty není snadné

Pokud se podíváme na kolaborativní robotiku, je tam situace
mnohem složitější, přestože někteří prodejci kolaborativních
robotů prezentují tuto problematiku opačně. Celou tuto situaci
nevhodně doplňují výroky, že kolaborativní robot je bezpečný
a certifikovaný a integrátor tak nemusí přijímat žádná bezpečnostní
opatření.

Předně je nutno si přiznat, že 95 % aplikací není vhodných pro kolaborativní roboty. Důvodem je zejména fakt, že ve většině aplikací je nutné založit kus, ten nějakým způsobem co nejrychleji opracovat bez interakce obsluhy a poslat ho dále do procesu. Už z definice v EN ISO 10218-2, že „pracovní prostor spolupráce je prostor, kde robot a člověk provádějí úkoly současně během výrobního provozu‘‘ je patrné, že podmínka kolaborace není vůbec splněna. Dalším faktem je, že i aplikace s kolaborativním robotem musí projít posouzením rizik a v případě, že jsou nějaká rizika nalezena, musí dojít k jejich odstranění nebo přiměřenému snížení. Pokud je požadavek aplikace, aby se robot za přítomnosti obsluhy pohyboval, není odpověď na splnění tohoto požadavku zase tak jednoduchá. Předně je nutné vyloučit z prostoru spolupráce ostré a špičaté předměty, které mohou způsobit pořezání, propíchnutí atd. Následně síly a tlaky v případných kontaktních místech musí být takové, aby nedošlo k úrazu obsluhy.

Vodítkem k maximálním hodnotám těchto veličin je technická specifikace ISO TS 15066, která maximální hodnoty sil a tlaků pro různé části lidského těla definuje. Splnění těchto parametrů ověřujeme měřením speciálním přístrojem k tomu určeným. Výsledek pak převedeme do grafické podoby srozumitelné pro zákazníka. V minulosti jsme se setkali s požadavky kolaborativně brousit, svařovat, manipulovat tabule plechu, vrtat apod. Vzhledem k výše uvedenému je jasné, že takové aplikace nemají v kolaborativní robotice místo.

Specifika práce člověka s robotem

Z praxe vyplývá, že velikost síly a tím i tlaku je závislá na rychlosti robota. Všechny vyráběné systémy robotů totiž fungují tak, že začínají brzdit po dosažení určité hodnoty působící síly a vlivem setrvačnosti hmoty ramene robota dojde k překmitu hodnoty této veličiny. Z toho plyne, že pokud nemá systém robotu veliké kontaktní plochy z dostatečně deformovatelného materiálu, musí se robot v aplikaci pohybovat značně pomalu.

U aplikací, na kterých se podílíme, není výjimkou, že se robot pohybuje rychlostí pouze 25-50 mm/s. Takové pracoviště by mnoho dílů za den nevyrobilo. Z toho důvodu navrhujeme pracoviště osazená různými bezpečnostními prvky  monitorujícími přítomnost člověka v pracovním prostoru robota, případně jejich vzájemnou vzdálenost. Pokud se v pracovním prostoru robota nikdo nenachází, může se robot pohybovat plnou rychlostí a tím zajišťuje maximální produktivitu. Jakmile dojde k narušení zabezpečeného prostoru obsluhou, přepne se robot do kolaborativního režimu a vykonává pohyby sníženou rychlostí a silou, nebo se dle výsledku našeho posouzení rizik i zastaví.

Určení velikosti ochranných polí a podporu při volbě vhodných bezpečnostních prvků zajišťují naši technici vybavení kalibrovanými měřicími přístroji. Ti mohou změřit doběhové časy všech nebezpečných pohybů a vypracovat protokol o naměřené bezpečné vzdálenosti pro uvažovaný nebo již nainstalovaný ochranný prvek. Na kvalitu a provádění protokolů dohlíží v rámci naší akreditace Český institut pro akreditaci.

Nutno podotknout, že naměřené údaje o reakčních dobách robotů lze využít i v aplikacích kolaborativních robotů, kde je aplikována metoda bezpečnostně monitorovaného zastavení anebo monitorování rychlosti a odstupu. Z toho plyne, že můžete postavit kolaborativní pracoviště i s konvenčním průmyslovým robotem, který však bude od výrobce vybaven bezpečnostní nadstavbou zmíněnou v úvodu článku. V takové aplikaci monitorujeme polohu obsluhy. Pokud se začne přibližovat k pohybujícímu se robotu, dojde k redukci jeho rychlosti a v další fázi i k jeho úplnému zastavení.

Tímto způsobem jsme schopni navrhnout kolaborativní pracoviště dle požadavků ISO TS 15066, které je zároveň vysoce produktivní a moderně pojaté bez ochranných plotů, dveří a krytů. S dalším vývojem kontrolérů robotů i našich senzorů předpokládáme další zvyšování technické úrovně navrhovaných systémů a tím i rychlejší výrobní časy, kratší reakční doby, předvídání chování robotů i obsluhy v rámci dané aplikace při zachování maximální bezpečnosti pro obsluhu.

Přípravu robotického pracoviště plánujte s odborníky

Pokud budete uvažovat o stavbě robotického pracoviště, je důležité si všechny základní otázky týkající se bezpečnosti zodpovědět už v rané fázi projektu, a to nejlépe v době, kdy je k dispozici zadání aplikace a základní koncept uspořádání jednotlivých částí pracoviště, buňky nebo výrobní linky. V tu dobu je ideální hledat řešení a opatření, která umožní postavit cenově efektivní, produktivní a zároveň bezpečnou aplikaci.

Kolaborativní roboty určitě mají svoje místo v průmyslu a jejich poměr se bude v budoucnu zvyšovat, je ale nutné přistupovat k jejich integraci zodpovědně a brát v úvahu veškerá rizika s nimi spojená. Pokud není možné rizika efektivně eliminovat, vždy je lepší se vydat osvědčenou cestou konvenčního řešení. Jedině bezpečná řešení si získají širokou důvěru průmyslové veřejnosti a budou mít z dlouhodobého hlediska potenciál pro růst.

Autor: Zdeněk Bečka, SICK spol. s r. o., převzato z Bulletinu Národního centra Průmyslu


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Konference kvality 2020
2020-10-22 - 2020-10-22
Místo: Praha
Bezpečnost v průmyslu
2020-11-04 - 2020-11-04
Místo: Brno
EX prostředí 2020
2020-11-05 - 2020-11-05
Místo: Brno
Fórum údržby 2020
2020-12-01 - 2020-12-01
Místo: Praha

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Vyskočilova 1561/4a
14000 Praha 4
tel. +420739552216

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2020 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI