Print

Bezpečně ruku v ruce

-- 14.03.17

Cesta ke spolupráci člověka s robotem.

Oddělené pracovní prostory bez přímé interakce mezi člověkem a strojem – to jsou principy, které se používaly v aplikacích s roboty po více než 50 let. Až dosud se lidé domnívali, že sdílení pracovních nebo obytných prostorů lidmi a roboty je něco z říše sci-fi. Nicméně nová generace robotů, bezpečných senzorů a řídicích systémů spolu s novou technickou specifikací ISO/ TS 15066 nabízejí schůdné cesty vedoucí k bezpečné spolupráci.

Současný vývoj v oblasti použití robotů se vyznačuje snahou umožnit člověku a stroji pracovat společně tak těsně, jak je to jen možné. Místo toho, aby člověk a stroj spolupracovali pomocí definovaných statických předávacích míst, budou oba partneři do budoucna spolupracovat ve sdíleném pracovním prostoru společně, a to takovým způsobem, že budou moci využívat svých silných stránek.

Pro tento úkol je připraven nový typ průmyslových robotů, který je označován jako coboti (z anglického cobots). Cobot je kombinace slov „kolaborace“ a „robot“. Lehké roboty, které se zde používají, umějí pohybovat zátěží typicky kolem 10 kg a mají senzorické a hmatové schopnosti. Jako servisní roboty jsou určeny k tomu, aby „podaly pomocnou ruku“ člověku při fyzicky náročných nebo monotónních činnostech. Tradičním použitím jsou pick&place aplikace, manipulační operace mezi různými výrobními kroky nebo aplikace follow-the-line, kde musí robot přesně dodržovat určenou dráhu (např. sledovat obrys nebo nanášet lepidlo).

Při kolaboraci člověka s robotem (Human-Robot Collaboration – HRC) jako takové se pracovní prostory lidí a robotů překrývají prostorově i časově. Na rozdíl od klasické spolupráce sdílejí při kolaboraci lidé s roboty jeden pracovní prostor. Kombinují se přednosti a výhody stroje, jako je spolehlivost, vytrvalost a opakovaná přesnost, se silnými lidskými stránkami, k nimž patří zručnost, flexibilita a schopnost rozhodovat se. Nejnápadnější rozdíl mezi klasickou, uzavřenou robotickou aplikací a kolaborací člověka s robotem je, že možnost kolizí mezi stroji a lidmi je reálně možná. Tyto kolize ale nesmějí vést k žádným zraněním, což ale vytváří další dodatečné nároky v oblasti bezpečnosti.

Pouze „aplikace“ může být bezpečná

Navzdory existenci nových cobotů platí následující: Roboty nemohou jako takové samy zajistit bezpečnost. Neexistují žádné bezpečné roboty, jsou jen bezpečné aplikace s roboty. Bezpečnost vyplývá z kombinace normativních mezních podmínek, analýzy rizik z nich plynoucí, z výběru robotu s adekvátními bezpečnostními funkcemi, z odpovídajících dodatečných bezpečnostních prvků a ve finále z validace. To znamená, že norma ISO/TS 15066 „Roboty a robotická zařízení – Kolaborativní průmyslové roboty“, která byla publikována na jaře loňského roku, hraje klíčovou roli. Tato technická specifikace umožňuje implementovat bezpečnou kolaboraci člověka s robotem, přičemž následuje příslušné ověření (validaci).

V ISO/TS 15066 jsou popsány čtyři typy kolaborace jako zásady ochrany.

  • Bezpečné řízené monitorované zastavení
  • Ruční navádění
  • Monitorování rychlosti a vzdálenosti
  • Omezení výkonu a síly

Při implementaci bezpečné kolaborace člověka s robotem (HRC) mohou systémoví integrátoři vybrat pro její aplikaci jeden z těchto typů kolaborace nebo jejich kombinaci. Tato technická specifikace je navíc první standard, který poskytuje podrobné informace o prahu bolesti na různých částech těla (v příloze A). Tyto hodnoty tvoří základ pro implementaci aplikace metodou omezení výkonu a síly. V praxi bylo zjištěno, že HRC lze často dosáhnout kombinací metod monitorování rychlosti a vzdálenosti a omezení výkonu a síly dle ISO/TS 15066. Příloha technické specifikace ISO/TS 15066 popisuje model těla. Poskytuje informace o přípustných mezních hodnotách kolize pro každou část těla (např. pro hlavu, ruce, paže nebo nohy). V případě, že aplikace zůstává v rozmezí těchto limitních hodnot, je při střetu člověka s robotem v souladu se standardy. Tyto prahové hodnoty se v praxi používají k ověření bezpečnosti HRC aplikací. Pilz vyvinul měřicí zařízení pro měření sil a rychlostí kolizí. Zařízení je vybaveno pružinami a příslušnými čidly a může přesně zaznamenat síly, které vznikají při srážce s robotem, vyhodnocovat je pomocí softwaru a porovnat je s hodnotami uvedenými v ISO/TS 15066.

Pilz jakožto člen mezinárodního normalizačního orgánu aktivně spolupracuje s výrobci robotů, integrátory a oznámenými subjekty, např. s německými asociacemi pro pojištění odpovědnosti zaměstnavatelů, i s dalšími automatizačními společnostmi při definování tohoto průkopnického standardu pro HRC v průmyslovém prostředí.

Posledním krokem je označení CE

Výrobci robotických aplikací musejí podle zákona rovněž provádět proces ověření shody a označení CE. Označení CE potvrzuje, že robotická aplikace splňuje všechny nezbytné požadavky na bezpečnost a ochranu zdraví. Výzvou v základním posouzení rizik pro robotické aplikace je, že hranice mezi pracovními prostory člověka a stroje přestaly existovat. Stejně jako nebezpečí, které představuje robot, je třeba vzít v úvahu i pohyby člověka. Ale ne vždy jsou vypočitatelné, pokud jde o rychlost, reflexy nebo náhlý příchod jiné osoby.

V procesu dále následuje návrh koncepce bezpečnosti a kroky bezpečnostního designu, včetně výběru komponentů. Tyto jsou obvykle kombinací inteligentních senzorů, které jsou vzájemně propojeny, a zejména řídicího systému, jenž umožňuje vytvořit nezbytný dynamický pracovní proces. Vybraná bezpečnostní opatření jsou následně zdokumentována v reportu posouzení rizik a realizována v kroku systémové integrace. Poté následuje validace, kdy jsou předchozí kroky opět zkontrolovány.

Definitivně bezpečného robotu nebo definitivně bezpečné senzorické technologie v praxi pokrývající všechny možné bezpečnostní scénáře dosud nebylo dosaženo. Nároky na bezpečnost technologie vždy závisejí na konkrétní aplikaci. Bezpečné robotické buňky lze realizovat pouze v celkovém kontextu robotu, nástroje a obrobku a jakékoli další techniky, jako jsou např. dopravníky. To v praxi znamená, že každá aplikace vyžaduje zvláštní posouzení bezpečnosti.

Implementace HRC v průmyslovém prostředí budou určitě přibývat, nicméně jejich růst bude silně závislý na inovacích v oblasti senzorové techniky a robotiky. V praxi bude každá aplikace vyžadovat vlastní samostatné posouzení bezpečnosti. Automatizační inženýři společně s výrobci robotů, integrátory a oznámenými subjekty budou schopni vize robota kolegy realizovat krok za krokem, aplikaci za aplikací.

Pilz jako dodavatel řešení poskytuje odpovídající služby, produkty a systémy pro bezpečné robotické aplikace. Společnost podporuje uživatele portfoliem služeb přizpůsobených jednotlivým fázím životního cyklu robotického systému, od analýzy procesů přes posuzování rizik až k finálnímu označení CE. Spektrum služeb doplňují specifická školení v oblasti bezpečnosti robotů.

tel.: 222 13 53 53
info@pilz.cz 
www.pilz.cz 

Autor: Petr Škraňka, Pilz Czech s. r. o.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Moderní technologie pro potravinářský průmysl IV
2017-09-20 - 2017-09-20
Místo: Kongresové centrum Praha
Moderní technologie pro farmaceutický průmysl IV
2017-09-21 - 2017-09-21
Místo: Kongresové centrum Praha
MSV 2017 - Mezinárodní strojírenský veletrh
2017-10-09 - 2017-10-13
Místo: Výstaviště Brno
DeburringEXPO
2017-10-10 - 2017-10-12
Místo: Exhibition Centre Karlsruhe, Rheinstetten, Germany
Údržba 2017
2017-10-11 - 2017-10-12
Místo: Konferenční centrum Akademie věd ČR – zámek Liblice

Katalog

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

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 737 489 292

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2017 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