Underkapitel 3.9
Robot sikkerhed
Vi har opsummeret de mest vitale oplysninger om sikkerhedskoncepter til din robotapplikation nedenfor. Lær hvordan man forhindrer adgang til farer, begrænser robotbevægelse og sikrer sikker menneske-robot interaktion. Opdag betydningen af sikkerhedshegn, avancerede detektionssystemer og vigtigheden af at planlægge samarbejdsarbejdsområder.
Standarder og essentielle regler for robotsikkerhed
Roboter er utrolig alsidige og tilbyder økonomiske automatiseringsløsninger. Men de kan også være ret farlige
Store, højhastighedsrobotter kan forårsage meget alvorlige skader ved at klemme og påvirke. Derfor er robotsikkerhed blevet standardiseret internationalt i (EN) ISO 10218-1 og -2 og for USA i den næsten identiske ANSI/RIA R15.06. Derudover er der publiceret en standard for mobile robotter med ANSI/RIA R15.08. Nogle vitale sikkerhedsregler præsenteres nedenfor.
Robotsikkerhed bygger på tre elementer:
- Forebyg adgang for mennesker.
- Begræns robotbevægelser.
- Gør fysisk kontakt sikker.
Det tredje element, at gøre fysisk kontakt sikker, er et relativt nyt koncept, ofte omtalt som samarbejdende robotdrift. Det betyder, at et specialdesignet robotsystem og en operatør arbejder inden for det samme arbejdsområde eller overlappende arbejdsområder. Først skal samarbejdsarbejdsområdet og den ønskede menneske-robot-interaktion planlægges. Derefter identificeres risiciene, og passende sikkerhedsforanstaltninger implementeres.
Hvad er en "collaborative robot"?
Den mest avancerede sikkerhedsforanstaltning er brugen af en samarbejdende robot, som nogle gange kaldes en "cobot".
En kollaborativ robot fungerer med begrænset kraft og hastighed. Mennesker, der møder en bevægende kollaborativ robot, vil ikke blive skadet, selvom de kan føle noget smerte. Års omfattende testning har resulteret i en liste over grænser for kraft, hastighed og energi, som mennesker kan tåle, når de udsættes for fysisk kontakt med maskinelementer (se ISO TS 15066).
Kollaborative robotter, der bevæger sig inden for disse grænser, kan betragtes som sikre for menneske-robot interaktion. Det betyder dog ikke, at sådanne applikationer automatisk er sikre. Den samlede kontekst af robotten og det værktøj, der håndteres af robotten (end aktoren), skal overvejes omhyggeligt.
Eksempel:
- Forestil dig at sidde ved siden af en robot, der håndterer en sprøjte med giftig væske. Hastigheden og kraften i dens bevægelser bliver pludselig sekundære bekymringer.
Sikkerhed i samarbejdsrum
I grafikken deler en menneskelig operatør og en robot det collaborative arbejdsområde.
Sikkerhedsforanstaltninger:
- En farlig robot må ikke bevæge sig i det kollaborative område, hvis der er en person til stede.
- Afg depending on distancen og bevægelseshastigheden af personen, kan robotten være nødt til at sænke hastigheden og stoppe, når personen nærmer sig.
Sikkerhedshegn:
- Sikkerhedshegn er stadig nødvendigt i nogle kollaborative applikationer i dag og vil fortsætte med at være det i fremtiden.
- Hegn får nye roller, såsom at afgrænse et samarbejdsområde fra almindelige arbejdspladser og gangarealer.
Robottekniske plukkeapplikationer
Roboter bruges i stigende grad til at vælge og placere varer og pakker for at fuldføre ordrer.
Palletering er en langvarig anvendelse af mellemliggende og store robotter. For nylig er mindre robotter blevet brugt i samarbejdsvælgning og placeringsapplikationer i et "varer-til-person" ordregodkendelsessystem. Disse robotter kan interagere direkte med mennesker, fordi de bevæger sig med lav hastighed og kraft.
Risici ved robotordreplukning og sikkerhedsforanstaltninger der virker:
- Robotter, der interfacer med transportbåndssystemer og pakkepladser, kan forårsage knusnings- og skæreskader. Nogle robotværktøjer kan udgøre risici.
Sikkerhedsforanstaltninger: Selvom risikofor skader er lav, vil du måske installere lavt beskyttelseshegn for at holde folk væk fra sådanne risikosteder. - Mennesker, der unødvendigt går ind i et “samarbejdsområde”, kan blive skadet af en uventet bevægelse. De kan også få robotten til at stoppe hyppigt, hvilket interfererer med effektiviteten af driften.
Sikkerhedsforanstaltninger: Installér lavt hegn, fodgængerbarrierer eller lavere "bevidstheds"-barrierer for at advare folk om områder, de ikke bør gå ind i, og bestem fra hvilken side samarbejdsområdet skal tilgås af arbejdstagerne.
Industriel robot sikkerhed
Robot sikkerhed afhænger i høj grad af lukkede "celler" med hegn og adgangsdøre. Men i mange anvendelser er overvågningssystemer desuden nødvendige eller kan endda erstatte robot "bur".
Avancerede detektionssystemer:
- I mange robotceller anvendes en kombination af sikkerhedshegn med døre, lysbarrierer og afstandsscannere.
- Den mest avancerede form for detektionssystem er et 3D-kamera. Det skal installeres i en tilstrækkelig højde over arbejdsområdet for at sikre, at det “ser” alle de områder, hvor personer kan bevæge sig.
Vær opmærksom på personer, der forbliver inden for farezonen bag detektionsenhederne. Hvis det er muligt, kan yderligere sikkerhedsforanstaltninger være nødvendige.
Sikre zoner for robotter
Indhegning kan bruges til at skabe et "beskyttet rum", men det må normalt ikke bruges til at definere "det begrænsede rum".
Robotter, der kolliderer med hegn i høj hastighed eller med betydelig kraft, kan forårsage deformation, selv i robust hegn, hvilket udgør potentielle sikkerhedsrisici. Derudover kan hegn give personer mulighed for at stikke deres fingre gennem åbningerne, hvilket øger risikoen for skade. For at afbøde disse problemer skal der opretholdes en minimumsafstand på 120 til 200 mm mellem det begrænsede rum og den yderste kant af hegnet. Læs mere om beregning og bestemmelse af den rette højde og afstand af sikringshegn i kapitel 3.2 “Valg af maskinsikringer”.
Derfor er det utilstrækkeligt at stole udelukkende på såkaldte “robot-sikre” hegn. Implementer i stedet passende begrænsningssystemer for at sikre sikkerheden, såsom:
- Sikkerhedsvurderet bevægelseskontrolsoftware (som overholder mindst PL = d i henhold til (EN) ISO 13849-1 eller SIL 2 i henhold til (EN) IEC 62061)
- Pladsbegrænsende mekanismer eller fysiske hårde stop (f.eks. stopperblokke og stik)
- Eksterne begrænsningsanordninger (f.eks. mekaniske stop eller nærhedsfølere)
Hege er ment at holde folk ude, ikke robotten inde.
“Robot-sikre” hegn – koncept eller misforståelse?
Mange mennesker beder om "robot-sikkert" hegn eller henviser til testresultater fra hegnproducenter, der viser stødmodstand på 2000 joules eller mere.
Spørgsmålet afslører i sig selv en misforståelse omkring robotsikkerhed. Robotsikkerhedsstandarder kræver, at robotbevægelse begrænses ved hjælp af andre midler end hegn eller andre sikkerhedsforanstaltninger.
En robots bevægelsesområde afhænger af dens størrelse. Ofte er dette “maksimale rum” meget større end det, der er nødvendigt for den pågældende operation. Da systemdesignere ønsker at bruge så lidt gulvplads som muligt, bliver robotten programmeret til at holde sig inden for et meget mindre “begrænset rum”. Derefter bruges hegn, lysgardiner og afstandsscannere til at definere et “beskyttet rum” omkring det begrænsede rum, som personer ikke må træde ind i.
Dog er en sikkerhedsafstand praktisk taget altid nødvendig mellem det begrænsede rum og det beskyttede rum. Hvorfor? Fordi robotten har brug for tid til at bremse ned og standse, når en person, der træder ind i det beskyttede rum, opdages (af en lysbarriere, scanneren, kameraet eller døroverføringskontakten).
Denne infographic illustrerer, hvordan man tænker kritisk over sikkerhedsafstande for industrielle robotter. Lær hvorfor sikkerhedsgitter er vigtigt, hvordan ulykker opstår, og hvornår gitter måske ikke er den eneste løsning. Opdag de vigtigste overvejelser for at holde folk sikre omkring robotter.