To page content

Underkapittel 3.9

Robot sikkerhet

Vi har oppsummert den mest vitale informasjonen om sikkerhetskonsepter for din robotapplikasjon nedenfor. Lær hvordan du kan forhindre tilgang til farer, begrense robotbevegelse og sikre trygg menneske-robot interaksjon. Oppdag betydningen av sikkerhetsgjerder, avanserte deteksjonssystemer og viktigheten av å planlegge samarbeidsarbeidsplasser.

Standarder og essensielle regler for robotsikkerhet

Roboter er utrolig allsidige, og tilbyr økonomiske automatiseringsløsninger. Imidlertid kan de også være ganske farlige

Store, høyhastighets roboter kan forårsake svært alvorlige skader ved knusing og støt. Derfor har robot sikkerhet blitt standardisert internasjonalt i (EN) ISO 10218-1 og -2 og for USA i den nesten identiske ANSI/RIA R15.06. I tillegg har en standard for mobile roboter blitt publisert med ANSI/RIA R15.08. Noen viktige sikkerhetsregler presenteres nedenfor.

Robot sikkerhet er bygget på tre elementer:

  1. Forhindre tilgang for mennesker.
  2. Begrense robotbevegelse.
  3. Gjør fysisk kontakt sikker.

Det tredje elementet, å gjøre fysisk kontakt sikker, er et relativt nytt konsept, ofte omtalt som samarbeidende robotoperasjon. Det betyr at et spesialdesignet robotsystem og en operatør arbeider innenfor samme arbeidsområde eller overlappende arbeidsområder. Først må samarbeids arbeidsområdet og den ønskede menneske- og robotinteraksjonen planlegges. Deretter identifiseres risikoene, og passende sikkerhetstiltak implementeres.

En industriell robotisk arbeidscelle med beskyttende gjerder og automatisert maskinhåndtering av trepaller. En blå robotarm er synlig i bakgrunnen, og utfører oppgaver langs et transportsystem. Overhead kabelkanaler og sikkerhetsbarrierer indikerer overholdelse av robot sikkerhetsprinsipper.

Hva er en "samarbeidsrobot"?

Det mest avanserte sikkerhetstiltaket er bruken av en samarbeidsrobot, noen ganger referert til som en “cobot”.

En samarbeidende robot opererer med begrenset kraft og hastighet. Mennesker som møter en bevegelig samarbeidende robot vil ikke bli skadet, selv om de kan føle noe smerte. År med omfattende testing har resultert i en liste over kraft-, hastighets- og energigrensene som mennesker kan tåle når de utsettes for fysisk kontakt med maskinelementer (se ISO TS 15066).

Samarbeidende roboter som beveger seg innenfor disse grensene kan anses som trygge for menneske-robot-interaksjon. Imidlertid betyr ikke det at slike applikasjoner automatisk er trygge. Den totale konteksten av roboten og verktøyet håndtert av roboten (enden effektoren) må vurderes nøye.
Eksempel:

  • Forestill deg å sitte ved siden av en robot som håndterer en sprøyte med giftig væske. Hastigheten og kraften i bevegelsene dens blir plutselig sekundære bekymringer. 
Infografikk som illustrerer energigrenseverdier for ulike kroppsregioner basert på ISO TS 15066, en viktig standard for sikkerhet for samarbeidende roboter. Diagrammet fremhever maksimale overførte energigrenser for trygg menneske-robot interaksjon, som dekker områder som kraniet (0.23 J), ansikt (0.11 J), nakke (0.84 J), rygg (2.5 J), bryst (1.6 J), armer (1.5 J), abdomen (2.4 J), bekken (2.6 J), hender (0.49 J), knær (1.9 J), og ben (0.52 J). Viktig for robotikkens sikkerhet, industriell automatisering, og arbeidsplass ergonomi.
Infografikk av en menneskekropp som viser energigrenseverdier basert på modell av kroppsområde.

Sikkerhet i samarbeidsarbeidsplasser

I grafikken deler en menneskelig operatør og en robot det samarbeidende arbeidsområdet.

Sikkerhetsmål:

  • En farlig robot må ikke bevege seg i det samarbeidende området hvis en person er til stede.
  • Avhengig av avstanden og bevegelseshastigheten til personen, må roboten kanskje bremse ned og stoppe når personen nærmer seg.

Sikkerhetsgjerder:

  • Sikkerhetsgjerder er fremdeles nødvendig i noen samarbeidsapplikasjoner i dag og vil fortsette å være det i fremtiden.
  • Gjerder tar på seg nye roller, som å avgrense et samarbeidsområde fra ordinære arbeidsplasser og gangveier.

Illustrasjon av en samarbeidsrobot (cobot) som jobber sammen med en menneske i en industrisammenheng. Diagrammet er delt inn i tre soner: (1) cobotens driftsområde, (2) menneskets interaksjonssone der arbeidere håndterer materialer, og (3) sikkerhetsperimeteret som sikrer trygg menneske-robot samarbeid. Dette bildet representerer viktige prinsipper for cobot-sikkerhet, utforming av arbeidsplasser, og effektiv automatisering i moderne produksjonsmiljøer.
1 - Robotens driftområde | 2 - Samarbeidsområde | 3 - Avgrensning av robotens driftområde

Roboterplukking-applikasjoner

Roboter brukes i stadig større grad til å plukke og plassere varer og pakker for å fullføre bestillinger.

Pallisering er en langvarig anvendelse av mellomstore og store roboter. Nylig brukes mindre roboter i samarbeidsplukking og plassering i et "varer-til-person" ordresystem. Disse robotene kan interagere direkte med mennesker fordi de beveger seg med lav hastighet og kraft.

Risikoer fra roboter for ordreplukking og sikkerhetstiltak som fungerer:

  • Roboter som grensesnitt med transportsystemer og pakkestasjoner kan forårsake klem- og skjæreskader. Noe robotverktøy kan utgjøre farer.
    Sikkerhetstiltak: Selv om skade­risikoen er lav, ønsker du kanskje å installere lavt vernegjerde for å holde folk unna slike fareområder.
  • Mennesker som unødvendig beveger seg inn i et “samarbeidsområde” kan bli skadet av en uventet bevegelse. De kan også få roboten til å stoppe ofte, og dermed forstyrre effektiviteten i operasjonen.
    Sikkerhetstiltak: Installer lavt gjerde, gangbarrierer eller lavere “oppmerksomhets”-barrierer for å varsle folk om områder de ikke bør gå inn i og bestemme fra hvilken side samarbeidsområdet bør nås av arbeidere.
Samarbeidsrobot plasserer pakker i et lager med sikkerhetsbarrierer.

Industrirobot sikkerhet

Robot sikkerhet avhenger i stor grad av lukkede "celler" med gjerder og adgangsdører. Men i mange applikasjoner er overvåkingssystemer i tillegg nødvendig eller kan til og med erstatte robot "bur".

Avanserte deteksjonssystemer:

  • I mange robotceller brukes en kombinasjon av sikkerhetsgjerder med dører, lysbarrierer og avstandsskannere.
  • Den mest avanserte formen for deteksjonssystem er et 3D-kamera. Det må installeres i tilstrekkelig høyde over arbeidsområdet for å sikre at det “ser” alle områdene der personer kan bevege seg.

Vær oppmerksom på personer som oppholder seg inne i fareområdet bak deteksjonsenhetene. Hvis det er mulig, kan det være behov for ytterligere sikkerhetstiltak.

Industriell robotarm som opererer innenfor et sikkerhetsemballert arbeidsområde, omgitt av gule sikkerhetsgjerder. Roboten er utstyrt med avanserte automatiseringsverktøy for materialhåndtering eller produksjonsprosesser. Det sikrede området sikrer overholdelse av arbeidsmiljøforskrifter, forhindrer uautorisert tilgang og reduserer driftsfarer.

Sikre soner for roboter

Gjerde kan brukes for å lage et “beskyttet rom”, men det må normalt ikke brukes for å definere “det avgrensede rommet”.

Roboter som kolliderer med gjerder i høy hastighet eller med betydelig kraft kan forårsake deformasjon, selv i robuste gjerder, noe som utgjør potensielle sikkerhetsrisikoer. I tillegg kan gjerder tillate at enkeltpersoner stikker fingrene gjennom åpningene, noe som øker risikoen for skader. For å redusere disse problemene, må det opprettholdes en minimumsavstand på 120 til 200 mm mellom det begrensede rommet og ytterkanten av gjerdet. Les mer om beregning og bestemmelse av riktig høyde og avstand for sikkerhetsgjerder i kapittel 3.2 “Valg av maskinbeskyttelse”.

Derfor er det utilstrekkelig å stole utelukkende på såkalte “robot-sikre” gjerder. I stedet, implementer passende begrensningsanordninger for å sikre sikkerheten, slik som:

  • Sikkerhetsvurdert bevegelseskontrollprogramvare (i samsvar med minst PL = d i henhold til (EN) ISO 13849-1 eller SIL 2 i henhold til (EN) IEC 62061)
  • Rombegrensende mekanismer eller fysiske stopp (f.eks. stopperblokker og pinner)
  • Eksterne begrensningsanordninger (f.eks. mekaniske stopper eller nærhetsbrytere)

Gjerdet er ment å holde folk ute, ikke roboten inne.

Automatiserte gule robotarmer som opererer innenfor et beskyttet industrielt arbeidsområde, innelåst av svart og gult sikkerhetsgjerde. Disse avanserte robotsystemene øker produksjonseffektiviteten samtidig som de sikrer overholdelse av maskinsikkerhetsstandarder. De beskyttende barrierene forhindrer uautorisert tilgang, noe som Reduserer arbeidsplassfarer.

“Robot-sikre” gjerder – konsept eller misforståelse?

Mange mennesker ber om "robot-sikker" gjerde eller peker på testresultater fra gjerdefabrikanter som viser støtmotstand på 2000 joule eller mer.

Spørsmålet i seg selv avslører en misforståelse om robotsikkerhet. Robotsikkerhetsstandarder krever at robotbevegelse begrenses med midler annet enn gjerder eller andre sikkerhetstiltak.

En robots bevegelsesområde avhenger av størrelsen dens. Ofte er dette “maksimale rommet” mye større enn det som trengs for den aktuelle operasjonen. Siden systemdesignere ønsker å bruke så lite gulvplass som mulig, blir roboten programmert til å holde seg innenfor et mye mindre “begrenset rom”. Deretter brukes gjerder, lysskjermer og avstandsskannere til å definere et “beskyttet rom” rundt det begrensede rommet som personer ikke må gå inn i.

Imidlertid er en sikkerhetsavstand praktisk talt alltid nødvendig mellom det begrensede rommet og det beskyttede rommet. Hvorfor? Fordi roboten trenger tid til å bremse ned og stoppe når en person som går inn i det beskyttede rommet blir oppdaget (av en lysbarriere, skanner, kamera eller dørbryter).

 

Lys oransje industriell robotarm som opererer inne i en sikker, inngjerdet automasjonscelle. Det svarte og gule sikkerhetsgjerdet sikrer overholdelse av maskinsikkerhetsforskrifter, forhindrer uautorisert tilgang mens det muliggjør effektive robotproduksjonsprosesser. Takbelysning og et rent arbeidsområde fremhever en godt organisert industrimulighet.

FAQ

Robot-sikre gjerder

Denne infografikken illustrerer hvordan man tenker kritisk om sikkerhetsavstander for industrielle roboter. Lær hvorfor beskyttelsesgjerder er viktige, hvordan ulykker skjer, og når gjerder kanskje ikke er den eneste løsningen. Oppdag de viktigste hensynene for å holde folk trygge rundt roboter.

To the top