HRC - Human Robot Collaboration

Współpraca człowieka z robotem jest jednym z najczęściej poruszanych argumentów za szerokim wprowadzaniem robotów do aplikacji przemysłowych. W rzeczywistości jednak takie aplikacje najczęściej nie prowadzą do prawdziwej współpracy robota z człowiekiem, a do wyraźnego oddzielenia ich pracy za pomocą różnego typu urządzeń ochronnych. W niniejszym artykule zostanie poruszona tematyka możliwych typów współpracy robotów z operatorami w świetle istniejących wymogów prawnych wraz z wybranymi urządzeniami umożliwiającymi w sposób bezpieczny taką współpracę

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

ISTNIEJĄCE WYMOGI PRAWNE

Większość osób interesujących się tematyką bezpieczeństwa robotów słyszała zapewne o serii norm ISO 10218 opisujących wymogi prawne dotyczące konstrukcji i sposobu tworzenia aplikacji przy udziale robotów. Zawierają one podpunkt 5.11.5 opisujący typ współpracy. Normy te powstały jednak przed erą wprowadzenia rozwiązań technicznych umożliwiających swobodną współpracę człowieka i operatora.

Co za tym idzie - brak w nich szczegółów technicznych dotyczących bezpiecznych sposobów realizacji tych aplikacji. Obecnie trwają prace nad dodatkiem normatywnym ISO/TS15066 zawierającym wytyczne dotyczące bezpiecznej realizacji tego typu aplikacji. Norma ta ma zostać wprowadzona do użycia w 2016 roku. Kilka interesujących kwestii ze szkicu powstającej normy zostanie opisana później.

TYPY WSPÓŁPRACY WEDŁUG ISO 10218-1

Według zapisów normatywnych mamy możliwość skorzystać z czterech typów współpracy, którymi są: bezpieczne zatrzymanie, prowadzenie, kontrola prędkości i położenia oraz ograniczenie sił. Pierwszy z rodzajów (bezpieczne zatrzymanie) jest dobrze znanym typem współpracy. Polega na wykorzystaniu urządzeń bezpieczeństwa kontrolujących strefę współpracy i automatycznie zatrzymujących robota w przypadku naruszenia strefy zagrożonej.

Ograniczeniem tej metody jest konieczność stosowania wygrodzeń w miejscach niechronionych przez urządzenia bezpieczeństwa oraz konieczność zatrzymania robota w trybie współpracy. Pewnym rozszerzeniem tej metody jest stosowanie kamer 3D (np.: SafetyEYE firmy Pilz umożliwia nadzór obszaru z możliwością dynamicznego przełączania stref), które umożliwiają ochronę bez stosowania wygrodzeń, ułatwiając dostęp i zwiększając produktywność aplikacji. Dalej jednak wejście w strefę chronioną musi powodować zatrzymanie robota.

Drugi typ współpracy (prowadzenie) może być wykorzystywany tylko w ograniczonym zakresie aplikacji. Polega on na ręcznym prowadzeniu robota przez operatora, podobnie jak w przypadku trybu uczenia. Wymaga to użycia robota wyposażonego w urządzenie zezwalające, dodatkowo robot musi pozostać w pozycji kontrolowanego, bezpiecznego zatrzymania w momencie przebywania operatora w strefie zagrożonej bez aktywowanego urządzenia zezwalającego (np.: PITenable jako urządzenie zezwalające oraz czujnik PSENcs do kontroli pozycji bezpiecznej robota). W związku z tymi ograniczeniami taki tryb współpracy wydaje się interesujący w przypadku aplikacji wymagających przenoszenia elementów o dużej masie, co byłoby uciążliwe fizycznie dla operatora.

Kolejnym z typów współpracy jest kontrola prędkości i położenia. Ten rodzaj wydaje się szczególnie ciekawy z punktu widzenia współpracy robota z operatorem. Polega on na ciągłej bezpiecznej kontroli położenia i prędkości robota względem operatora.

Obecnie niestety nie ma istniejących urządzeń mogących zapewnić taką współpracę w warunkach przemysłowych. Istnieją natomiast interesujące projekty badawcze oparte na platformie kamer 3D Kinect umożliwiające kontrolę położenia i prędkości wzajemnego położenia robota i operatora. Takie aplikacje umożliwiają współpracę bez żadnych wygrodzeń oraz dodatkowych urządzeń bezpieczeństwa.

Czwarty typ współpracy (ograniczenie siły) jest obecnie reklamowany jako bezpieczny dla człowieka i maszyny. Polega on na wykorzystaniu specjalnego typu bezpiecznych robotów o ograniczonej sile oraz najczęściej wbudowanych funkcjach wykrywania momentu. Takie roboty - przez specjalną budowę, niemającą ostrych krawędzi, oraz ograniczenie sił, pozwalają w pewnych warunkach na współpracę operatora z robotem bez wygrodzeń.

W takiej aplikacji zderzenie operatora i robota jest dozwolone. W przypadku jego wystąpienia bezpieczne kształty robota i małe siły powodują zmniejszenie zagrożeń dla kontaktu dynamicznego. Wbudowane wykrywanie momentu powoduje natomiast obniżenie zagrożeń dla kontaktu statycznego.

DODATEK TECHNICZNY ISO/DTS 15066

Wspomniany dokument ma charakter dodatku normatywnego, a nie informacyjnego, co powoduje, że będzie obowiązujący przy projektowaniu aplikacji HRC. W dodatku tym zawarte są definicje opisujące sposoby kontaktu robota i operatora (dynamiczne, statyczne itd.), warunki na pracę w trybie trzecim wraz z odpowiednimi wymogami odległości w postaci wzorów oraz dozwolone siły kontaktu w zależności od części ciała.

Dodatkowo dodatek wskazuje na konieczność przeprowadzenia analizy ryzyka dla aplikacji HRC jako głównego sposobu zapewnienia bezpieczeństwa, nawet w przypadku użycia robotów lekkich, uważanych za bezpieczne przez odpowiednią konstrukcję.

Grzegorz Golan
Certified Machinery Safety Expert
Pilz Polska Sp. z o.o.
www.pilz.pl

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj AutomatykaB2B do ulubionych źródeł

Powiązane treści
Roboty bezpieczne i niezawodne. Część 1
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Przemysł 4.0
120 000 puszek obracanych na godzinę
Przemysł 4.0
Jak elementy sterowania ruchem firmy HIWIN umożliwiają realizację wysoce precyzyjnych procesów szlifowania soczewek optycznych
Zasilanie, aparatura nn
Jeden zasilacz do trzech napędów bram. EVER wprowadza nowe serie UZS-1F i UZS-3F
Pomiary
Elektrody pH do automatyki procesowej - wiarygodny pomiar pH jako fundament stabilnego sterowania procesem
Silniki i napędy
Nowy wymiar mobilności: elektryczne napędy Bosch Rexroth
Pomiary
Jak AI zmienia condition monitoring maszyn?
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Seminarium
Zaawansowana kontrola rentgenowska produktów konserwowych - wyższa jakość i bezpieczeństwo wyrobów w puszkach
Seminarium
Lean Manufacturing w praktyce: skuteczne metody redukcji strat i zwiększania efektywności
Magazyn
Październik 2026

Kalkulator elektryka - kiedy potrzebujesz odpowiedzi „tu i teraz”

Instalacje, których jednym z kluczowych elementów są kable i osprzęt kablowy, projektowane są przez osoby posiadające odpowiednie uprawnienia. Powstawanie projektu jest procesem wymagającym, złożonym i często długotrwałym. Wymaga uwzględnienia wielu parametrów, warunków pracy, obowiązujących norm oraz właściwego doboru komponentów.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów