Nowe normy bezpieczeństwa dla robotów współpracujących

To właśnie roboty współpracujące z człowiekiem stworzyły nowe możliwości automatyzacji w przemyśle, przyczyniając się do poprawy elastyczności procesów produkcyjnych nie tylko w wielkich firmach produkcyjnych, ale także w małych i średnich przedsiębiorstwach (MŚP). Roboty te jednocześnie zrewolucjonizowały podejście do kwestii bezpieczeństwa. Umożliwiły stworzenie środowiska, w którym człowiek i maszyna znajdują się w bezpośredniej bliskości.

Wprawdzie możliwości robotów współpracujących znane są już od kilku lat, jednak dopiero niedawno normy ISO uzupełnione zostały o specyfikację techniczną odnoszącą się do rozwiązań technicznych zastosowanych w tych maszynach.

W lutym 2016 roku Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opublikowała specyfikacją techniczną ISO/TS 15066 rozwijającą dokument ISO 10218, znany pod nazwą "Safety Requirements for Industrial Robots" (Wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych), o nowe zagadnienia. W pracach komisji przygotowującej kształt specyfikacji ISO/TS 15066 brała udział także firma Universal Robots specjalizująca się w konstruowaniu i dostarczaniu robotów współpracujących.

Nowa wersja normy ISO/TS 15066 w sposób precyzyjny definiuje cechy maszyn wpływające na bezpieczeństwo człowieka znajdującego się w pobliżu robota. Dokument opisuje, jakie warunki muszą być spełnione na etapie projektowania i wdrażania robotów.

Wcześniejsza wersja normy ISO 10218 pochodząca z 2011 roku odnosiła się do tradycyjnych robotów przemysłowych. "Collaborative robots" były wówczas jeszcze raczkującą technologią i z tego powodu nieuwzględnioną wówczas w opracowaniu. Dokument, oprócz opisania norm dla robotów, ma także pomóc w oszacowaniu i ocenie ryzyka podczas ich instalacji.

JAK SZACOWAĆ RYZYKO?

Przed wdrożeniem robota w środowisku produkcyjnym konieczna jest analiza i ocena ryzyka. W praktyce sprowadza się to do identyfikacji wszystkich rodzajów ryzyka i zmniejszenia ich do akceptowalnego poziomu, o czym mówi bezpośrednio norma ISO 12100.

Specyfikacja ISO/TS 15066 zawiera istotne wskazówki odnoszące się do warunków bezpieczeństwa przeznaczone dla firm integratorskich zajmujących się implementacją robotów współpracujących. Opis zawiera także informacje dotyczące progów bólu, z którego integrator może skorzystać na zasadzie dobrowolności.

Dobór właściwego rozwiązania robotyzacji w przemyśle wynika bezpośrednio z oceny ryzyka. Aby zilustrować problem, posłużmy się przykładem firmy Etalex, kanadyjskiego producenta systemów regałowych.

Firma ta poszukiwała elastycznego ramienia robota, którego można używać do wykonywania wielu zadań, przy jednoczesnej oszczędności miejsca w hali produkcyjnej. Jedno z zadań robota polegać miało na ręcznym rozładunku prasy krawędziowej przez 8 godzin dziennie. Fizycznie wymagająca praca niesie za sobą również ryzyko wystąpienia wypadków.

Jako że przed prasą krawędziową znajdują się jedynie dwa metry wolnej przestrzeni, ważna była możliwość uruchamiania robota bez konieczności zastosowania barier odseparowujących go od otoczenia. Etalex wybrało robota UR10, który w przeciwieństwie do pozostałych 25 robotów używanych w firmie nie wymaga zastosowania ogrodzenia zajmującego cenną przestrzeń.

Operator maszyny w firmie Etalex, Richard Clive, mówi, w jaki sposób robot UR10 przyczynił się do znacznego zwiększenia bezpieczeństwa w miejscu pracy: "Wcześniej trzeba było operować rękami bardzo blisko prasy krawędziowej. Zawsze istniało ryzyko nieszczęśliwego wypadku. Dzięki robotom Universal Robots nie ma możliwości, aby ktoś odniósł obrażenia".

JAK POŁĄCZYĆ OBNIŻENIE KOSZTÓW ZE WZROSTEM BEZPIECZEŃSTWA?

Zachowanie bezpieczeństwa zrobotyzowanej produkcji zyskuje na znaczeniu szczególne tam, gdzie konieczne jest ekonomiczne zwiększanie mocy produkcyjnych. Zwiększenie przychodów przy pogorszeniu norm bezpieczeństwa byłoby bowiem niedopuszczalne.

Paradigm Electronics to firma produkująca najwyższej jakości głośniki oraz subwoofery. Firma wprowadziła na rynek nową linię głośników, która szybko przypadła do gustu klientom. Producent stanął przed wyzwaniem wyprodukowania większej liczby nowych obudów, niż początkowo zakładano. Proces produkcji wymaga sporego nakładu pracy wykonywanej ręcznie.

Problemem było znalezienie odpowiedniej liczby wykwalifikowanych pracowników. Firma zdecydowała się na wdrożenie robotów współpracujących, co pozwoliło na bezpieczną współpracę człowieka i maszyny na jednym stanowisku pracy. Obecnie produkcja odbywa się równolegle, a człowiek, zanim sam zajmie się ręcznym polerowaniem elementu, może sprawdzać, czy robot wykonał swoją obróbkę wystarczająco dokładnie. Taki układ jest doskonałym przykładem współpracy.

"Aby zapewnić bezpieczeństwo człowieka w otoczeniu modułu, wymagany jest montaż stosownych zabezpieczeń, dlatego z reguły cały proces implementacji robotów jest wydłużony. W przypadku tradycyjnego robota wynosił on aż pięć miesięcy. Okres implementacji od momentu otrzymania robota od Universal Robots wyniósł jednak niewiele ponad miesiąc" - stwierdza John Phillips, starszy kierownik działu usług produkcyjnych w firmie Paradigm.

Zaimplementowane rozwiązanie pozwoliło firmie Paradigm rozwiązać problem związany z opóźnieniem w produkcji popularnych obudów poprzez zwiększenie wydajności o 50% przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa pracujących w tym miejscu ludzi.

DYREKTYWA MASZYNOWA

Roboty są i mogą być bezpiecznym rozwiązaniem poprawiającym efektywność produkcji. Na koniec warto wspomnieć również o dyrektywie maszynowej nr 2006/42/EC (Machine Directive - MD), a precyzyjnie: Dyrektywie 2006/42/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 17 maja 2006 r. w sprawie maszyn, zmieniającej dyrektywę 95/16/WE, która dotyczy właśnie bezpieczeństwa pracy robotów.

W ramach dokumentu zharmonizowane zostały normy ISO 10218-1, ISO 10218-2 i ISO 13849-1. Należy zakładać, że jeśli maszyna lub urządzenie spełnia wymagania takiej zharmonizowanej normy, spełnia również wymagania dyrektywy maszynowej.

Wszystkie maszyny i urządzenia zainstalowane w Unii Europejskiej muszą spełniać podstawowe wymagania w zakresie zdrowia i bezpieczeństwa, wymienione w pierwszym załączniku do tej dyrektywy.

Universal Robots
www.universal-robots.com/pl/