Включающий переключатель в HRC

Вопрос о том, когда в КПЧ кнопки согласия необходимы для безопасности сотрудников, а когда их нет, все еще остается много неопределенности, особенно на международном уровне. Последние соответствующие пересмотры ISO 10218 произошла в феврале 2016 унд Апрель 2017.

Когда необходимы включающие переключатели?

Человек и машина становятся все ближе друг к другу. Не только в частном секторе, но и в промышленности. Если раньше роботы и сотрудники на производстве были отделены друг от друга защитными устройствами, такими как световые завесы и защитные ограждения, то теперь роботы и сотрудники отделены друг от друга барьерами безопасности коллаборант роботов с тех пор, как появился на Вормарше. И не только в крупных корпорациях, но и все чаще в малых и средних предприятиях.

В классических защищенных зонах, в которых ранее работали полностью автоматизированные роботы, ручное управление было возможно только с помощью переключателя. В основном это использовалось при проведении технического обслуживания или монтажных работ, когда временно требовалось ручное управление и человек иногда должен был заходить в защищенную зону. С роботами совместной работы все обстоит иначе. Сотрудники и роботы работают здесь как часть Совместная работа человека и робота (HRC) постоянно находятся в непосредственной близости друг от друга, не будучи физически разделенными защитными устройствами. Это открывает множество возможностей, если снизить риски безопасности с помощью соответствующих технологий для предотвращения столкновений или ограничения силы и мощности. Это связано с тем, что HRC устраняет так называемый “пробел в автоматизации”. Он был создан благодаря классическим защитным сеткам между ручной обработкой и полностью автоматизированной обработкой роботами. Роботизированные устройства становятся настоящими коллегами только благодаря HRC. коботы и помощники человека, облегчая его работу и делая процессы более эффективными.

Однако вопрос о том, когда кнопки согласия необходимы для безопасности сотрудников, а когда их нет, все еще остается много неопределенности, особенно на международном уровне. Последний соответствующий пересмотр ISO 10218 состоялся в феврале 2016 и апрель 2017, в виде так называемого TS (Техническая спецификация), сайт ISO TS 15066. На 30 страницах Международная организация по стандартизации (ISO) здесь с темой “Роботы и робототехнические устройства – коллаборативные роботы”. Однако это также в первую очередь касается того, насколько “допустимая боль” при столкновении людей и роботов, т.е. какое максимальное давление и сила допустимы для роботов (биомеханические предельные значения), если не используется система предотвращения столкновений с помощью выключателей или других датчиков безопасности. Или высокие стандарты надежности, контроля положения и скорости, а также обнаружения столкновений, которым должны соответствовать те функции безопасности, которые заменяют классические защитные ограждения.

Регулирование трехступенчатой кнопки согласия здесь релятивизировано при определенных условиях. Но когда именно, то есть четко не регламентированы. У многих ответственных лиц быстро сложилось неверное представление о том, что МРК, как правило, не Включение переключателя необходимо это. Но это неправильно. И если вы сомневаетесь, лучше перестраховаться, чем уклоняться от затрат и усилий на установку кнопок согласия. Это связано с тем, что Трехступенчатые выключатели очень надежны, просты в эксплуатации, безотказны и практически не поддаются манипуляциям.

Почему роботы для совместной работы – это особый случай?

Сайт Совместная работа человека и робота описывает, что Люди и роботы делят рабочее пространство доля, доля не обязательно иметь охранников обязательно. Необязательно, поскольку, строго говоря, так называемый MRK может существовать и в том случае, если защитное устройство есть, но во время технического обслуживания или ремонта в опасной зоне должно происходить ручное управление. Компании и сотрудники выигрывают от повышения эффективности и улучшения эргономики в рамках HRC. Коллаборативные роботы все чаще берутся за выполнение задач, которые в долгосрочной перспективе важны для суставов и осанки людей, и в то же время ускоряют производственные процессы. Однако чем ближе человек и машина друг к другу, тем выше потенциальная опасность. По крайней мере, когда существует неопределенность в отношении соответствующих стандартов и правил, таких как EN ISO 10218 („Требования безопасности для промышленных роботов“) преобладает. Это серьезная проблема для многих компаний, поскольку HRC – относительно новая технология. И только в последнее время она становится все более популярной в небольших компаниях. Экспертиза здесь порой не так доступна, как в крупных корпорациях. По мере того как классическая сфера защиты в КПЧ устаревает, а решения и инновации для надежные технологии обнаружения людей и датчики безопасности, кнопка согласия временами отставала.

Мнение, что 3-ступенчатый переключатель включения в HRC не являются абсолютно необходимыми и легально прописанными, становятся все более распространенными. Но это неверно. Здесь также необходимо учитывать множество юридических нюансов, так что в случае сомнений безопаснее использовать кнопку согласия в робототехнике. И не только тогда, когда в защищенную зону должны входить люди для проведения технического обслуживания или монтажных работ, но и когда в целом Отсутствие разделительного защитного устройства существует (Защитное ограждение, датчики дверей для доступа в охраняемую зону и т.д.). Невозможно дать общий ответ “да” или “нет” на вопрос о том, когда необходим включатель. И в настоящее время ISO не дает четкого ответа на этот вопрос. Поэтому давайте рассмотрим различные примеры применения роботов без сотрудничества и с сотрудничеством, а также вопрос о необходимости переключателя в каждом из них.

Что именно делают трехступенчатые переключатели?

По-прежнему актуально EN ISO 10218 с 2011 года регулирует Раздел 4.2, что Ручное управление роботами, всегда находящимися за пределами охраняемой зоны должен состояться. Эта защищенная зона ограничена стандартными защитными устройствами на внешних сторонах. Однако по разным причинам может потребоваться временное отключение этих защитных устройств. Например, для выполнения работ по техническому обслуживанию. В этом случае используется 3-ступенчатый переключатель включения. Если защитные устройства для нормальной работы деактивированы, то Дополнительные меры необходимо принять меры для того, чтобы Обеспечение личной защиты при проведении специальных операций чтобы быть в состоянии.

В большинстве современных промышленных систем “нормальная” работа, т.е. для полностью автоматических функций, например, для роботов.Например, для роботов. Именно здесь оперативные меры защиты. Они останавливают машину, если в опасную зону попадает человек или открывается защитная дверь. Однако, если требуется новое оборудование, изменение технологического процесса или программирование, обычные защитные устройства должны быть отменены, а машины должны управляться в ручном режиме. Именно здесь Переключатель включения защитной функции.

В руководстве говорится, что для предотвращения Работа машины становится возможной только благодаря второму, отдельному действию. Для того чтобы человек, работающий в зоне безопасности, мог перемещать машину, необходимо также подтвердить наличие разрешающего переключателя в виде управляющего устройства с ручным управлением. Каждый человек, работающий в опасной зоне, должен иметь при себе это устройство допуска.

Трехступенчатый принцип работы выключателя заключается в следующем:

  • Уровень 1: кнопка еще не нажата. Машина либо отключена (Off), либо работает с активированными функциями безопасности в нормальном режиме.
  • Уровень 2: центральное положение переключателя включения. Машина работает при отключенных защитных устройствах, таких как двери, чтобы можно было выполнить техническое обслуживание или новые настройки (Вкл.).
  • Уровень 3: Если нажать кнопку слишком сильно, машина остановится (выключится). Выключатель защищает оператора и людей в опасной зоне в случае чрезмерной реакции на удар

Поэтому ручное управление роботом возможно только в том случае, если переключатель включения находится в центральном положении (уровень 2). Если его отпустить (уровень 1) или нажать слишком сильно (уровень 3), например, в результате шоковой ситуации, сердечного приступа или удара током, Операция устанавливается автоматически. Кроме того, некоторые выключатели имеют дополнительный кнопка аварийной остановки (кнопка аварийной остановки).

Как и в случае с HRC, в повседневной работе не существует такой защитной зоны или пространственного разделения защитными ограждениями. Пространственное разделение защитными ограждениями не существует в повседневной рабочей жизни. Таким образом, человек и машина постоянно работают вместе. Поэтому многие компании задаются вопросом, должны ли все сотрудники теперь постоянно пользоваться разрешающим переключателем или в этом больше нет необходимости, поскольку используются другие системы защиты, в частности персональная идентификация. Это связано с тем, что роботы для совместной работы должны быть способны надежно обнаруживать людей и самостоятельно прекращать работу или самостоятельно ограничивать и регулировать силу, давление и мощность. Однако это не означает, что классический выключатель будет лишним.

Необходимое условие для работы коллаборативных роботов

Сайт Требования к совместной работе роботов и интегрированным системам безопасности для обнаружения личности, минимизации риска и ограничения силы и мощности регулирует ISO/TS 15066. В принципе, коллаборативные роботы могут работать полностью автоматически в непосредственной близости от человека, без необходимости в защитном ограждении, если Выполненная оценка риска на основе ограничения силы и мощности и проверка всех возможных сценариев столкновений приводит к выводу, что приложение безопасно. Интересную теоретическую основу для безопасного обнаружения людей в качестве защитного устройства для совместной работы роботов предоставляет Диссертация из Dr.-Ing. Björn Ostermann с 2014 года, которую он написал в Вуппертальском университете.

Оценка рисков:

  1. Сбор данных например, название продукта, тип продукта, год выпуска, предполагаемая область применения или использования, прогнозируемое неправильное использование, функции продукта и т.д.
  2. Какой потенциальные опасности существовать?
    1. Ушибы
    2. Амортизаторы
    3. Бернс
    4. Колющие и режущие
    5. Врезание и отрезание
    6. Намотка
    7. Переезжайте
    8. Пойманный
    9. Поражение электрическим током
    10. Контакт с опасными веществами
  3. Где Столкновения (Физический контакт между людьми и машинами) я Комната для совместной работы потенциально возможным?
  4. Оценка рисков: Насколько вероятно, что выявленная опасность материализуется и каковы будут ее последствия? Как часто и как долго этот риск существует для каждого сотрудника?
    1. Пример: работник, который целый день выполняет сборочные работы вместе с роботом, подвергается потенциальному риску дольше и чаще, чем работник, который несколько раз в день загружает паллету с помощью робота.
  5. Используется с Предотвращение столкновений или сила, импульс и ограничение мощности?
  6. С которым когда-либо Функции активной безопасности в автоматическом режиме можно ли контролировать давление и силу так, чтобы исключить риск травмирования людей?
  7. На основе уже записанной информации определяются соответствующие “машинные ограничения”.
  8. На основе этих данных (Анализ рисков) оценивается, является ли необходимая безопасность достаточной или для минимизации риска необходимо принять дополнительные меры, выходящие за рамки интегрированных в систему систем безопасности (Оценка рисков).
  9. Эта оценка рисков повторяется до тех пор, пока использование робота не будет признано безопасным.

Серия всегда активные функции безопасности в автоматическом режиме могут заменить активные функции безопасности трехступенчатого выключателя, например, Ограничение скорости центральной точки инструмента (TCP), пространственное ограничение TCP, ограничения положения суставов и ограничения скорости суставов. Именно это отличает коллаборативные роботы от обычных промышленных роботов, для которых согласно EN ISO 10218 является обязательным. Однако разрешающий переключатель все равно может быть полезен или даже обязателен.

Соответствующая техническая спецификация пока не связана с Директивой по машинному оборудованию. Однако те же эксперты, которые работали над ISO 10218-1/-2 (по-прежнему является применимым стандартом для всех промышленных роботов), также являются авторами TS 15066. Поэтому он может служить руководством по безопасности в HRC и должен быть обязательно принят во внимание.

А это TS отвечает на вопрос о том, нужен ли включатель для МРК, следующим образом:

„[…] Если в результате оценки риска установлено, что снижение риска, обычно достигаемое за счет применения вспомогательного устройства, альтернативно достигается за счет безопасных по своей сути конструктивных мер или оцениваемых с точки зрения безопасности ограничительных функций, то портативная подвесная станция для совместной роботизированной системы может быть оснащена без вспомогательного устройства […]“

Однако эта формулировка вызывает как минимум столько же вопросов, сколько и ответов. В принципе, в этой формулировке говорится лишь о том, что для совместной работы роботов не нужен включатель, если их встроенные функции безопасности “достаточно безопасны”. Но что значит “достаточно”?

Следующие вопросы помогут сориентироваться.

Если на все эти вопросы вы можете ответить “Да”, можно предположить, что переключатель не является абсолютно необходимым:

Три важных вопроса для МРК

  • Основана ли оценка риска исключительно на ограничении силы и мощности, без учета других защитных мер, позволяющих остановить робота с помощью других вспомогательных средств, таких как датчики, лазерные сканеры или даже выключатель?
  • Могут ли предельные значения биомеханических параметров робота (сила и давление), подтвержденные в ходе анализа рисков, исключить опасность для сотрудников во всех возможных сценариях и при всех прогнозируемых ошибках применения?
  • Одинаково ли и всегда ли активны встроенные функции безопасности робота в автоматическом и ручном режимах?

В этих примерах для MRK требуются разрешающие переключатели

На практике ограничение силы и мощности, а также контролируемая остановка используются в основном для применения HRC, чтобы минимизировать риск. Однако при ограничении силы и мощности основной задачей для ответственных интеграторов является измерение зажимного и свободного столкновения, необходимого для оценки риска. Дополнительные меры безопасности, такие как выключатель, могут значительно упростить оценку риска.

Контролируемая остановка

Защитные коврики или лазерные сканеры разделяют защищенные и незащищенные рабочие зоны и заменяют старые защитные ограждения. Они оповещают о входе человека в рабочую зону коллаборативного робота и запускают защитную остановку. Должен ли теперь сотрудник или, в частности, программист отвечать за ручное перемещение робота во время установки или технического обслуживания ближе к роботу, чем позволяют датчики контролируемой остановки, отвечающей за безопасностьнеобходимо контролировать движение робота с помощью другой функции безопасности, которая может временно переместить его или остановить в экстренной ситуации. Эту функцию выполняет Трехступенчатый переключатель включения.

Размер комнаты для совместной работы

В рамках оценки рисков определяется размер так называемого пространства для совместной работы. Это не обязательно распространяется на весь диапазон движения робота. Например, роботы, автоматически загружающие паллеты, которые затем забирает сотрудник. Однако если весь диапазон движения робота также определяется как пространство взаимодействия, необходимые измерения и анализ для оценки рисков становятся чрезвычайно сложными. Особенно опасны точки защемления и сдвига для людей, находящихся в пространстве сотрудничества. Поэтому для роботов с ограничениями по силе и мощности рекомендуется минимизировать количество потенциальных точек зажима. Однако это не всегда легко. Ограничивающие пространство защитные функции или разделение рабочего пространства на две области (обычная область и пространство для совместной работы), которые больше ограничивают пространство для передвижения робота, здесь являются средством решения проблемы, поскольку пространство для совместной работы таким образом уменьшается. А значит, и пространство, в котором должны быть проведены соответствующие измерения для оценки риска. После этого вы сможете работать в зоне в комнате для совместной работы без кнопки согласия (уменьшенные параметры безопасности). Измеряемый световыми решетками или другими датчиками, робот снижает скорость и силу в этом диапазоне. Кнопка согласия требуется за пределами комнаты для совместной работы (нормальные параметры безопасности). Это связано с тем, что робот может работать на более высоких скоростях и с большей производительностью в этой обычной зоне, так как в ней обычно нет людей. Использование датчиков согласия значительно упрощает оценку риска для HRC.

Упрощенная оценка рисков благодаря кнопке согласия

В больших помещениях для совместной работы, которые охватывают всю зону движения, оценка рисков очень обширна и сложна. Необходимо рассчитать все точки зажима и среза, возможности столкновения и силы. Разделение рабочего пространства на обычную зону и небольшое пространство для совместной работы помогает в этом случае, но требует включения в обычной зоне.

  • В нормальная зона, применяются обычные параметры безопасности, аналогичные обычным полностью автоматизированным промышленным роботам, которые работают в пределах известных защитных ограждений. С той лишь разницей, что зона разделена только уровнем безопасности и лазерной сеткой. Если человек пересекает лазерную сетку, робот тормозит (остановка безопасности). В этой зоне люди могут перемещать робота только с помощью переключателя. Поскольку люди попадают в обычную зону только в исключительных ситуациях, робот может работать здесь с нормальной скоростью, мощностью и силой, без ограничений по силе и мощности, основанных на детальном анализе рисков. Здесь также исключены трудоемкие измерения и расчеты свободного столкновения, а также точек зажима и сдвига.
  • Если робот пересекает запрограммированный уровень безопасности, он переключается из нормального режима работы в режим с ограничением мощности и производительности (resp. наоборот, в зависимости от зоны, из которой робот пересекает уровень безопасности).
  • В пространство для совместной работы, такие значения, как скорость, сила и мощность, уменьшаются в соответствии с ограничениями силы и мощности, полученными в результате оценки рисков. В пространстве для совместной работы подробно описано Анализ рисков вкл. Измерение и определение точек зажима и сдвига и свободное столкновение. По этой причине в этой зоне можно не устанавливать переключатель.

Разделяя процесс на две области, этот подход дает преимущество в том, что сложная оценка рисков может быть ограничена минимально возможным пространством для сотрудничества. А именно на Область перед светом или лазерной решеткой. Также необходимо рассчитать точки зажима и возможности столкновений, а также настроить системы безопасности и параметры робота соответствующим образом. Однако это ограничение по силе и мощности должно соблюдаться только в комнате для совместной работы.

Как только робот перемещается за решетку и через уровень безопасности в обычную зону, ограничение силы и мощности отменяется. Возможные точки защемления и сдвига, а также свободное столкновение не нуждаются в подробном рассмотрении, поскольку эта зона является классическая охраняемая территория в соответствии с EN ISO 10218. Именно поэтому требуется 3-ступенчатый переключатель при выполнении ручных движений.

Поэтому использование кнопок согласия в рамках упрощенной оценки рисков может сэкономить много времени и сил.

На практике это решение подходит для всех приложений, в которых люди и роботы фактически делят пространство только в одном или нескольких местах внутри HRC. Это позволяет роботу работать на полную мощность вне этих зон, чтобы несмотря на то, что МРК местами один Короткое время цикла чтобы добраться.

Позиция робота Должность Мужчина Безопасность
Нормальный диапазон Перед решеткой / В комнате для совместной работы Робот работает на нормальной скорости и мощности, ручное перемещение возможно только с помощью переключателя
Нормальный диапазон Пробивает светлую сетку Робот совершает безопасную остановку до тех пор, пока человек снова не покинет нормальную зону или не переместит робота с помощью переключателя
Комната для совместной работы Перед решеткой радиатора Робот работает на пониженной скорости (ограничение силы и мощности и т.д.)
Комната для совместной работы Комната для совместной работы Робот работает на пониженной скорости (ограничение силы и мощности и т.д.)

Заключение: Включение переключателей в робототехнике – да или нет?

Вопрос о том, нужен ли включатель для безопасного HRC, остается важным, и на него нельзя ответить однозначным “нет”. Ответ зависит от различных параметров.

Какие охраняемые территории на самом деле являются пространствами сотрудничества в соответствии с EN ISO 10218-2, а какие нет?

Какие функции безопасности в соответствии с ISO TS, которые активны в любое время, были подтверждены при оценке рисков для робота совместной работы?

  1. Контроль скорости и расстояния
  2. Личная регистрация
  3. Ограничение силы и мощности
  4. Контролируемый ограничитель безопасности
  5. и т.д.

К какому типу относится HRC согласно EN ISO 10218-1:2011, раздел 5.10?

  1. Безопасная и контролируемая остановка (Робот останавливается, как только человек входит в комнату для совместной работы)
  2. Руководство: движения человека преобразуются в движения совместного робота с помощью датчиков. Таким образом, робот управляется исключительно человеком. Обычно здесь используется 3-ступенчатый переключатель.
  3. Мониторинг скорости и расстояния: датчики постоянно контролируют расстояние между людьми и роботами, работающими в сотрудничестве. Если расстояние становится меньше минимального, скорость робота снижается до тех пор, пока не будет достигнута безопасная остановка.
  4. Ограничение силы и мощности: Присущая конструкции или системе управления возможность работы людей и роботов бок о бок. Риски минимизируются за счет контроля различных параметров, которые динамически регулируются с помощью различных функций безопасности, которые активны в любое время. Параметры основаны на оценке рисков, что позволяет снизить возможные силы столкновения или контакта между людьми и роботами до безопасного уровня. Максимально допустимое контактное усилие в 150 ньютонов, определенное в прошлом стандартом EN 10218:2011, больше не действует. В приложении A к ISO TS 15066 определена модель зон тела, которая определяет различные болевые пороги для 29 зон тела. Они служат руководством для оценки рисков.
  5. Только в варианте d) СПЧ эксперты используют термин “фактическое сотрудничество”. Это связано с тем, что остальные три варианта представляют собой скорее мирное сосуществование. Люди и роботы находятся в одной зоне, но работает только один из них. Люди и роботы работают бок о бок или вместе только в том случае, если речь идет об ограничении силы и мощности. Это и есть фактическая цель МРК.

EN ISO 10218-2, раздел 5.10.2

Начните EN ISO 10218-2 Abschnitt 5.10.2 (Контролируемая остановка с защитой) Такие роботы ограничены только функциями безопасности в автоматическом режиме. Поэтому на практике измерение силы и давления для расчета силы столкновения часто не учитывается при оценке риска. В этом случае требуется переключатель включения, как и для классических промышленных роботов с ограждением.

Ограничение силы и мощности

Для роботов с ограничение силы и мощности, от выключателя можно отказаться, если при оценке рисков учитываются все точки защемления и сдвига, а также возможности столкновения в пространстве для совместной работы. Результаты оценки риска должны также подтвердить, что все рассчитанные значения не превышают пределы допустимых значений для каждой зоны тела, указанные в Приложении A ISO TS 15066. Кроме того, подтвержденные функции безопасности должны быть постоянно активны как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Приложение А к ISO TS 15066

Для совместной работы в соответствии с EN ISO 10218-2, раздел 5.10.2 – “Ограничение силы и мощности”, возможна работа без выключателя. Одним из условий для этого является то, что все возможности ловушек и столкновений рассматриваются как часть оценки риска и определяется, что значения в пределах допустимого диапазона согласно приложению A ISO TS 15066 Во-вторых, функции безопасности, подтвержденные при оценке риска, должны быть активны в любое время.

Функции безопасности & Рабочие зоны Требуется включающий переключатель?
Робот работает в пределах защитного ограждения с дверью безопасности. Если его открыть, робот остановится. Да
Робот не работает в пределах защитного ограждения. Лазеры или коврики для ступеней обнаруживают людей и прерывают движение робота. Да
Зона движения делится на обычную зону и зону сотрудничества. Да, но только в обычной зоне, а не в комнате для совместной работы
Робот работает без защитного ограждения, но все точки столкновения, а также точки защемления и сдвига были оценены и находятся в пределах допустимых значений. Кроме того, параметры безопасности и функции безопасности активны в любое время. Нет
Produktuebersicht-B-COMMAND

B-COMMAND Обзор продукта

В обзоре продуктов B-COMMAND Вы быстро и легко найдете решение для Вашей области применения. От подвесных переключателей до пульта дистанционного радиоуправления – все это показано в нашем обзоре продуктов, чтобы Вы могли быстро получить представление об ассортименте нашей продукции.

B-COMMAND ПОДДЕРЖКА

У вас есть вопросы?

С нашими сотрудниками можно связаться через чат или контактную форму, и они будут рады ответить на любые ваши вопросы.

ОТПРАВЬТЕ НАМ ВАШЕ СООБЩЕНИЕ

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

B-COMMAND GmbH
Grützmühlenweg 46
22339 Hamburg
Германия

040 53 80 92 50
040 53 80 92 86

Следите за нами на наших каналах социальных сетей и будьте в курсе новых продуктов.