Organizacja ISO opublikowała w drugiej połowie 2018 roku raport techniczny ISO/TR 20218-1 dotyczący środków bezpieczeństwa stosowanych podczas projektowania i integracji end–efektorów robotów przemysłowych. Za end-efektor (przyrząd wykonawczy lub efektor końcowy) uważa się np. chwytak mechaniczny, magnetyczny lub próżniowy, pistolet do malowania, zgrzewania czy pistolet spawalniczy mocowany do interfejsu mechanicznego (powierzchni montażowej flanszy) robota.
Standard ten dostarcza wskazówek na temat oceny i redukcji ryzyka, bezpiecznej implementacji chwytaków oraz weryfikacji i walidacji, a także dokumentacji do aplikacji systemu zrobotyzowanego wyposażonego w docelowy efektor końcowy. O potrzebie oceny ryzyka całej aplikacji zrobotyzowanej (w tym end-efektora) mowa jest już w normie PN-EN ISO 10218-2. Natomiast raport techniczny ISO/TR 20218-1 dostarcza szczegółowych wskazówek w zakresie rozpatrywanych ograniczeń rozważanych end-efektorów dotyczących m.in. użytkowania, ograniczeń przestrzennych i czasowych (np. wersje współpracujące HRC lub niewspółpracujące, udźwig, środek ciężkości, temperatura, maks./min. siła chwytania, dopuszczalna odkształcalność detalu czy czas wymiany na stanowisku wymiany efektorów końcowych).
Identyfikacja zagrożeń we wszystkich fazach cyklu życia systemu zrobotyzowanego
W aplikacjach z robotami niewspółpracującymi największe ryzyko dla operatora powstaje podczas programowania w celi, odblokowywania zacięć i czyszczenia np. pistoletów do malowania lub spawalniczych czy narzędzi tnących. Przedmiotowy raport zawiera załączniki z przykładami zagrożeń powodowanych przez efektory końcowe w zależności od ich funkcjonalności.
Ponadto raport dostarcza wsparcia w zakresie szacowania ryzyka podając kilka praktycznych przykładów w załącznikach. Wymagane poziomy bezpieczeństwa PL/SIL funkcji bezpieczeństwa zaimplementowanych w odniesieniu do efektorów końcowych określa się zgodnie z normą PN-EN ISO 10218-2 (PL(d), Kategoria 3 zgodnie z PN-EN ISO 13849-1 lub SIL 2 zgodnie z PN-EN 62061).
Po szacowaniu ryzyka przeprowadza się ewaluację ryzyka i ryzyka szczątkowe dokumentuje się.
W przypadku podjęcia środków zmniejszających ryzyko należy rozważyć m.in. optymalny kształt i powierzchnię efektora końcowego, np. materiały wyściełające i amortyzujące w przypadku aplikacji HRC, likwidację ostrych krawędzi, optymalną masę i prędkość, zastosowanie urządzeń ochronnych i związanych z bezpieczeństwem funkcji wykrywających i ograniczających wywieraną siłę, nacisk lub energię kinetyczną celem zmniejszenia energii uderzenia.
Dopuszczalne dla części ciała ludzkiego wartości siły, nacisku, energii w kontakcie chwilowym oraz quasi-statycznym podano w specyfikacji technicznej ISO/TS 15066 dotyczącej robotów współpracujących. Narzędziem umożliwiającym pomiar rzeczywistych sił i nacisków wywieranych przez robota HRC wyposażonego w określony efektor końcowy jest zestaw PROBms firmy PILZ. Zestaw ten służy do pomiarów parametrów kolizji, tj. rejestrowania sił i nacisku (ciśnienia) mogących wystąpić podczas zderzenia robota z człowiekiem i jest wykorzystywany podczas walidacji. Zderzenia (kolizje) można uznać za bezpieczne tylko wtedy, gdy wartości pomiarów mieszczą się poniżej wartości granicznych zdefiniowanych w ISO/TS 15066 w Załączniku A.
Usługi w zakresie oceny ryzyka, przygotowania koncepcji bezpieczeństwa i projektu a także pomiarów omówionych parametrów świadczy Pilz Polska Sp. z o.o. Zapraszamy do zapoznania się z ofertą i współpracy z biurami na terenie całego kraju.
Więcej o rozwiązaniach dla robotyki
