Bez iežogojuma, bet atbilstošs: pāreja uz ISO 10218-2 un OSHA drošības standartiem Cobot paliktņiem

Mūsdienu sadarbības robotu palešu licēja galvenais pārdošanas punkts ir tā atvērtā, mazā-nospieduma dizains. Atšķirībā no tradicionālajiem lieljaudas-četru-asu industriālajiem robotiem, kuriem ir nepieciešams metāla nožogojums no grīdas-līdz-griestiem, bloķējoši drošības vārti un vieglie aizkari, sadarbības roboti tiek tirgoti kā aprīkojums, kas var darboties kopā ar cilvēkiem. Rūpnīcas vadītājam, kurš vēlas optimizēt grīdu izkārtojumu aiz ātrgaitas-pārveidošanas līnijas, fizisko būru noņemšana šķiet vienkāršs veids, kā ietaupīt vietu, samazināt uzstādīšanas izmaksas un uzlabot iekrāvēja pieejamību.

Tomēr šī nenožogotā iekārta rūpnīcas pārbaužu laikā bieži kļūst par nopietnu atbilstības apdraudējumu.

Pārpratums slēpjas sadarbības robota rokas sajaukšanā ar atbilstošu palešu sistēmu. Lai gan ražotājs var būt sertificējis kobotsviru kā drošu izņemšanu no kastes, brīdī, kad pievienojat smaga metāla skavu, paņemat asām -malām gofrētā kartona saišķi un lielā ātrumā šūpojat to pa gaisu, visa iekārta kļūst par lielu-enerģijas ražošanas apdraudējumu. Ja šis kustīgais saišķis saskaras ar strādnieku, trieciens var izraisīt nopietnus savainojumus. Tāpēc reģionālie drošības inspektori, kas darbojas saskaņā ar OSHA vai Eiropas CE direktīvām, var slēgt un arī darīs slēgtu palešu izvietošanas kameru bez iežogojuma, ja tā neatbilst formālam riska novērtējumam.

Lai saprastu atbilstību, jums ir jāaplūko trieciena enerģijas praktiskā fizika. Saskaņā ar starptautiskajiem drošības ietvariem robots ir patiesi sadarbīgs tikai tad, ja neparedzētas sadursmes laikā tā enerģijas atdeve ir zem cilvēka ķermeņa sāpju un traumu sliekšņa. Šī operatīvā pieeja ir pazīstama kā jaudas un spēka ierobežošana.

Kustīgas robotizētas kravnesības kopējo kinētisko enerģiju nosaka divi reālie{0}}pasaules mainīgie: sistēmas kopējā masa un tās darbības ātrums. Iepakojuma vidē masa ir fiksēts mainīgais lielums, ko nosaka jūsu ražošanas prasības. Jūs nevarat mainīt gofrētā saišķa svaru, kā arī nevar viegli samazināt konstrukcijas tērauda vai alumīnija satvērēja svaru, kas nepieciešams tā nostiprināšanai. Tāpēc vienīgais mainīgais lielums, ko varat mainīt, lai trieciena enerģija būtu drošās robežās, ir robota rokas lineārais ātrums.

Lai ievērotu sadarbības standartus bez jebkādiem fiziskiem šķēršļiem, kobotu palešu lādētājam bieži ir jāierobežo lēns lineārais ātrums, parasti zem ceturtdaļas metra sekundē. Tomēr, ja jūsu augšpuses locīšanas, līmēšanas vai siksnu līnija izlādē divdesmit-piecus saiņus minūtē, robota rokas darbināšana ar tik zemu ātrumu radīs tūlītēju sastrēgumu. Materiāls tiks dublēts gar jūsu konveijeriem, galu galā izraisot avārijas līnijas apstāšanos uz mapes-līmētāja un nopietni pasliktinot jūsu kopējo iekārtas efektivitāti.

Lai saglabātu augstu caurlaidspēju, robotam jāpārvietojas ātri. Bet, kad tas pārvietojas ātri, tas pārstāj darboties saskaņā ar standarta jaudas un spēka ierobežojumiem. Lai atrisinātu šo paradoksu, ir jāatsakās no pastāvīgiem ātruma ierobežojumiem un jāveic dinamiska drošības uzraudzība.

Lai izveidotu saderīgu, ātrdarbīgu,{0}}bez norobežotu palešu kameru, ir jāievieš uzlabota drošības stratēģija, kas pazīstama kā ātruma un atdalīšanas uzraudzība. Šo pieeju regulē divi galvenie starptautiskie standarti, ko drošības auditori izmanto, lai novērtētu rūpnīcas grīdas.

ISO 10218-2: Robotu sistēmas un integrācija

Šis standarts nosaka drošības prasības rūpniecisko robotu sistēmu un šūnu integrācijai. Tas nosaka, ka ir jāveic visaptverošs, dokumentēts riska novērtējums visai iekārtai. Tas nozīmē, ka jūs nevarat vienkārši norādīt uz sertifikātu, kas tika piegādāts kopā ar robota roku. Integrētājam vai rūpnīcas īpašniekam ir jānovērtē roka, satvērējs, fiziskā vide un produkta, kas tiek apstrādāts kā vienota integrēta sistēma, īpašās īpašības.

ISO/TS 15066: Sadarbības roboti

Šī tehniskā specifikācija sniedz konkrētus kvantitatīvus norādījumus par robotu sadarbību. Būtiski, ka tas nosaka maksimālos pieļaujamos kontaktspēkus dažādām cilvēka ķermeņa zonām, sadalot kontaktus divās kategorijās:

• Pārejoša kontaktpersona:Dinamiska, īsa{0}}ilguma ietekme, kad robots uztriec strādniekam, kurš var brīvi pārvietoties. Enerģija tiek absorbēta momentāni, un pieļaujamie spēka sliekšņi ir salīdzinoši augsti, jo cilvēka ķermenis var atsperties no trieciena.
• Kvazi{0}}statiskā kontaktpersona:Saspiešanas vai saspiešanas risks, kad cilvēks ir iesprostots starp kustīgo robotu un nekustīgu objektu, piemēram, konveijera rāmi, konstrukcijas balstu vai pašu paleti. Tā kā darbinieks nevar pārvietoties, pieļaujamie spēka sliekšņi ir ārkārtīgi zemi, jo ir augsts novājinošu saspiešanas ievainojumu risks.

Saskaņā ar šīm vadlīnijām jūs varat likumīgi darbināt automātisko palešu robotu tā maksimālajā rūpnieciskajā ātrumā bez stingra nožogojuma, ja uzstādāt uzraudzītu drošības sistēmu, kas uztur aprēķināto aizsargājošo attālumu starp robotu un darbiniekiem. Ja šis attālums tiek pārkāpts, sistēmai ir automātiski jāpalēninās vai jāapstājas, pirms var rasties jebkāds fiziskais kontakts, pilnībā novēršot gan pārejošus, gan gandrīz{1}}statiskus kontakta notikumus.

Visefektīvākais veids, kā panākt atbilstību atvērtai{0} grīdai, vienlaikus saglabājot augstu caurlaidspēju, ir rūpnieciskās drošības lāzera skeneru izvietošana palešu šūnas pamatnē. Šie skeneri projicē plakanu, daudzslāņu infrasarkano staru uzraudzības lauku pāri grīdai, sadalot atvērto laukumu ap paleti atšķirīgās darbības zonās.

Šīs zonas tiek kartētas tieši robota drošības kontrolierī, izmantojot specializētus programmatūras protokolus, kas uztur divu{0}}kanālu dublēšanu, lai novērstu vienu elektroniskas kļūmes punktu. Šūna pārvalda cilvēka klātbūtni, izmantojot pakāpenisku, automatizētu ātruma samazināšanas matricu, kas līdzsvaro drošību

ar darbības nepārtrauktību.

Dinamiskā drošības lauka zonas matrica
 

Izmantojot šo daudzpakāpju{0}}pieeju, šūna joprojām pilnībā atbilst ISO 10218-2. Operatori var aiziet līdz palešu stacijai, lai pārbaudītu etiķetes, pārbaudītu līmēšanas līnijas vai izmestu tukšās palešu pamatnes, nepiespiežot manuālu avārijas apturēšanu, kas prasa ilgstošu elektrisko atiestatīšanu un novietošanas procedūru.

Drošas atdalīšanas attāluma aprēķināšana

Lai apmierinātu drošības auditoru, jūsu dzeltenās un sarkanās zonas fiziskās robežas nevar uzminēt; tie ir jāaprēķina, pamatojoties uz nozares{0}}standarta formulu, kurā ņemti vērā vairāki reālie laika{1}}faktori:

1. Rokas-atspoguļošanas vai tuvošanās ātrums:Standarta cilvēka iešanas ātrums, ko nosaka drošības noteikumi, ir 1,6 metri sekundē. Ja operators skrien vai sasniedz ātri, riska novērtējuma laikā šī bāzes līnija var būt jāpielāgo uz augšu.
2. Skenera reakcijas laiks:Lāzerskenera iekšējā apstrādes aizkave, kas atspoguļo laiku, kas nepieciešams, lai ierīce noteiktu šķērsli un mainītu drošības izvades stāvokli.
3. Drošības kontroliera reakcijas laiks:Laiks, kas nepieciešams robota iekšējās drošības PLC, lai apstrādātu skenera apturēšanas signālu un dotu motora piedziņām komandu pārtraukt strāvu vai iedarbināt bremzes.
4. Robota kopējais apstāšanās attālums:Robota rokas fiziskais attālumspēctiek iedarbinātas bremzes. Tas lielā mērā ir atkarīgs no rokas maksimālā ātruma, satvērēja svara un no tā, vai apstāšanās signāla brīdī tas nes pilnu kartona saišķi.

Ja robotam nepieciešama pus-sekunde, lai pilnībā apstātos, pārvadājot smagu kravu pilnā ātrumā, un drošības elektronika ievieš nelielu apstrādes aizkavi, sarkanās zonas robežai jābūt novietotai pietiekami tālu, lai nodrošinātu, ka cilvēks, kas staigā normālā ātrumā, nevar pārvarēt šo atstarpi, pirms robots pilnībā apstājas.

Izplatīta kļūda, kas noved pie neveiksmīgas drošības pārbaudes, ir koncentrēšanās tikai uz robota roku, vienlaikus ignorējot{0}}rokas{1}}gala rīka dizainu. Tradicionālajiem pneimatiskajiem sānu-skavas satvērējiem, ko izmanto rievotu saišķu sakraušanai, ir augsta-spiediena cilindri, kas rada ievērojamus saspiešanas spēkus. Ja strādnieks ieliek roku kamerā bez norobežojuma un ieķeras šajās skavās, var gūt smagus savainojumus, kas rada kritisku kvazistatisku kontakta risku.

Lai saglabātu atbilstošu, atvērtu{0}}grīdas izkārtojumu, jūsu satvērēja inženierijā ir jāiekļauj īpaši drošības līdzekļi, kas novērš vai mazina šos mehāniskos saspiešanas punktus.

Noapaļota ģeometrija un deformējamas malas

Satvērēja šasijai jābūt pilnīgi bez asiem stūriem, atklātām skrūvju vītnēm vai nazi{0}}līdzīgām plāksnes malām. Visām ārējām alumīnija vai tērauda plāksnēm jābūt ar lieliem rādiusa stūriem. Turklāt vadošās trieciena virsmas ir jāaprīko ar mīkstiem, enerģiju absorbējošiem poliuretāna putu buferiem vai spiedienjutīgām drošības malām. Ja šīs drošības malas tiek nedaudz saspiestas, tās nosūta tūlītēju pārtraukuma signālu robota kontrolierim, apturot visas kustības, pirms destruktīvie spēki var veidoties pret cilvēka ekstremitāti.

Uzraudzītā vakuuma matricas kļūme{0}}seifi

Ja jūsu šūnā mehānisko skavu vietā tiek izmantota vakuuma{0}}balstīšana, rīkā ir jāintegrē neatkarīgi, divkanālu vakuuma sensori. Liels apdraudējums bez iežogojuma palešu ieklāšanā ir risks, ka produkts izdala vidēju-gaisu liela-ātruma šūpošanās fāzes laikā, pārvēršot smagu kūli bīstamā šāviņā.

Vakuuma vadības sistēmai ir jābūt integrētiem pretvārstiem, kas uztur spiedienu pat pēkšņa rūpnīcas saspiestā gaisa zuduma laikā. Turklāt, ja sensori konstatē vakuuma efektivitātes samazināšanos zem drošas darbības sliekšņa, robotam nekavējoties jāpārslēdzas ierobežota ātruma režīmā un jāveic zema{1}}augstuma kontrolēts nolaišanās ceļš, lai droši novietotu nestabilo kravu, neļaujot tai izmest ārpus uzraudzītā skenera nospieduma.

Saspiediet{0}}punktu aptvērumu

Visām atklātajām saitēm, šķērveida mehānismiem, pneimatiskajiem cilindru stieņiem un satvērēja mehāniskajiem šarnīra savienojumiem jābūt fiziski izolētiem. To panāk, virs kustīgajiem mehānismiem uzstādot aizsargājošas elastīgas plēšas, neoprēna apvalkus vai caurspīdīgus polikarbonāta vairogus. Mērķis ir padarīt fiziski neiespējamu, ka operatora pirksti iekļūs mehāniskā slazdā instrumenta iespīlēšanas vai iedarbināšanas laikā.

Ne-sprostota robotizēta šūna ir saderīga tikai ar tās dokumentāciju. Kad OSHA inspektors vai iekšējais korporatīvās drošības auditors pārbauda jūsu ražotni, viņus neapmierinās verbālie apliecinājumi vai vienkārša lāzerskeneru demonstrēšana. Viņi lūgs redzēt sistēmas oficiālo drošības lietu. Lai nodrošinātu, ka jūsu iestāde darbojas bez naudas sodiem vai darbības pārtraukšanas, jūsu integrācijas komandai ir jānodrošina pilnīga, pārbaudīta atbilstības pakete.

1. darbība. Oficiālais riska novērtējuma dokuments

Šis dokuments ir visaptveroša izklājlapa vai pārskats, kas ir jūsu drošības atbilstības pamats. Tajā ir sistemātiski jāuzskaita visi potenciālie apdraudējumi, kas identificēti šūnā visās darbības fāzēs,{1}}ieskaitot parasto ražošanu, iestrēgumu novēršanu, jaunu modeļu mācīšanu un kārtējās apkopes veikšanu.

Ieraksta paraugs atbilstošā riska novērtējumā atbilst strukturētai secībai:

• Identificēts apdraudējums:Operatora iesprūšana vai saspiešana starp robota roku un betona konstrukcijas ēkas kolonnu palešu maiņas operācijas laikā.
• Sākotnējais riska līmenis:Augsts, ņemot vērā iespējamus smagus saspiešanas ievainojumus un šūnas atvērto raksturu.
• Seku mazināšanas stratēģija:Programmatūras -noteiktu drošības ierobežojumu ieviešana robota kontrollerī, kas fiziski ierobežo rokas artikulācijas diapazonu, padarot roku mehāniski neiespējamu iekļūt klīrensa vietā kolonnas tuvumā.
• Atlikušais riska līmenis:Zems, jo apdraudējums ir novērsts no sistēmas, izmantojot sertificētu drošības programmatūru.

2. darbība: pārtrauciet-laika mērīšanas validāciju

Drošības inspektori bieži prasīs fiziskus pierādījumus, ka jūsu aprēķinātie drošības attālumi atbilst reālajai -pasaules veiktspējai. Šī validācija tiek veikta

izmantojot specializētu,{0}}trešās puses instrumentu, ko sauc par apstāšanās-laika mērītāju.

Validācijas laikā robots tiek darbināts ar 100% darbības ātrumu ar maksimālo nominālo slodzi. Testēšanas inženieris izmanto mērītāju, lai aktivizētu drošības apturēšanu, vienlaikus mērot precīzu sekundes daļu un precīzus milimetrus, kas nepieciešami, lai robots sasniegtu absolūtu nulles kustību. Šie fiziskās pārbaudes žurnāli ir jāizdrukā, jāparaksta un jāpievieno drošības failam, pierādot, ka lāzerskenera robežas ir pareizi novietotas attiecībā pret cilvēka pieejas ātrumu.

3. darbība. Biomehāniskā spēka{1}}griezes momenta pārbaude

Sistēmām, kas paļaujas uz jaudas un spēka ierobežošanu noteiktās zonās, ir jāizmanto specializētas trieciena-mērīšanas ierīces, lai apstiprinātu atbilstību ISO/TS 15066. Šajās ierīcēs tiek izmantotas kalibrētas atsperes un elektroniskie spēka devēji, kas izstrādāti, lai atdarinātu cilvēka gaļas un kaulu bio-elastību.

Testēšanas rīks tiek novietots robota ceļā, un robotam tiek dota komanda tīši sadurties ar to ar tam paredzēto sadarbības ātrumu. Ierīce reģistrē gan maksimālo trieciena spēku, gan nepārtraukto saspiešanas spēku. Ja reģistrētās vērtības ir zemākas par maksimālajiem Ņūtona sliekšņiem, kas noteikti cilvēka audu kontaktam, sistēma tiek pārbaudīta kā droša darbībai bez iežogojuma konkrētajā zonā.

Pēdējais komponents, lai uzturētu atbilstošu beznožogotu palešu izvietošanas šūnu, ir cilvēka elements. Tā kā nav fizisku vārtu, ko atslēgt, operatori var viegli radīt viltus drošības sajūtu ap sadarbojošu robotu, aizmirstot, ka tas ir smagas rūpnieciskas iekārtas gabals. Stingrai atbilstības stratēģijai ir jāietver nepārtraukta darbības apmācība un skaidri vizuāli norādījumi uz rūpnīcas grīdas.

Vizuālā stāvu kartēšana

Kamēr lāzerskeneri rada neredzamus drošības laukus, operatoriem ir nepieciešami skaidri vizuāli indikatori, lai saprastu, kur beidzas drošās zonas un sākas bīstamās zonas. Fiziskajai grīdai ap cobot palešu krātuvi jābūt krāsotai vai pielīmētai, lai tā atbilstu skenera iekšējai zonējuma matricai.

Spilgti dzeltenajam izcēlumam ir skaidri jānorāda brīdinājuma zona, kurā robots palēninās ātrumu, un viengabalainajām sarkanajām apmalēm ir jāatzīmē iekšējā robeža, kurā robots veiks stingru apturēšanu. Tas ļauj iekrāvēju vadītājiem un grīdas strādniekiem pārvietoties pa kameru, neradot nejaušu ražošanas palēnināšanos.

Operatora iejaukšanās protokoli

Operatoriem ir jābūt apmācītiem, kā pareizi iekļūt kamerā un iziet no tās, veicot ikdienas darbības, piemēram, etiķetes uzlikšanu, kvalitātes pārbaudes vai deformēta kartona saišķa notīrīšanu. Tā vietā, lai vienkārši ieietu skenera laukā un akli paļautos uz automātisko lāzera palēninājumu, labākā prakse nosaka, ka vietējā operatora panelī jāizmanto kontrolēta pauzes funkcija. Tas noved pie robota kontrolētas apstāšanās noteiktā sākuma stāvoklī, ļaujot darbiniekam paveikt savu uzdevumu bez negaidītas kustības riska, aizsargājot gan darbinieku, gan iekārtas mehānisko integritāti.

Līdzsvarot ātrgaitas{0}}ražošanas caurlaidspēju ar atvērto-pastāva elastību, ir pilnīgi iespējams, taču tam ir jāpāriet no standarta-no--kastes rūpnīcas iestatījumiem. Projektējot savu kameru ap dinamiskām lāzerskenēšanas zonām, izvēloties atbilstošu satvērēju mehāniku, uzturot skaidru inženiertehnisko dokumentāciju un pareizi apmācot savus darbiniekus, jūs varat maksimāli palielināt iekārtas efektivitāti, vienlaikus nodrošinot, ka jūsu iekārta pilnībā atbilst mūsdienu starptautiskajiem drošības standartiem.

Nepieciešama palīdzība, izvēlotiesietērpsht Robotic Palletizer jums? Contasazinieties ar mūsu komandu, lai saņemtu bezmaksas konsultāciju, pamatojoties uz jūsu papīra izmēra un ražošanas apjoma prasībām.