Materiał wydrukowany z portalu www.wnp.pl. © Polskie Towarzystwo Wspierania Przedsiębiorczości 1997-2016

Co robić, by człowiek, współpracując z robotem, był bezpieczny?

Autor:  wnp.pl (JM)  |  20-03-2017 13:26
O warunkach bezpieczeństwa podczas współpracy ludzi i robotów przemysłowych mówi Roberta Nelson Shea, Global Technical Compliance Officer w Universal Robots.

Jakie są podstawowe zasady bezpieczeństwa współpracy człowieka z robotem na liniach produkcyjnych?

Roberta Nelson Shea.
Fot. Mat. pras.

- Należy wybrać odpowiednie komponenty systemu robotycznego, tak aby ewentualny kontakt był bezurazowy. Roboty współpracujące, koboty, to roboty o ograniczonej mocy i sile, jednak nie można zapominać, że system robotyczny obejmuje także manipulatory i obiekty, które same w sobie nie powinny stwarzać zagrożenia.

Po drugie, należy zaprojektować obszar roboczy, tak aby ramię robota mogło swobodnie w nim pracować - należy unikać sytuacji, w których istnieje możliwość przygniecenia kogoś/czegoś przez robota. Następnie należy zaprogramować ruchy, których trajektoria nie będzie skierowana w kierunku człowieka. Gdy system robotyczny zbliża się do przedmiotu, prędkość ruchu i chwytania powinna być zredukowana, aby wyeliminować ewentualne ryzyko.

W każdym przypadku konieczne jest przeprowadzenie analizy ryzyka dla danego zastosowania w danym obszarze roboczym i zredukowanie ewentualnego ryzyka.

Jakie błędy są najczęściej popełniane w tym zakresie, z jakimi konsekwencjami mogą się wiązać, jak ich uniknąć?

- Nie jestem w stanie powiedzieć, jakie błędy są najczęściej popełniane - nie jest to moja rola. Słyszę jednak o ryzykownych sytuacjach. Czasami nasze roboty kupowane są bez konkretnego pomysłu na ich zastosowanie. Po prostu się ich używa. Często okazuje się to skuteczne, jednak czasami, aplikacja może być nieprzystosowana do współpracy systemu robotycznego z człowiekiem.

Jako przykład posłużyć może film, w którym manipulator chwyta duży nóż, a zadaniem systemu robotycznego jest cięcie kurczaków. W tym przypadku zastosowanie jest niebezpieczne, a zatem system robotyczny powinien być potraktowany w sposób tradycyjny - z wykorzystaniem barier ochronnych.

Przykład z nożem i cięciem kurczaków pokazuje także, że nie przeprowadzono niezbędnej analizy ryzyka - na filmie nie widzimy żadnych osłon ani urządzeń ochronnych. A zatem są użytkownicy, którzy nie przeprowadzają oceny ryzyka. A to wynika z ignorancji, bo analiza ryzyka jest wynikiem zdrowego rozsądku. Gdy ktoś przeprowadzi ją po raz pierwszy, okazuje się, że wcale nie jest to skomplikowany proces.

Są także przypadki, w których aplikacja współpracująca może być wdrożona, jednak przewidywane tempo produkcji nie może zostać osiągnięte. Można to rozwiązać, wykorzystując skaner bezpieczeństwa, dzięki któremu wymogi produkcji mogą zostać spełnione, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo ludzi, gdy robot pracuje na pełnych obrotach.

W lutym 2016 r. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna opublikowała nową specyfikację techniczną określającą wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych. Jakie są jej podstawowe założenia, jakie zmiany wprowadza?

- ISO TS 15066 jest rozszerzeniem zagadnień zawartych w EN ISO 10218-1 oraz EN ISO 10218-2. Dostarcza dodatkowych wytycznych, niemniej jednak pojawiły się także dodatkowe pytania. Specyfikacja techniczna ISO TS 15066 koncentruje się na robotycznych aplikacjach o ograniczonej mocy i sile - zawiera aneks z wartościami opisującymi poziomy bólu operatora podczas używania systemów robotycznych o ograniczonej mocy i sile. Te wartości są restrykcyjne, niektórzy sądzą, że zbyt restrykcyjne. Jednak aktualnie nie dysponujemy innymi wynikami badań na ten temat.

ISO TS 15066 oraz ISO 10218-2 wymagają weryfikacji i walidacji. Dodatkowe wątpliwości, które się pojawiły, to między innymi:

- Czy wartości podane w aneksie do ISO TS 15066 powinny być mniej restrykcyjne? Jeżeli tak, to jakie być powinny?

- W jaki sposób przeprowadzić wymaganą weryfikację i walidację ISO TS 15066 oraz ISO 10218-2? Czy możliwe jest przeprowadzenie symulacji, która pozwoliłaby na stwierdzenie, czy aplikacja współpracująca jest w danym przypadku dopuszczalna? Po drugie, jaka technika byłaby adekwatna do walidacji chwilowych uderzeń? Chwilowe uderzenie następuje wtedy, gdy robot napotyka na swojej drodze przeszkodę, jednak nie następuje przygniecenie, a ramię robota przesuwa przeszkodę. Jeżeli chodzi o przygniecenie, może ono być weryfikowane za pomocą tensometru lub czujnika. Chwilowe uderzenia są o wiele trudniejsze do analizowania w przypadku poszczególnej aplikacji, a zatem symulacja byłaby bardzo pomocna. Nie została jeszcze wypracowana akceptowalna technika walidacyjna. Często, siły chwilowych uderzeń są błędnie oceniane z wykorzystaniem tensometru, który w rzeczywistości nie jest w stanie zmierzyć działających w tej sytuacji sił.

A zatem jeszcze dużo pracy przed nami w planowaniu i wprowadzaniu technik walidacji.

Co oznacza wprowadzenie jej w życie dla przedsiębiorstw przemysłowych korzystających już z robotów w trakcie procesu wytwórczego oraz inwestujących w tego typu rozwiązania?

- ISO TS 15066 nie stosuje się do systemów i aplikacji, które istniały przed publikacją ISO TS 15066 - specyfikacja o tym mówi. Dotyczy ona systemów wdrażanych począwszy od lutego 2016 r. Jeżeli specyfikacja techniczna wykorzystywana jest w praktyczny sposób i przeprowadzona jest analiza ryzyka - TS jest przydatna i stanowi ramy do poprawnego wdrożenia aplikacji współpracującej.

Jakie nowe wymogi dotyczą producentów robotów przemysłowych?

- ISO TS 15066 przeznaczona jest dla integratorów i użytkowników końcowych robotów współpracujących. Jest uzupełnieniem EN ISO 10218-1, nie dotyczy producentów robotów.

* * *
Roberta Nelson Shea jest absolwentką Worcester Polytechnic Institute (USA), posiada tytuł magistra inżyniera ze specjalizacją zaawansowana inżynieria bezpieczeństwa i zarządzania.

Wybrana przez ASSE (American Association of Safety Engineers) do zestawienia 100 najbardziej wpływowych kobiet związanych z bezpieczeństwem. Przez 23 lata była członkiem amerykańskiego komitetu ds. bezpieczeństwa robotów. Od przeszło 35 lat związana z automatyzacją produkcji, przewodnicząca komitetu ISO podczas prac nad specyfikacją dotyczącą oceny ryzyka w środowisku robotów współpracujących.

Roberta Nelson Shea była związana zawodowo m.in. z Rockwell Automation, Symbotic LLC, Honeywell i Proctor & Gamble.  We wrześniu 2016 r. objęła stanowisko GTCO (Global Technical Compliance Officer) w Universal Robots - obowiązki pełni głównie w siedzibie UR w Odense w Danii.

Materiał wydrukowany z portalu www.wnp.pl. © Polskie Towarzystwo Wspierania Przedsiębiorczości 1997-2016