Implementace kolaborativních robotů z pohledu legislativy

Typografie
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

Veškeré výrobky, strojní zařízení apod., musí mít vystaven dokument s názvem ES prohlášení o shodě. Důležité je si uvědomit, že vystavení tohoto prohlášení je pouze v kompetenci výrobce strojního zařízení nebo jeho zplnomocněného zástupce, viz směrnice 2006/42/ES, článek 12, odstavec 1.

Nikdo jiný není oprávněn prohlášení vystavit na zařízení nebo jej označit výrobním štítkem a evropským symbolem shody CE. Bez tohoto dokumentu nemůže být strojní zařízení uvedeno na trh, analogicky tak veškeré kolaborativní roboty na trhu mají vystaveno CE. Vystavení CE u kolaborativního robota se vztahuje jen na robota samého, který je bez nástroje prakticky nepoužitelný. Jakmile se na kolaborativního robota umístí jakýkoliv nástroj, dojde k zásahu do stroje a nyní už se nejedná jen o kolaborativního robota samotného, ale o nový stroj (kolaborativního robota a nástroj). V takovém případě se musí vystavit nové ES prohlášení o shodě pro tento systém a celé robotizované pracoviště.

V současné době existuje řada nejasností v oblasti legislativy týkající se implementace kolaborativních robotů a mnohdy podniky v ČR ani nevědí, že existují možnosti, jak umístit tyto stroje mezi operátory. Ze strachu porušení bezpečnostních předpisů a předejití úrazu na pracovišti, umisťují kolaborativní roboty jako standardní průmyslové roboty do klecí, či mimo pracovní prostor operátorů. Za účelem definování maximální síly a tlaku, kterými může robot působit na člověka, byla vydána norma ISO/TS 15066:2016, kde jsou tyto hodnoty definovány.

kolaborativni robot legislativa 2019 2

Bezpečnostní požadavky na kolaborativní roboty dle ISO/TS 15066

Většina kolaborativních robotů je navržena tak, aby se při kontaktu s člověkem okamžitě zastavily a tím nezpůsobily úraz. Takto to většina výrobců a prodejců prezentuje. Ne vždy je ovšem pravda, že kolaborativní robot nepřekročí síly a tlaky definované v ISO/TS 15066. Zde je nutné být opatrný, je potřeba si uvědomit, že pokud bude kolaborativní robot s užitečným zatížením např. 8 kg v pohybu, tak při nárazu bude mít značnou kinetickou energii. Pak je otázkou, zda pokud by operátora přirazil k nějakému předmětu, zda nedojde k překročení povolených hodnot tlaku a síly.
Norma ISO/TS 15066 je doplnění norem ČSN EN ISO 10218-1 a ČSN EN ISO 10218-2 a umožňuje spolupráci lidí a kolaborativních robotů. Při implementaci kolaborativního robota na pracoviště vznikne průnikem operačního prostoru kolaborativního robota a pracovní prostoru člověka pracovní prostor spolupráce viz obr. 1. Norma obsahuje minimální požadavky pro navrhování a implementaci tohoto prostoru, který snižuje riziko pro lidi. Dle této normy není u některých silově omezených aplikací, které jsou v souladu s normami ČSN EN ISO 10218-1 a ČSN EN ISO 10218-2 nutné, používat bezpečnostní kryty a ochranná zařízení.
Norma definuje hodnoty efektivní hmotnosti a tuhosti pro model člověka viz tab. 1.

kolaborativni robot legislativa 2019 3
Dále norma uvádí povolené maximální rychlosti a minimální odstupy a definuje celkem 29 různých bodů na lidském těle. Ke každému z těchto bodů jsou přiřazeny dvě různé hodnoty tlaku a síly pro dva typy kontaktu, které nezpůsobí člověku zranění. Jedná se o:

Kvazi-statický kontakt
Kontakt mezi operátorem a částí robotického systému, kde nějaká část operátorova těla může být sevřena mezi pohybující se částí robotického systému a jinou fixní, nebo pohybující se částí robota.

Přechodový kontakt
Kontakt mezi operátorem a částí robotického systému, kde žádná část těla operátora není zablokována a operátor může ucuknout nebo uhnout před pohybující se částí robotického systému.
Tab. 2 specifikuje dovolená zatížení na jednotlivé části lidského těla s ohledem na typ kontaktu.
Pro každou oblast těla pak může být maximální dovolená přenesená energie vypočítána jako funkce maximální síly nebo maximálního tlaku uvedených v tabulce.
Maximální dovolená přenesená energie jako funkce maximální síly se vypočte dle následujícího vzorce: E = Fmax2 / 2k
kde

  • E je přenesená energie;
  • Fmax je maximální kontaktní síla pro specifickou oblast těla viz tab. 2;
  • k je efektivní tuhost pro specifickou oblast těla viz tab. 1.

Instalace nástrojů na kolaborativního robota

Jak již bylo uvedeno na začátku, tak při implementaci nástroje je nutné vystavit nové ES prohlášení o shodě. Tomu však předchází povinnost provést analýzu rizik dle normy ČSN EN ISO 12100. Pokud hrozí rizika od nástroje, manipulovaného dílu, přípravku, pracovního stolu, prostředí atd., tak je potřeba přijmout bezpečnostní opatření a daná rizika odstranit, nebo snížit na přijatelnou mez. Pokud se tedy na kolaborativního robota použije jako nástroj například řezací nástroj, tak z analýzy rizik pravděpodobně vyplyne povinnost, že kolaborativní robot bude muset být umístěn v krytovaném prostoru a přístup k němu bude dovolen pouze pokud bude nástroj bezpečně zastaven. Současně se také řeší rizika od samotného obrobku, např. zda je kryt schopen zadržet odlétající části od obrobku, nebo zda zlomený či roztříštěný nástroj neprorazí kryt atd.

kolaborativni robot legislativa 2019 4

Kontakt kolaborativního robota s citlivými orgány člověka

Z častých důvodů, proč jsou kolaborativní roboty umisťovány do klece či mimo pracovní prostor operátorů je fakt, že se konstrukce robota může dotknout citlivých orgánů operátorů, jako jsou například oči a způsobit tak trvalé zdravotní následky. Toto může být řešeno vymezením prostoru spolupráce, tak aby se minimalizovala možnost kontaktu kolaborativního robota s měkkými tkáněmi člověka a povinné používání osobních ochranných pomůcek, jako jsou ochranné brýle.

Nezapomenout na elektromagnetickou kompatibilitu

Další záležitostí, kterou je třeba při implementaci řešit z hlediska bezpečnosti, je elektromagnetická kompatibilita (EMC). Návrh a konstrukce kolaborativního robota musí zamezit nebezpečným pohybům nebo situacím vlivem očekávaných jevů elektromagnetického rušení (EMI), rušení radiovými vlnami a elektrostatickým výbojem.
Při implementaci kolaborativního robota na pracoviště se musí provést měření EMC a musí se dosahovat bezpečných hodnot. Při implementaci na linku, která je s kolaborativním robotem propojena např. softwarem, se navíc musí provést měření EMC pro celý systém (kolaborativního robota a linku). Implementace je tedy po legislativní stránce velmi složitou záležitostí a je třeba si uvědomit, na jaké aplikace bude kolaborativní robot využíván, s jakými bude pracovat nástroji a jakými obrobky. Proto je nutné provést důkladnou analýzu pracoviště, kde bude kolaborativní robot pracovat a analýzu všech procesů, operací a činností, které bude vykonávat. Z těchto analýz pak vyplyne složitost implementace kolaborativního robota po legislativní a technické stránce.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cz cervenec 2019s

ElektroPrůmysl.cz, září 2019

Číslo je zaměřené na elektrické pohony, měniče frekvence, řízení polohy a pohybu.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

Vyšší úroveň bezpečnosti – NKT instal CYKY Dca Inovovaný kabel s vylepšeným materiálem pláště, nešíří plamen, splňuje požární klasifikaci „Dca“.
ProfCom, s.r.o. (Professional Component Services) Autorizované zastoupení a distribuce produktů průmyslové automatizace značky Delta pro ČR a SR.
EATON TOUR 2019 - Inteligentní jištění a ovládání Konstruktéři, projektanti a elektrotechnici jste zváni zdarma na cyklus odborně-technických přednášek po celé ČR pod vedením špičkových odborníků zaměřených především na praktická řešení a ukázky.
VOLTWORLD.cz - Svět měřicí techniky! Internetový obchod s kvalitní měřicí technikou osvědčených světových značek. Akční ceny, výhodné sady, půjčovna, servis, kalibrace, školení a semináře.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.