Сертификация промышленных роботов

01

Что применяется

02

Опасности роботизированной ячейки

• удар манипулятором при движении на высокой скорости;
• защемление между роботом и неподвижной конструкцией;
• травмирование инструментом на фланце: захват, сварочная горелка, фреза;
• выпадение или выброс заготовки из захвата;
• непредвиденное движение при восстановлении питания;
• запуск программы при нахождении человека в зоне;
• ожог и излучение при сварочных операциях;
• травмы при обучении программы в ручном режиме.

03

Ограждения и защитные устройства

04

Оценка рисков компоновки

Анализ рисков проводится для конкретной ячейки и учитывает не только робота, но и всё, что находится в зоне: инструмент, оснастку, транспортные системы, места загрузки и выгрузки. Оценивается досягаемость манипулятора с учётом инструмента — она больше паспортной зоны робота на длину рабочего органа и на габарит заготовки. Определяются безопасные расстояния до ограждений исходя из времени остановки и скорости подхода человека. Отдельно рассматриваются нештатные режимы: наладка, обучение программы, устранение застревания, техническое обслуживание. Именно в этих режимах происходит большинство несчастных случаев, поскольку защитные устройства временно отключаются, а работа ведётся внутри зоны.

05

Коллаборативные роботы

Роботы, предназначенные для работы рядом с человеком без ограждений, реализуют один или несколько принципов: контроль остановки при присутствии человека, ручное направление, контроль скорости и расстояния, ограничение силы и мощности. Ключевое заблуждение — считать, что маркировка «коллаборативный» сама по себе разрешает работу без ограждений. Безопасность определяется приложением: тот же робот с острым инструментом или с тяжёлой заготовкой перестаёт быть безопасным при контакте. Поэтому для коллаборативных установок обязательна оценка рисков конкретного применения с измерением сил и давлений при контакте с телом человека, а результаты измерений входят в доказательственные материалы.

06

Система управления безопасностью

• цепи безопасности с требуемым уровнем полноты;
• дублирование каналов и контроль отказов;
• контакторы с принудительно управляемыми контактами;
• защита от самопроизвольного восстановления работы;
• раздельные режимы: автоматический, ручной, наладочный;
• ограничение скорости в ручном режиме;
• устройство разрешения для работы внутри зоны;
• протоколирование срабатываний защит.

07

Комплект документов

1. техническое описание ячейки с составом оборудования и с планировкой;
2. документы изготовителя робота и декларация о встраивании;
3. обоснование безопасности ячейки с анализом рисков;
4. расчёт безопасных расстояний и времени остановки;
5. схема электрическая и описание цепей безопасности;
6. протоколы по электробезопасности и по ЭМС;
7. руководство по эксплуатации на русском языке;
8. инструкции по наладке, по обучению программы и по обслуживанию;
9. программа обучения персонала.

08

Ввод в эксплуатацию

1. проверить комплектность и соответствие поставки проекту;
2. смонтировать ограждения и защитные устройства;
3. проверить срабатывание блокировок и аварийного останова;
4. измерить фактическое время остановки и проверить безопасные расстояния;
5. для коллаборативных приложений выполнить измерения сил контакта;
6. провести пусконаладку и отработать нештатные режимы;
7. обучить операторов и наладчиков с оформлением результатов;
8. оформить акт ввода и передать эксплуатационную документацию.

09

Эксплуатация

• запрет входа в зону при работе в автоматическом режиме;
• порядок работ внутри зоны с блокировкой пуска;
• проверка защитных устройств с установленной периодичностью;
• контроль износа захватов и креплений инструмента;
• ведение записей об обслуживании и о срабатываниях защит;
• пересмотр оценки рисков при изменении оснастки и программы;
• ограничение доступа к изменению параметров безопасности;
• расследование инцидентов с пересмотром мер.

10

Декларация о встраивании

Изготовитель манипулятора поставляет его как частично укомплектованное оборудование и сопровождает документом, в котором указывает, какие требования безопасности выполнены, а какие остаются на интеграторе. Этот документ прямо запрещает ввод робота в эксплуатацию до того, как машина, в которую он встраивается, будет признана соответствующей. Для покупателя это означает, что комплект от поставщика робота не является достаточным основанием для запуска: он лишь исходный материал для оценки ячейки. Инструкция по монтажу изготовителя описывает условия, при соблюдении которых манипулятор сохраняет заявленные характеристики: способ крепления основания, допустимые нагрузки на фланец, требования к питанию и к охлаждению. Отступление от них выводит оборудование за пределы подтверждённых параметров.

11

Инструмент и оснастка

• захваты: удержание заготовки при отключении питания и при падении давления;
• вакуумные системы: сохранение разрежения при аварийном останове;
• сварочные горелки: излучение, брызги и вытяжка продуктов сгорания;
• режущий инструмент: остановка вращения при срабатывании защиты;
• клеевые и окрасочные системы: химическая опасность и вентиляция;
• масса инструмента и её влияние на инерцию и на время остановки;
• крепление инструмента к фланцу и контроль его состояния;
• датчики наличия заготовки и защита от работы вхолостую.

12

Стоимость и сроки

13

Что запрашивать у поставщика

• документ изготовителя на манипулятор с перечнем выполненных требований;
• инструкцию по монтажу с условиями крепления и питания;
• паспортную зону досягаемости и данные о времени остановки;
• сведения об уровне полноты безопасности цепей управления;
• документы на шкаф управления по электротехническим регламентам;
• описание режимов работы и ограничений скорости;
• перечень запасных частей и регламент обслуживания;
• условия гарантии при интеграции силами покупателя.

14

Типовые применения и их особенности

15

Программирование и доступ к параметрам

Параметры безопасности робота — ограничения зоны, скорости, конфигурация цепей — задаются на уровне контроллера и защищаются от изменения. Доступ к ним должен быть ограничен и зафиксирован: изменение зоны безопасности без пересмотра компоновки делает расчёт безопасных расстояний недействительным, а внешне ничего не меняется. Поэтому в эксплуатирующей организации назначается лицо, отвечающее за конфигурацию безопасности, ведётся журнал изменений, а пароли не передаются операторам. Отдельный сюжет — обучение программы: в этом режиме человек находится внутри зоны, робот движется на ограниченной скорости, а безопасность обеспечивается устройством разрешения, которое оператор удерживает в среднем положении. Фиксация этого устройства подручными средствами для освобождения рук — прямое нарушение, приводящее к тяжёлым травмам.

16

Типовые нарушения

• оценка выполнена на робота, а не на ячейку в сборе;
• ограждения смонтированы без расчёта безопасных расстояний;
• блокировка двери обойдена для удобства загрузки;
• коллаборативный режим применён с опасным инструментом без измерений;
• нештатные режимы не рассмотрены в анализе рисков;
• отсутствует обоснование безопасности на ячейку;
• изменена оснастка без пересмотра оценки рисков;
• персонал не обучен работе в наладочном режиме.