Het beheersen van collaboratieve robotstandaarden:veiligheid, gevaren en naleving

Home » Blog » Een gids voor normen, gevaren en naleving van collaboratieve robots

Collaboratieve robots, of cobots, zijn cruciaal voor de productieproductiviteit. Cobots zijn ontworpen met ingebouwde veiligheidsvoorzieningen, zodat ze samen met menselijke werknemers kunnen samenwerken, maar deze technologieën garanderen de veiligheid niet ‘out of the box’. In plaats daarvan is een uitgebreide, toepassingsspecifieke risicobeoordeling essentieel om uw personeel te beschermen en compliance te bereiken.

Als uw partner in automatisering levert JHFOSTER de ontwerp-, evaluatie-, integratie- en ondersteuningsdiensten die nodig zijn voor de veiligheid en compliance van uw collaboratieve robottoepassing.

Hoe zijn cobots veilig?

Deze nieuwe generatie industriële robots wordt als veiliger beschouwd dan traditionele industriële robots, omdat collaboratieve robots geavanceerde veiligheidsvoorzieningen bieden, zoals sensoren, camera's en softwareprogrammering die de nabijheid van objecten of mensen detecteren om ongelukken en verwondingen te voorkomen. Geavanceerde veiligheidsfuncties zijn onder meer:

• Veiligheidsgecontroleerde stop: Sensoren binnen het besturingssysteem dwingen de cobot volledig tot stilstand te komen wanneer een mens te dichtbij is en te herstarten wanneer de medewerker zich op veilige afstand bevindt.
• Snelheids- en afstandsbewaking: Deze veiligheidsfunctie, SSM genaamd, maakt gebruik van sensoren en camera's om de nabijheid van menselijke werknemers te detecteren en geeft de cobot de opdracht om te vertragen tot een veilige snelheid.  
• Kracht- en krachtbeperkende technologie: Deze functie, bekend als PFL, controleert en vermindert de kracht en het koppel van de cobot om letsel te voorkomen als deze in contact komt met een operator.

Hoewel deze veiligheidsvoorzieningen het doorgaans mogelijk maken dat cobots worden geplaatst in gebieden die worden gedeeld met menselijke operators zonder veiligheidsvoorzieningen of omheiningen, moet de hele toepassing, inclusief geïntegreerde apparatuur, de werkcel en workflow, en accessoires zoals eindeffectoren, worden geëvalueerd op een veilige werking. Om deze reden is een risicobeoordeling van het hele automatiseringssysteem nodig om naleving van de industriële veiligheidsnormen voor robotinstallaties te garanderen.

Wat zijn de veiligheidsnormen voor cobots?

Er worden verschillende industriële veiligheidsnormen toegepast op robot- en cobotinstallaties, waaronder:

ISO 10218

ISO 10218 van de International Organization for Standardization is de meest erkende richtlijn voor industriële robotveiligheid. De meest recente versie van ISO 10218 omvat de veiligheidseisen voor industriële robots voor fabrikanten en voor industriële robottoepassingen.

ISO 10218 biedt functionele veiligheidseisen met nauwkeurige richtlijnen rond compliance en risicobeperking. Geïntegreerde veiligheidseisen voor collaboratieve robots die de voorheen afzonderlijke ISO/TS 15066 consolideren, zijn opgenomen in ISO 10218.

Daarnaast zijn veiligheidsrichtlijnen voor handmatige laad-/ontlaadprocedures en gereedschappen aan het einde van de arm overgenomen uit eerder afzonderlijke technische rapporten, TR 20218-1 en TR 20218-2, evenals nieuwe robotclassificaties met bijbehorende functionele veiligheidseisen en testmethodologieën.

ANSI R15

Het American National Standards Institute (ANSI) heeft ISO 10218 aangenomen als onderdeel van zijn ANSI R15, waarin de veiligheidseisen voor het gebruik van industriële robots en de robotintegratie in werkcellen worden uiteengezet.

OSHA

Hoewel de Occupational Safety and Health Administration (OSHA) geen specifieke normen heeft voor de robotica-industrie of automatiseringsintegratie, vertrouwt het agentschap op ISO, ANSI en andere relevante industrienormen die risicobeoordelingen, bescherming en andere gerelateerde gevaren op de werkplek regelen.

Als uw deskundige automatiseringspartner biedt JHFOSTER conforme integratie en ondersteuning voor uw cobottoepassing, waardoor de veiligheid van het personeel en de naleving van industrienormen worden gegarandeerd.

Wat zijn de voornaamste gevaren die verbonden zijn aan robots?

OSHA heeft acht primaire gevaren in robottoepassingen geïdentificeerd, waaronder:

• Menselijke fout: Wanneer operators zichzelf op gevaarlijke locaties/posities plaatsen.
• Controlefouten: Gevaren in de robotwerkcel veroorzaakt door fouten in de besturingssoftware of -hardware.
• Ongeautoriseerde toegang: Een ongeautoriseerde/ongetrainde operator die de robotwerkcel betreedt.
• Mechanisch falen: Onverwachte mechanische storingen die gevaar opleveren.
• Tijdsdruk: Als ze zich haasten, kunnen werknemers de veiligheidsprotocollen omzeilen.
• Omgeving: Omgevingsfactoren kunnen de robotfunctie verstoren.
• Stroomstoringen/storingen: Stroomonderbrekingen of het niet volgen van lockout/tagout-procedures kunnen de werking verstoren of energie vrijmaken, waardoor elektrische gevaren ontstaan.
• Onjuiste installatie: Slecht ontworpen en onjuist geïnstalleerde robotsystemen kunnen operationele gevaren tot gevolg hebben.

Volgens OSHA kunnen een goed ontwerp, testen, integratie, bediening en onderhoud van de robotapplicatie deze problemen voorkomen. Als uw ervaren partner in automatisering kan JHFOSTER u helpen deze gevaren te vermijden.

De vier belangrijkste soorten robotongevallen en hoe u deze kunt vermijden

De vier belangrijkste soorten robotongevallen zijn:

1. Bots-/botsingsongevallen: Wanneer een operator wordt geraakt door de robot, eindeffector of materiaal dat door de robot wordt verwerkt.
2. Ongevallen door beknelling/beknelling: Wanneer een operator vastzit tussen de robot en een ander oppervlak, of bekneld raakt door de robot zelf.
3. Ongevallen met mechanische onderdelen: Het falen van de onderdelen of veiligheidsvoorzieningen van de robot, wat tot letsel kan leiden.
4. Andere ongevallen: Rondvliegende onderdelen, bekneld raken tussen machineonderdelen, defecte onderdelen, enz.

Hoe u robotongevallen kunt vermijden

Het merendeel van de automatiseringsgerelateerde ongevallen kan worden vermeden door de volgende voorzorgsmaatregelen te nemen:

• Risicobeoordeling: Een uitgebreide risicobeoordeling voorafgaand aan de installatie van een robot in een werkcel, maar ook na de installatie, zal helpen potentiële risico's te identificeren, zodat preventieve maatregelen kunnen worden genomen.
• Proof of Concept-testen:  Dit helpt bij het identificeren van potentiële gevaren die mogelijk niet in simulaties voorkomen.
• Veiligheidsvoorzieningen: Het beschermen van operators tegen gevaren met apparaten zoals afschermingen en lichtgordijnen voor traditionele industriële robotcellen, en het gebruik van geavanceerde veiligheidsvoorzieningen van cobots, kan ongelukken voorkomen.
• Juist ontwerp, installatie en integratie: Door ervoor te zorgen dat de robotwerkcel is ontworpen, geïnstalleerd en geïntegreerd met het oog op de naleving van de veiligheidsvoorschriften, worden veel gevaren voorkomen.
• Training/procedures: Grondige training voor operators, onderhoudstechnici en andere werknemers zorgt voor risicobewustzijn en details over veiligheidsmaatregelen en -procedures.
• Systeemonderhoud: Door ervoor te zorgen dat alle componenten van de robotcel in goede staat verkeren, worden ongelukken die verband houden met storingen voorkomen.

Wat zijn enkele veiligheidsregels die u moet volgen bij het werken met cobots en robots?

Hoewel de veiligheidsmaatregelen en veiligheidsprocedures van toepassing tot toepassing zullen verschillen, moeten deze zes regels robot-/cobotgerelateerde ongelukken helpen voorkomen.

1. Voer altijd een uitgebreide risicobeoordeling uit.
2. Voer fysieke tests uit om de krachtlimieten van robots/cobots te valideren.
3. Beheer opgeslagen energie en oefen lockout/tagout-procedures.
4. Beveilig eindeffectoren goed.
5. Zorg voor een onbelemmerde werkruimte.
6. Omzeil nooit beveiligingen of veiligheidsvoorzieningen.

Een veilige werkzone creëren:snelheid en scheiding

Ingebouwde snelheids- en scheidingsveiligheidsfuncties onderscheiden cobots van robots en zorgen ervoor dat ze veilig kunnen samenwerken met menselijke operators.

Wat is een veilige snelheid voor een cobot?

De door de industrie aanbevolen snelheidslimiet voor een cobot in echte samenwerkingsmodus (waar menselijk contact mogelijk is) is 250 mm/s of minder, zoals gedefinieerd door ISO/TS 15066/ISO 10218. Deze snelheid maakt krachtbeperking mogelijk als er een botsing plaatsvindt.

Een uitgebreide risicobeoordeling van de specifieke toepassing zal echter de veiligste snelheid bepalen. Hogere snelheden kunnen mogelijk zijn als functies, zoals snelheids- en scheidingsbewaking of niet-samenwerkingsmodi, worden gebruikt.

Wat is de veilige zone rond een robot?

De veilige zone rond een robot is afhankelijk van het type robot, de snelheid, de operationele modus en de toepassing ervan, en moet worden gedefinieerd tijdens de risicobeoordeling.

Traditionele industriële robots hebben fysieke barrières nodig, zoals hekwerken en kooien om werknemers op veilige afstand te houden, en/of sensorgebaseerde apparaten zoals lichtgordijnen die de werking stopzetten wanneer een operator het gebied betreedt. Een uitgebreide risicobeoordeling en industriestandaarden zullen informatie verschaffen over welk type veiligheidsmaatregelen nodig zijn voor een toepassing.

Collaboratieve robots hebben over het algemeen geen fysieke barrières nodig bij het werken in een samenwerkingsruimte, wat een gedefinieerd gebied is waarin de cobot veilig kan opereren wanneer deze is uitgerust met snelheids- en scheidingsbewaking, veiligheidsgecontroleerde stop- en/of PFL-technologieën. Na een uitgebreide risicobeoordeling voor de toepassing moet de cobot worden geprogrammeerd om een gedefinieerde veiligheidsgrens te handhaven (een programmeerbare, virtuele muur die afhankelijk is van sensoren om de veiligheidsfuncties van de cobot te activeren wanneer de grens wordt overschreden) om een veilige werkzone te garanderen.

JHFOSTER, uw partner in conforme robotintegratie

Als uw partner in automatisering heeft JHFOSTER de expertise om door complexe cobotveiligheidsnormen te navigeren en op maat een conforme, betrouwbare en veilige oplossing voor uw toepassing te ontwerpen. Neem vandaag nog contact met ons op om de efficiëntie te verhogen en de veiligheid van cobots te garanderen.

• President van Automatiseringsintegratie, Tavoron

  Robert Komljenovic is een ervaren industrieel en automatiseringsmanager met meer dan 30 jaar leiderschap in wereldwijde productie- en automatiseringsorganisaties. Als President of Automation Integration bij Tavoron leidt hij het Automation Integration-segment van het bedrijf, waarbij hij zich richt op strategische groei, operationele prestaties en samenwerking op het hele platform. Voordat hij bij Tavoron kwam, bekleedde Robert leidinggevende functies bij automatiserings- en geavanceerde productiebedrijven, waar hij leiding gaf aan de bedrijfstransformatie, de marktaanwezigheid uitbreidde en winstgevende groei stimuleerde. Robert is ook lid van de raad van bestuur van de Society of Manufacturing Engineers Educational Foundation en ondersteunt initiatieven op het gebied van STEM-onderwijs via studiebeurzen en schenkingsprogramma's.

  Bekijk alle berichten