Betrouwbare explosieveilige cobots voor de olie-, gas- en chemische industrie

Een explosieveilige collaboratieve robot is een cobot die speciaal is ontworpen en gecertificeerd om veilig te werken in omgevingen waar brandbare gassen, brandbaar stof of ontvlambare vezels aanwezig zijn. In tegenstelling tot standaard industriële cobots zijn deze gespecialiseerde machines voorzien van dubbele explosieveilige certificeringen – zowel binnenlandse (bijvoorbeeld Chinese Ex-normen) als internationale (Europese ATEX/IECEx) – en zijn ze afgedicht tot IP68-bescherming, waardoor ze geschikt zijn voor inzet in gevaarlijke gebieden van Zone 1 en Zone 2. Terwijl industrieën zoals de olie- en gassector, de chemische verwerking en de verwerking van munitie gevaarlijke handmatige taken proberen te automatiseren, komen explosieveilige cobots naar voren als een kritische – en nog grotendeels ongebruikte – automatiseringscategorie.

Waarom hebben gevaarlijke omgevingen explosieveilige cobots nodig?

Het probleem:handenarbeid in gevaarlijke zones

Werknemers in petrochemische fabrieken, raffinaderijen, verfwinkels en munitiefabrieken worden dagelijks blootgesteld aan explosieve atmosferen. Handmatige taken in deze omgevingen (waaronder het hanteren van materialen, het bedienen van apparatuur, oppervlaktecoating en kwaliteitsinspectie) brengen inherente risico's met zich mee van ontsteking door elektrische vonken, hete oppervlakken of statische ontladingen.

Traditionele automatiseringsoplossingen hebben het in deze omstandigheden moeilijk gehad. Standaard industriële robots zijn niet gecertificeerd voor gevaarlijke gebieden, en het achteraf uitrusten ervan met explosieveilige behuizingen is complex, duur en vaak onpraktisch. Het resultaat is dat veel gevaarlijke taken in explosieve atmosferen nog steeds afhankelijk zijn van menselijke arbeid.

De oplossing:speciaal gebouwde explosieveilige cobots

Explosieveilige cobots pakken deze leemte aan door de bescherming van gevaarlijke gebieden rechtstreeks in het ontwerp van de robot te integreren – van motorwikkelingen en encoders tot kabelwartels en besturingselektronica. Elk onderdeel dat mogelijk een vonk zou kunnen genereren of de veilige oppervlaktetemperatuur zou kunnen overschrijden, is ontworpen om ontsteking te voorkomen.

Deze cobots behouden de kernvoordelen van collaboratieve robots (intuïtieve programmering, flexibele inzet, mensveilige interactie) en voegen tegelijkertijd de gespecialiseerde bescherming toe die nodig is voor geclassificeerde gevaarlijke gebieden.

Inzicht in explosieveilige normen en certificeringen

Classificatie van gevaarlijke gebieden

Volgens internationale normen (zie OSHA-veiligheidsnormen voor robotica voor Amerikaanse richtlijnen) worden explosieve omgevingen geclassificeerd op basis van het type en de waarschijnlijkheid dat er gevaarlijk materiaal aanwezig is:

Classificatie Beschrijving Typische locaties Zone 0 / Divisie 1Explosieve atmosfeer voortdurend aanwezigIn tanks, vatenZone 1 / Divisie 1Explosieve atmosfeer waarschijnlijk tijdens normaal bedrijfNabij tankopeningen, vulpuntenZone 2 / Divisie 2Explosieve atmosfeer onwaarschijnlijk, alleen onder abnormale omstandighedenAlgemene fabrieksgebieden, opslag

Explosieveilige cobots zijn doorgaans gecertificeerd voor Zone 1 en Zone 2 (gasatmosferen) en Zone 21/22 (stofatmosferen), en dekken de overgrote meerderheid van de inzetscenario's in verwerkingsfabrieken en industriële faciliteiten.

Beschermingsmethoden uitgelegd

Explosieveilige certificeringsmerken coderen de specifieke gebruikte beveiligingsmethoden. Een typische markering zoals “Ex db eb ib pxb IIC T5 Gb” geeft meerdere beschermingslagen aan:

• db (drukvaste behuizing): Bevat elke interne explosie en voorkomt dat deze de omringende atmosfeer doet ontbranden
• eb (verhoogde veiligheid): Biedt verbeterde betrouwbaarheid om vonken of overmatige temperaturen te voorkomen
• ib (intrinsieke veiligheid): Beperkt elektrische energie tot onder de ontstekingsdrempels
• pxb (behuizing onder druk): Handhaaft een positieve interne druk om explosieve gassen uit te sluiten
• IIC: Geschikt voor de meest veeleisende gasgroep (o.a. waterstof en acetyleen)
• T5: Maximale oppervlaktetemperatuur van 100°C — ruim onder het ontstekingspunt van de meeste industriële gassen

De Europese equivalente markering “Ex II 2G Ex db pxb IIC T4 Gb” bevestigt de naleving van de ATEX-richtlijn voor apparatuur van Groep II (niet-mijnbouw) in gasomgevingen van Zone 1.

Dubbele certificering:waarom het ertoe doet

Toonaangevende explosieveilige cobots beschikken tegelijkertijd over zowel binnenlandse als Europese certificeringen. Deze dubbele certificering betekent dat het product wereldwijd kan worden ingezet zonder extra nalevingswerk – van cruciaal belang voor multinationale olie- en gasbedrijven en EPC-aannemers die in alle regelgevende rechtsgebieden actief zijn.

Explosieveilige cobotproductreeks

Een uitgebreid explosiebestendig cobotportfolio omvat meerdere payload- en reikwijdteconfiguraties om aan verschillende toepassingsvereisten te voldoen:

Model Payload Bereik Herhaalbaarheid Max. snelheid Gewicht IP-classificatie XR66 kg924 mm±0,02 mm3 m/s21 kgIP68XR99 kg1.500 mm±0,05 mm3 m/s37 kgIP68XR1212 kg1.300 mm±0,03 mm3 m/s36 kgIP68XR1818 kg900 mm±0,02 mm3 m/s35 kgIP68XR2020 kg1.800 mm±0,05 mm4 m/s68 kgIP68

Alle modellen zijn voorzien van 6 vrijheidsgraden, EtherCAT/1KHz-besturingsbus en een bedrijfstemperatuurbereik van -5°C tot 55°C. Het geluidsniveau blijft over het hele bereik op of onder de 60 dB.

Explosieveilige schakelkasten

De robotarm is slechts een onderdeel van het systeem. Explosieveilige implementaties vereisen een aangepaste besturingsinfrastructuur:

Vlamvaste schakelkast: Volledige behuizing met IP65-bescherming, alarmverlichting en uitgebreide I/O-uitbreiding. Rijke externe interfaces zijn geschikt voor gas- en stofomgevingen in Zone 1 en Zone 2. Geschikt voor complexe installaties die meerdere digitale en analoge I/O-kanalen vereisen.

Positieve drukschakelkast: Compact ontwerp, IP65-classificatie, eenvoudiger te implementeren. Handhaaft een positieve interne druk om het binnendringen van een explosieve atmosfeer te voorkomen. Ideaal voor installaties met beperkte ruimte waar een kleinere voetafdruk nodig is.

Beide kasttypen ondersteunen EtherCAT-veldbus, Modbus-TCP en RS485-communicatie en bieden noodstop-, veiligheidsstop-, digitale I/O- en differentiële encoderingangen.

Belangrijke toepassingsscenario's

Automatisering van het tanken van auto's

Robotachtige tanksystemen elimineren menselijke blootstelling aan benzinedampen tijdens het tankproces. De explosieveilige certificering van de cobot zorgt voor een veilige werking in de damprijke zone rond brandstofpompen, terwijl de precisie een nauwkeurige positionering van de spuitmonden voor verschillende voertuigtypen mogelijk maakt.

Industrieel schilderen en poedercoaten

Spuitlakken en poedercoaten genereren een explosieve atmosfeer door dampen van oplosmiddelen en brandbare stofdeeltjes. Explosieveilige cobots met drag-and-teach-programmering stellen operators in staat om intuïtief spuitpaden te definiëren, en VR-geleide programmering vermindert de behoefte aan bekwame technici in de gevaarlijke zone verder.

Omgaan met munitie en drijfgas

Bij de productie van munitie en het laden van drijfgassen zijn materialen betrokken met extreem lage ontstekingsdrempels. Explosieveilige cobots voeren vul-, montage- en inspectietaken uit met de precisie en herhaalbaarheid die nodig zijn voor kwaliteitsborging, terwijl menselijke werknemers op veilige afstand worden gehouden.

Chemische verwerkingsactiviteiten

In chemische fabrieken voeren cobots bemonstering, klepbediening, vatreiniging en materiaaloverdracht uit in gebieden die zijn geclassificeerd als Zone 1 of Zone 2. Hun compacte formaat maakt inzet mogelijk in besloten ruimtes die typisch zijn voor de indeling van procesinstallaties.

Cobots voor extreme temperaturen:de grenzen verleggen

Naast explosieveilige mogelijkheden zijn er nu gespecialiseerde cobots beschikbaar voor extreme thermische omgevingen – een primeur in de sector. Deze modellen voor extreme temperaturen werken binnen een bereik van -30°C tot 80°C (vergeleken met de standaard -5°C tot 55°C), met overal IP68-bescherming.

Model Payload Bereik Herhaalbaarheid Temperatuurbereik IP-classificatie AL66 kg924 mm±0,02 mm-30°C tot 80°CIP68AL99 kg1.500 mm±0,05 mm-30°C tot 80°CIP68AL1212 kg1.300 mm±0,03 mm-30°C tot 80°CIP68

Koudeketen- en diepvriestoepassingen

Logistiek in de koudeketen – opslag van diepvriesproducten, farmaceutische koelopslag, ijsproductie – vereist robots die betrouwbaar functioneren bij aanhoudende temperaturen onder het vriespunt. Standaardcobots ervaren verdikking van het smeermiddel, sensordrift en broosheid van kabels onder de -5°C. Modellen voor extreme temperaturen zijn vanaf de basis ontworpen om prestaties bij -30°C te behouden.

Hot smeden en processen bij hoge temperaturen

Aan het andere uiterste werken cobots die worden ingezet voor sproei-quenchtoepassingen bij heet smeden, in de buurt van werkstukken van 1.200 °C. Eén gedocumenteerde inzet betrof een cobot die lossingsmiddel spuitte in een heet smeedproces, onderhevig aan extreme thermische cycli, elektromagnetische interferentie van 40 kW door inductieverhitters en aanhoudende overbelasting boven het nominale laadvermogen. De cobot draaide continu gedurende meer dan twee jaar zonder storingen.

Selectieoverwegingen voor gevaarlijke omgevingen

Houd bij het specificeren van een explosieveilige cobot rekening met deze factoren, naast de standaard selectiecriteria:

Zoneclassificatie: Bevestig de specifieke classificatie voor gevaarlijke gebieden (Zone 1, Zone 2, Zone 21, Zone 22) en zorg ervoor dat de Ex-markering van de cobot aan uw eisen voldoet.

Compatibiliteit met gasgroepen: IIC-certificering omvat het breedste scala aan gassen (inclusief waterstof). Als uw toepassing minder veeleisende gasgroepen betreft (IIA of IIB), biedt IIC-gecertificeerde apparatuur een ingebouwde veiligheidsmarge.

Temperatuurklasse: Controleer of de maximale oppervlaktetemperatuur van de cobot (T-klasse) lager is dan de zelfontbrandingstemperatuur van alle materialen die in de werkruimte aanwezig zijn.

Selectie van schakelkast: Zorg dat het kasttype bij uw installatie past:drukvast voor installaties met volledige functionaliteit en uitgebreide I/O, positieve druk voor compacte implementaties.

Kabelgeleiding: Voor installaties in explosiegevaarlijke omgevingen zijn gecertificeerde kabelwartels, leidingen en kabelgeleidingspraktijken vereist die de integriteit van de explosieveilige grens behouden.

Veelgestelde vragen

Kunnen standaardcobots worden gebruikt in gevaarlijke omgevingen?

Nee. Standaardcobots zijn niet ontworpen of gecertificeerd voor explosieve atmosferen. Hun elektrische componenten, motoren en connectoren kunnen vonken genereren of veilige oppervlaktetemperaturen overschrijden, waardoor ontstekingsrisico's ontstaan. Alleen cobots met specifieke explosieveilige certificeringen (Ex-markering) mogen worden ingezet in geclassificeerde gevaarlijke gebieden.

Wat betekent IP68 voor een explosieveilige cobot?

IP68 is de hoogste beschermingsgraad, wat duidt op volledige stofdichtheid en het vermogen om continue onderdompeling in water te weerstaan. Bij explosieveilige cobots zorgt IP68 ervoor dat de interne elektronica volledig is afgedicht van de omringende atmosfeer; er kan onder geen enkele bedrijfsomstandigheden een explosief gas of stof de behuizing binnendringen.

Hoe verhouden explosieveilige cobots zich qua kosten tot standaardmodellen?

Explosieveilige cobots hebben een hogere prijs dan standaard industriële modellen vanwege gespecialiseerde behuizingen, gecertificeerde componenten en dubbele certificeringsprocessen. Dit moet echter worden afgewogen tegen de alternatieven:de kosten van handarbeid in gevaarlijke zones (inclusief risicovergoeding, training, PBM en incidentrisico), de onpraktischheid van het achteraf inbouwen van standaardrobots en de lasten die voortvloeien uit de naleving van de regelgeving. Voor toepassingen waarbij automatisering van gevaarlijke taken het doel is, bieden speciaal gebouwde explosieveilige cobots doorgaans het meest kosteneffectieve pad.

Samenvatting

Explosieveilige collaboratieve robots vullen een kritieke leemte in de industriële automatisering op en brengen de flexibiliteit en gebruiksgemakvoordelen van cobots naar omgevingen waar standaardrobots eenvoudigweg niet kunnen werken. Met dubbel gecertificeerde beschermingsmethoden, IP68-afdichting en laadvermogens van 6 kg tot 20 kg zijn deze gespecialiseerde cobots klaar voor inzet in de olie- en gasindustrie, chemische verwerking, autolakken en munitieverwerking.

Voor faciliteiten die ook te maken hebben met extreme temperaturen, breiden de nieuwste cobotmodellen voor extreme temperaturen het werkbereik uit van -30°C tot 80°C, waardoor automatiseringsmogelijkheden in de koelketenlogistiek en hete smederijprocessen worden ontsloten.

Gerelateerd leesmateriaal:
– Volledige gids voor collaboratieve robots:typen, selectie en toepassingen
– Cobot ROI-calculator — ter rechtvaardiging van uw investering voor MKB-productie
– Cobots van automobielkwaliteit:wat IATF16949 betekent voor robotkwaliteit

Laatst bijgewerkt:maart 2026. Certificeringsgegevens en beschermingsmarkeringen waarnaar in dit artikel wordt verwezen, zijn gebaseerd op openbaar beschikbare productspecificaties en documentatie over internationale standaarden.