Nová éra bezpečné robotiky

V přístupu podnikatelů k robotice dochází k zásadní změně. Výrobci nyní hledají lehké a snadno použitelné průmyslové roboty, které umožňují zvýšit pružnost a efektivitu výroby, přičemž mohou pracovat vedle lidských operátorů. Hlavním cílem takových strojů je pomáhat pracovníkům a zbavovat je namáhavých a monotónních úkonů.

Ukázkou toho je kanadský výrobce regálových systémů Etalex, který nedávno svěřil nejnebezpečnější část svého výrobního procesu robotům. Díky automatizaci vysoce rizikových opakovaných úkonů s pomocí robotu UR10 mohl podnik podstatně zlepšit bezpečnost na pracovišti a obešel se přitom bez použití neskladných klecí i prostorově náročných bezpečnostních opatření. UR10 odebírá s pomocí přísavky plechové díly z ohraňovacího lisu a vedle něj je pak skládá na sebe. Dříve museli plechy z lisu odebírat manuálně zaměstnanci, kterým při tom hrozil možný úraz. Po úpravě výrobního procesu došlo k redukci manuálních úkonů prováděných zaměstnanci, kteří se nyní mohou věnovat zcela bezpečné kontrole kvality vyráběných dílů.

Nové normy v robotice

Je potřeba zmínit podstatné změny v normách popisujících průmyslové roboty a celé aplikace, zahrnující stroje a nástroje, jako komplexní prostředí, v němž robot pracuje. V únoru 2016 publikovala Mezinárodní organizace pro standardizaci (ISO) novou technickou specifikaci ISO/TS 15066, jako podpůrný dokument doplňující normu ISO 10218-1: Bezpečnostní požadavky na průmyslové roboty a ISO 10218-2: Bezpečnostní požadavky na robotické systémy a integrační standardy. ISO/TS 15066 obsahuje pokyny k zajištění bezpečnosti při návrhu a zavádění kooperativních aplikací.

Obavy týkající se bezpečnosti dosud představují hlavní překážku v popularizaci robotiky v Evropě. „Někteří podnikatelé si stále myslí, že robotické aplikace znamenají riziko na pracovišti. Navíc je brzdí potřeba zajištění ochranných prvků pro robotické systémy, které zabírají pracovní plochu a zvyšují celkovou výši investic. Nicméně aplikací, které využívají lehké kooperativní roboty, se taková omezení netýkají stejně jako vysoké náklady. Navíc nejsou rizikové a zajišťují při integraci soulad aplikací s platnými normami,“ říká Slavoj Musílek, generální ředitel firmy Universal Robots v regionu střední a východní Evropy.

Výkonově a silově omezené kooperativní roboty umožňují vytvářet aplikace, ve kterých může být robotický systém (tvořený robotem a koncovým efektorem) blízko lidského pracovníka, aniž by mu hrozilo riziko vzniku bolesti nebo zranění. Tuto skutečnost již zaznamenaly normotvorné organizace a počátkem roku 2016 byla ISO norma věnovaná průmyslovým robotickým systémům doplněna o technické specifikace související s bezpečností aplikací kooperativních robotů.

Upravené bezpečnostní požadavky na roboty

Část 5.4 v normě ISO 10218-1 definuje bezpečnostní požadavky pro řídicí systémy. Díly řídicích systémů související s bezpečností mají být navrhovány v souladu s PL=d v konstrukční kategorii 3, jak je popsána v normě ISO 13849-1 (ISO 10218-1, část 5.2.2), nebo v souladu s PL, jak je definována podle vyhodnocení rizik (ISO 10218-1, část 5.2.3).

Kategorie 3 je podle těchto dokumentů termín používaný v souvislosti se systémem, který je navržen jako dvoukanálový, takže u něj jedno selhání nevede ke ztrátě bezpečnostní funkce. V současnosti je docela běžné navrhovat bezpečnostní systémy jako dvoukanálové.

„Bezpečnostní systém ve všech robotech UR je PL=d se dvěma kanály I/O. Patentovaný bezpečnostní systém v těchto robotech zahrnuje osm přizpůsobitelných bezpečnostních funkcí: pozice kloubů a rychlosti, pozice TCP (středový bod nástroje robotu), orientace nástroje, rychlost a síla, stejně jako hybnost a výkon robotu. Každý robot UR je vybaven také rozhraním kategorie 3,“ dodává Slavoj Musílek.

ISO 13849-1 definuje úroveň výkonnosti (PL – Performance Level), který pomáhá kvantifikovat pravděpodobnost nebezpečného selhání bezpečnostní funkce. Jedná se o samostatnou úroveň (vyjádřenou jako přirozené číslo) používanou pro specifikování schopnosti dílů řídicího systému souvisejících s bezpečností vykonávat bezpečnostní funkci za předvídatelných podmínek. Navíc ISO/TS 15066 obsahuje cenné pokyny pro vyhodnocení rizik při integraci a práci s aplikacemi kooperativních robotů. Je důležité mít na paměti, že nejde jen o samotný robot – jedná se o celý robotický systém, zahrnující také zpracovávaný předmět a související vybavení, které musí být v souladu s platnými bezpečnostními normami.

Z hlediska právních náležitostí stojí za zmínku také strojní směrnice 2006/42/ES. Podle tohoto dokumentu musejí všechny stroje instalované na území Evropské unie splňovat základní zdravotní a bezpečnostní požadavky uvedené v Dodatku I. strojní směrnice.

„Výkonově a silově omezené roboty od Universal Robots pro kooperativní aplikace jsou vybaveny konfigurovatelnými bezpečnostními funkcemi, které zajišťují soulad s normami ISO 10218-2 a ISO/TS 15066. Možnost zastavit robot, jakmile zaznamená kolizi, je důležitou vlastností těchto strojů, která značně zvyšuje bezpečnost celé aplikace,“ upozorňuje Slavoj Musílek.