Aidaton mutta yhteensopiva: navigointi ISO 10218-2:n ja OSHA:n turvallisuusstandardien mukaisesti Cobot-lavalle

Nykyaikaisen yhteiskäyttöisen robottilavauslaitteen ensisijainen myyntivaltti on sen avoin, pieni{0}}jalanjälki. Toisin kuin perinteiset raskaat-neli-akseliset teollisuusrobotit, jotka vaativat lattiasta-kattoon -kattoon ulottuvat metalliaidat, lukittavat turvaportit ja kevyitä verhoja, yhteistyörobotteja markkinoidaan laitteina, jotka voivat toimia ihmisten rinnalla. Tehdaspäällikölle, joka haluaa optimoida lattian asettelun nopean{7}}muutoslinjan takana, fyysisten häkkien poistaminen näyttää helpolta tavalta säästää tilaa, alentaa asennuskustannuksia ja parantaa trukkien käytettävyyttä.

Tämä aitaamaton kokoonpano muuttuu kuitenkin usein suureksi vaatimustenmukaisuusvaaraksi tehdastarkastuksissa.

Väärinkäsitys piilee yhteistoiminnallisen robottikäsivarren sekoittamisessa yhteensopivaan lavausjärjestelmään. Vaikka valmistaja saattaakin hyväksyä kobotinvarren turvalliseksi pakkauksesta poistettuna, koko asennuksesta tulee suuren-energian teollisuusvaara, kun kiinnität raskaan metallipuristimen, otat teräväreunaisen aaltopahvinipun ja heilut sitä ilmassa suurella nopeudella. Jos liikkuva nippu osuu työntekijään, isku voi aiheuttaa vakavan vamman. Tästä syystä OSHA:n tai eurooppalaisten CE-direktiivien alaisina toimivat alueelliset turvallisuustarkastajat voivat ja tulevat sulkemaan aidattoman lavauskennon, jos se ei läpäise muodollista riskinarviointia.

Ymmärtääksesi vaatimustenmukaisuuden, sinun on tarkasteltava iskuenergian käytännön fysiikkaa. Kansainvälisten turvallisuuskehysten mukaan robotti on aidosti yhteistyökykyinen vain, jos sen energiantuotot jäävät ihmiskehon kipu- ja loukkaantumisrajan alapuolelle odottamattoman törmäyksen aikana. Tämä toiminnallinen lähestymistapa tunnetaan nimellä Power and Force Limiting.

Liikkuvan robotin hyötykuorman kokonaiskineettistä energiaa ohjaavat kaksi todellista-muuttujaa: järjestelmän yhdistetty massa ja sen toimintanopeus. Pakkausympäristössä massa on kiinteä muuttuja, jonka määräävät tuotantovaatimukset. Aallotetun nipun painoa ei voi muuttaa, eikä sen kiinnittämiseen tarvittavan rakenneteräs- tai alumiinitarttujan painoa voi helposti vähentää. Siksi ainoa muuttuja, jota voit muuttaa pitääksesi iskuenergian turvallisissa rajoissa, on robotin käden lineaarinen nopeus.

Yhteistyöstandardien noudattamiseksi ilman fyysisiä esteitä cobot-lavauslaite on usein rajoitettava hitaalle lineaariselle nopeudelle, tyypillisesti alle neljännesmetriin sekunnissa. Kuitenkin, jos ylävirran taitto-, liimaus- tai vannelinjasi purkaa kaksikymmentä-viisi nippua minuutissa, robottikäden ajaminen tällä alhaisella nopeudella aiheuttaa välittömän pullonkaulan. Materiaali palautuu kuljettimiasi pitkin, mikä lopulta laukaisee hätälinjan pysähdyksissä kansion-liimauksessa ja heikentää vakavasti laitoksesi yleistä tehokkuutta.

Korkean suorituskyvyn ylläpitämiseksi robotin on liikuttava nopeasti. Mutta kun se liikkuu nopeasti, se lakkaa olemasta yhteistyökykyinen normaaleissa teho- ja voimarajoissa. Tämän paradoksin ratkaiseminen edellyttää pysyvistä nopeusrajoituksista luopumista ja dynaamista turvallisuusseurantaa.

Yhteensopivan,{0}}nopean, aidattoman lavaussolun rakentaminen edellyttää edistyneen turvallisuusstrategian, joka tunnetaan nimellä Speed ​​and Separation Monitoring, käyttöönottoa. Tätä lähestymistapaa ohjaa kaksi kansainvälistä ydinstandardia, joita turvallisuusauditoijat käyttävät arvioidessaan tehdaslattiat.

ISO 10218-2: Robottijärjestelmät ja integrointi

Tämä standardi määrittelee turvallisuusvaatimukset teollisuusrobottijärjestelmien ja -solujen integroinnille. Siinä määrätään, että kattava, dokumentoitu riskinarviointi on suoritettava koko laitokselle. Tämä tarkoittaa, että et voi yksinkertaisesti osoittaa robottikäsivarren mukana tullutta sertifikaattia. Integraattorin tai laitoksen omistajan on arvioitava varsi, tarttuja, fyysinen ympäristö ja käsiteltävän tuotteen erityisominaisuudet yhtenä yhtenäisenä järjestelmänä.

ISO/TS 15066: Yhteistyörobotit

Tämä tekninen eritelmä tarjoaa tarkat määrälliset ohjeet yhteistoiminnallisista robottien toiminnoista. Ratkaisevaa on, että se määrittää suurimmat sallitut kosketusvoimat ihmiskehon eri alueille jakaen kosketuksen kahteen luokkaan:

• Väliaikainen yhteyshenkilö:Dynaaminen, lyhytkestoinen{0}}vaikutus, jossa robotti iskee ihmistyöntekijään, joka voi vapaasti siirtyä pois. Energia imeytyy hetkellisesti ja sallitut voimakynnykset ovat suhteellisen korkeat, koska ihmiskeho voi vetäytyä törmäyksestä.
• Kvasi-staattinen yhteystieto:Puristumis- tai puristumisvaara, jossa ihminen jää loukkuun liikkuvan robotin ja kiinteän esineen, kuten kuljettimen rungon, rakennepilarin tai itse lavan väliin. Koska työntekijä ei voi liikkua pois, sallitut voimakynnykset ovat poikkeuksellisen alhaiset, koska heikentävien puristusvammojen riski on suuri.

Näiden ohjeiden mukaan voit laillisesti käyttää automaattista lavausrobottia sen suurimmalla teollisella nopeudella ilman kovia aitauksia, jos asennat valvotun turvajärjestelmän, joka ylläpitää laskettua suojaetäisyyttä robotin ja työntekijöiden välillä. Jos tämä etäisyys ylitetään, järjestelmän täytyy automaattisesti hidastaa tai pysähtyä ennen kuin fyysinen kosketus voi tapahtua, mikä estää sekä ohimenevät että lähes staattiset kosketustapahtumat kokonaan.

Tehokkain tapa saavuttaa avoimen-lattian yhteensopivuus korkean suorituskyvyn ylläpitämiseksi on käyttää teollisuuden turvalaserskannereita lavauskennon pohjassa. Nämä skannerit projisoivat tasaisen, monikerroksisen infrapunavalvontakentän lattialle ja jakavat lavan ympärillä olevan avoimen alueen erillisiin toimintavyöhykkeisiin.

Nämä vyöhykkeet on kartoitettu suoraan robotin turvaohjaimeen käyttämällä erityisiä ohjelmistoprotokollia, jotka ylläpitävät kaksikanavaista{0}}redundanssia estääkseen yhden pisteen elektronisen vian. Solu hallitsee ihmisen läsnäoloa porrastetun, automatisoidun nopeudenrajoitusmatriisin avulla, joka tasapainottaa turvallisuutta

toiminnan jatkuvuudella.

Dynaaminen turvakenttämatriisi
 

Käyttämällä tätä monitasoista lähestymistapaa solu pysyy täysin ISO 10218-2:n mukaisena. Käyttäjät voivat kävellä lava-asemalle tarkastaakseen tarroja, tarkistaakseen liimalinjat tai pudottaakseen tyhjiä kuormalavojen pohjaa pakottamatta kovaa, manuaalista hätäpysäytystoimintoa, joka vaatii pitkää sähköistä palautusta ja kotiutusta.

Turvallisen etäisyyden laskeminen

Turvallisuusauditorin tyydyttämiseksi keltaisten ja punaisten vyöhykkeiden fyysisiä rajoja ei voida arvata; ne on laskettava alan{0}}vakiokaavan perusteella, joka ottaa huomioon useita todellisia{1}}aikatekijöitä:

1. Käsien-heijastus- tai lähestymisnopeus:Turvallisuusmääräysten määrittelemä normaali kävelynopeus on 1,6 metriä sekunnissa. Jos käyttäjä juoksee tai tavoittaa nopeasti, tätä perusviivaa on ehkä säädettävä ylöspäin riskinarvioinnin aikana.
2. Skannerin vasteaika:Laserskannerin sisäinen käsittelyviive, joka edustaa aikaa, jonka laite havaitsee esteen ja muuttaa turvalähtöjen tilaa.
3. Turvavalvojan vasteaika:Aika, joka tarvitaan robotin sisäiseen turvalogiikkaan, joka käsittelee skannerin pysäytyssignaalin ja käskee moottorikäytöt katkaisemaan virran tai jarruttamaan.
4. Robotin kokonaispysähdysmatka:Fyysinen matka, jonka robottikäsi kulkeejälkeenjarrut ovat päällä. Tämä riippuu suuresti varren maksiminopeudesta, tarttujan painosta ja siitä, kantaako se täyttä pahvinippua pysäytyssignaalin hetkellä.

Jos robotin pysähtyminen kestää puoli{0}}sekuntia, kun se kantaa raskaan kuorman täydellä nopeudella, ja turvaelektroniikka aiheuttaa pienen käsittelyviiveen, punaisen vyöhykkeen raja on sijoitettava riittävän kauas sen varmistamiseksi, että normaalinopeudella kävelevä ihminen ei voi ylittää tätä aukkoa ennen kuin robotti pysähtyy.

Yleinen virhe, joka johtaa epäonnistuneeseen turvallisuustarkastukseen, on keskittyminen kokonaan robottikäteen ja jättää huomiotta käsivarren --päätytyökalun rakenne. Perinteisissä pneumaattisissa sivu{3}}tarttujassa, joita käytetään aaltopahvin pinoamiseen, on korkeapaineiset-sylinterit, jotka tuottavat merkittäviä puristusvoimia. Jos työntekijä laittaa kätensä aitaamattomaan kennoon ja jää puristin kiinni, voi tapahtua vakava vamma, joka on kriittinen näennäisstaattinen kosketusvaara.

Yhteensopivan, avoimen-lattian asettelun ylläpitämiseksi tarttujan suunnittelussa on oltava erityisiä turvaominaisuuksia, jotka poistavat tai vähentävät näitä mekaanisia puristuskohtia.

Pyöristetty geometria ja muotoutuvat reunat

Tarraimen rungossa ei saa olla teräviä kulmia, paljaita pulttien kierteitä tai veitsen kaltaisia ​​levyreunoja. Kaikissa ulkoisissa alumiini- tai teräslevyissä tulee olla suuret kulmat. Lisäksi johtavat iskupinnat tulee varustaa pehmeillä, -energiaa imevillä polyuretaanivaahtopuskureilla tai paine{4}}herkillä turvareunoilla. Jos nämä turvareunat kokevat pienen puristuksen, ne lähettävät välittömän keskeytyssignaalin robotin ohjaimelle pysäyttäen kaiken liikkeen ennen kuin tuhoavat voimat voivat muodostua ihmisen raajaa vastaan.

Valvotut tyhjömatriisivika{0}}kassakaapit

Jos solusi käyttää tyhjiö{0}}pohjaista poiminta mekaanisten puristimien sijaan, työkalun tulisi integroida riippumattomat, kaksikanavaiset{1}}tyhjiöanturit. Suuri vaara aitaamattomassa lavaamisessa on riski, että tuote vapauttaa keski-ilmaa nopean-heilauksen aikana ja muuttaa raskaan nipun vaaralliseksi ammukseksi.

Tyhjiönsäätöjärjestelmässä on oltava integroidut takaiskuventtiilit, jotka ylläpitävät pitopainetta myös tehtaan paineilman äkillisen häviämisen aikana. Lisäksi, jos anturit havaitsevat tyhjiön tehokkuuden putoamisen turvallisen toimintakynnyksen alapuolelle, robotin on välittömästi pudotettava rajoitetun nopeuden tilaan ja suoritettava matala-korkeusohjattu laskupolku pysäköidäkseen epävakaan kuorman turvallisesti, jotta se ei sinkoutuisi valvotun skannerin jalanjäljen ulkopuolelle.

Purista{0}}pisteen peitto

Kaikki esillä olevat nivelet, saksimekanismit, pneumaattiset sylinteritangot ja tarttujan mekaaniset nivelet on eristettävä fyysisesti. Tämä saavutetaan asentamalla liikkuvien mekanismien päälle suojaavia joustavia palkeita, neopreenikääreitä tai läpinäkyviä polykarbonaattisuojuksia. Tavoitteena on tehdä fyysisesti mahdottomaksi käyttäjän sormien joutuminen mekaaniseen ansaan työkalun kiinnitys- tai käyttöjaksojen aikana.

Häkkitön robottisolu on vain niin yhteensopiva kuin sen dokumentaatio. Kun OSHA-tarkastaja tai yrityksen sisäinen turvallisuustarkastaja arvioi laitoksesi, he eivät ole tyytyväisiä suullisiin vakuutuksiin tai yksinkertaiseen laserskannerien esittelyyn. He pyytävät nähdä järjestelmän muodollisen turvallisuusasiakirjan. Integrointitiimisi on toimitettava täydellinen, varmennettu vaatimustenmukaisuuspaketti varmistaaksesi, että laitoksesi menee läpi ilman sakkoja tai käyttökatkoksia.

Vaihe 1: Muodollinen riskinarviointiasiakirja

Tämä asiakirja on kattava laskentataulukko tai raportti, joka toimii turvallisuusvaatimusten perustana. Sen on lueteltava järjestelmällisesti kaikki solussa tunnistetut mahdolliset vaarat kaikissa toimintavaiheissa-, mukaan lukien normaali tuotanto, tukosten poistaminen, uusien mallien opettaminen ja rutiinihuolto.

Esimerkkimerkintä vaatimustenmukaisessa riskiarvioinnissa noudattaa jäsenneltyä järjestystä:

• Tunnistettu vaara:Käyttäjän juuttuminen tai puristuminen robottivarren ja betonirakenteisen rakennuksen pilarin väliin lavan vaihdon aikana.
• Alkuperäinen riskitaso:Korkea, johtuen mahdollisista vakavista puristusvammoista ja kennon avoimesta luonteesta.
• Lieventämisstrategia:Ohjelmisto{0}}määriteltyjen turvallisuusrajojen käyttöönotto robottiohjaimessa, joka fyysisesti rajoittaa käsivarren nivelaluetta, mikä tekee käsivarresta mekaanisesti mahdotonta päästä pylvään lähellä olevaan vapaaseen tilaan.
• Jäljellä oleva riskitaso:Alhainen, koska vaara on suunniteltu pois järjestelmästä sertifioidun turvaohjelmiston avulla.

Vaihe 2: Lopeta-Ajanmittauksen vahvistaminen

Turvatarkastajat vaativat usein fyysistä näyttöä siitä, että lasketut turvaetäisyydet vastaavat todellista -suorituskykyä. Tämä validointi suoritetaan

käyttämällä erikoistunutta, kolmannen osapuolen -instrumenttia, jota kutsutaan stop-aikamittariksi.

Validoinnin aikana robottia ajetaan 100 %:n toimintanopeudella sen suurimmalla nimellishyötykuormalla. Testausinsinööri käyttää mittaria turvapysäytyksen laukaisemiseen samalla, kun se mittaa tarkkaan sekunnin murto-osan ja tarkkoja millimetrejä, joita robotti tarvitsee saavuttaakseen absoluuttisen nollaliikkeen. Nämä fyysiset testauslokit on tulostettava, allekirjoitettava ja liitettävä turvatiedostoon, mikä osoittaa, että laserskannerin rajat on sijoitettu oikein suhteessa ihmisen lähestymisnopeuksiin.

Vaihe 3: Biomekaanisen voiman-vääntömomentin testaus

Tietyillä vyöhykkeillä tehon ja voiman rajoitukseen perustuvissa järjestelmissä on käytettävä erityisiä iskunmittauslaitteita ISO/TS 15066 -standardin noudattamisen varmistamiseksi. Nämä laitteet käyttävät kalibroituja jousia ja elektronisia voimaantureita, jotka on suunniteltu jäljittelemään ihmisen lihan ja luun bio-joustavuutta.

Testaustyökalu asetetaan robotin polulle, ja robottia käsketään tarkoituksellisesti törmäämään siihen sille määrätyllä yhteistyönopeuksilla. Laite tallentaa sekä huippuiskuvoiman että jatkuvan puristusvoiman. Jos tallennetut arvot alittavat ihmiskudoskontaktille vahvistetut Newton-kynnykset, järjestelmä varmistetaan turvalliseksi aidattomaan toimintaan kyseisellä vyöhykkeellä.

Viimeinen komponentti yhteensopivan aidattoman lavaussolun ylläpidossa on ihmiselementti. Koska avattavia fyysisiä portteja ei ole, käyttäjät voivat helposti kehittää väärän turvallisuuden tunteen yhteistyörobotin ympärille unohtaen, että se on osa raskaan teollisuuden koneistoa. Vahvaan noudattamisstrategiaan tulee sisältyä jatkuva toimintakoulutus ja selkeät visuaaliset vihjeet tehtaalla.

Visuaalinen kerroskartoitus

Laserskannerit luovat näkymättömiä turvakenttiä, mutta käyttäjät tarvitsevat selkeät visuaaliset indikaattorit ymmärtääkseen, missä turvalliset vyöhykkeet päättyvät ja missä vaaravyöhykkeet alkavat. Cobot-lavauslaitteen ympärillä oleva fyysinen lattia on maalattava tai teipattava vastaamaan skannerin sisäistä vyöhykematriisia.

Kirkkaan keltaisen viivoituksen tulee määrittää selkeästi varoitusalue, jossa robotti hidastaa vauhtia, ja yhtenäisten punaisten reunojen tulisi merkitä sisäraja, jossa robotti pysähtyy. Tämän ansiosta trukinkuljettajat ja lattiatyöntekijät voivat navigoida solussa aiheuttamatta vahingossa tapahtuvaa tuotannon hidastumista.

Operaattorin interventioprotokollat

Käyttäjiä on koulutettava, miten kennoon pääsee oikein ja sieltä poistumaan rutiinitehtäviä varten, kuten etiketin kiinnittäminen, laaduntarkistukset tai epämuodostuneen pahvinipun puhdistaminen. Sen sijaan, että kävelisi vain skannerikenttään ja luottaisi sokeasti automatisoituihin laserin hidastuksiin, parhaat käytännöt edellyttävät paikallisen käyttöpaneelin ohjattua taukotoimintoa. Tämä pysäyttää robotin kontrolloidusti määrättyyn kotiasentoon, jolloin työntekijä voi suorittaa tehtävänsä ilman odottamattomien liikkeiden riskiä, ​​mikä suojaa sekä työntekijää että laitteiden mekaanista eheyttä.

Nopean-tuotannon suorituskyvyn tasapainottaminen avoimen-lattian joustavuuden kanssa on täysin saavutettavissa, mutta se vaatii siirtymistä standardien-pois--tehdasasetuksista. Suunnittelemalla solusi dynaamisten laserskannausvyöhykkeiden ympärille, valitsemalla yhteensopivan tarttujamekaniikan, ylläpitämällä selkeää teknistä dokumentaatiota ja kouluttamalla henkilökuntasi asianmukaisesti, voit maksimoida laitoksesi tehokkuuden ja varmistaa, että laitoksesi pysyy täysin nykyaikaisten kansainvälisten turvallisuusstandardien mukaisena.

Tarvitsen apua valinnassaright Robotic Palletizer sinulle? Contact tiimiimme saadaksesi ilmaisen konsultoinnin paperikoko- ja tuotantomäärävaatimuksiesi perusteella.