Bezpieczeństwo robotów, systemów zrobotyzowanych i zintegrowanych systemów produkcyjnych

Wypracowanie ostatecznej wersji normy musiało być poprzedzone kilkoma projektami i praktycznym rozeznaniem zagrożeń powodowanych przez roboty oraz ich systemy, co trwało dość długo.

Wprawdzie zagrożenia związane z robotem były dobrze rozeznane od samego początku, jednakże źródła tych zagrożeń często wynikały z konkretnego systemu zrobotyzowanego, jego rozmiarów, złożoności, natury procesu technologicznego itp. Ryzyko związane z tymi zagrożeniami zmienia się razem z rodzajem robota, jego zastosowaniem oraz sposobem zainstalowania, programowania, obsługi i serwisu. To spowodowało konieczność opracowania normy zasadniczej jako dwuczęściowej. ISO 10218 – 1 i 2, obejmuje wymagania dotyczące samych robotów, jak też systemów (gniazd, linii) zrobotyzowanych.

Obie normy są zharmonizowane z dyrektywą maszynową 2006/42/WE.

PN-EN ISO 10218-1:2011E, Roboty i urządzenia dla robotyki – Wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych – Część 1: Roboty

Jest to norma podstawowa bezpieczeństwa w robotyce przemysłowej, dotyczy samych robotów i każdy nowy robot wyprodukowany i/lub zakupiony powinien spełniać jej wymagania. A że zarówno gniazdo zrobotyzowane, jak i zintegrowany system produkcyjny są wyposażone w roboty, ma ona zasadnicze znaczenie w tym obszarze. Stanowi wytyczne do zapewnienia bezpieczeństwa w projekcie i wykonaniu robota.

W normie podano wymagania i wytyczne do projektowania bezpiecznego samego w sobie, doboru środków ochronnych i informacji dotyczących stosowania robotów przemysłowych. Opisano podstawowe zagrożenia związane z robotami i zamieszczono wymagania do eliminowania lub odpowiedniego zmniejszenia ryzyka związanego z tymi zagrożeniami. Przedstawiono wykaz znaczących zagrożeń i w nawiązaniu do niego sformułowano wymagania dotyczące funkcji bezpieczeństwa – w nawiązaniu do klasyfikacji PL (PN-EN ISO 13849-1) i/lub SIL (PN-EN 62601). Wskazano metody weryfikacji i walidacji spełnienia wymagań.

Omawiane wydanie normy zostało uaktualnione w trakcie opracowywania ISO 10218-2.

PN-EN ISO 10218-2:2011E, Roboty i urządzenia dla robotyki – Wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych – Część 2: System robotowy i integracja

Wyszczególniono wymagania bezpieczeństwa dotyczące integracji robotów przemysłowych i przemysłowych systemów zrobotyzowanych, w tym zrobotyzowanych gniazd i linii produkcyjnych w powiązaniu z wymaganiami ISO 10218-1:2011E. Wymagania związane z integracją przemysłowego systemu zrobotyzowanego, w tym gniazda i/lub linii, odnoszą się do:

• procesów: projektowania, wytwarzania, instalowania, pracy, obsługi i likwidacji,
• informacji dostarczanych w celu prawidłowego wykonania projektu, wytworzenia, eksploatacji i likwi-
• urządzeń składowych zastosowanych i/lub przewidzianych do zastosowania.

W normie opisano podstawowe zagrożenia i sytuacje zagrażające zidentyfikowane w systemach i podano wymagania do wyeliminowania lub odpowiedniego zmniejszenia ryzyka związanego z tymi zagrożeniami. Wskazano podstawowe funkcje bezpieczeństwa i wymagany ich poziom w kategoriach zapewnienia bezpieczeństwa (PL wg PN-EN ISO 13849-1) lub SIL (PN-EN 62061).

Zamieszczono wymagania dotyczące przemysłowego systemu zrobotyzowanego jako części składowej zintegrowanego systemu produkcyjnego. Wprawdzie hałas zidentyfikowano jako znaczące zagrożenie w systemach zrobotyzowanych, jednakże nie został on bliżej rozpatrzony. W normie nie podano zagrożeń wynikających z procesu realizowanego przez system zrobotyzowany – to musi być rozpatrywane w odniesieniu do każdej aplikacji.

PN-EN ISO 11161:2007/A1:2010E, Bezpieczeństwo maszyn – Zintegrowane systemy produkcyjne – Wymagania podstawowe

Zintegrowane systemy produkcyjne mogą znacznie różnić się między sobą, gdy rozpatrywane są w kategoriach rozmiarów, złożoności i realizowanych technologii i dlatego każdy z nich należy rozpatrywać jako nową maszynę, różniącą się od wszystkich pozostałych.

W normie przedstawiono wymagania bezpieczeństwa dotyczące zintegrowanych systemów produkcyjnych, obejmujące:

• strategię zapewniania bezpieczeństwa – określenie granic systemu zintegrowanego, określenie zadań, identyfikację sytuacji zagrażających, estymację i wyznaczenie ryzyka oraz redukcję ryzyka,
• ocenę ryzyka – specyfikację zawartości systemu zintegrowanego, identyfikację zagrożeń i sytuacji zagrażających, wyznaczenie ryzyka,
• redukcję ryzyka – środki ochronne i ich walidację,
• strefy zadań – określenie, projekt i analizę ich funkcjonowania,
• zabezpieczenie i zakres sterowania mechanicznego i elektrycznego, w tym zabezpieczenie stref zadań, wymagania elektryczne, urządzenia ochronne na wypadek zawieszenia zabezpieczeń, reset, start/restart, zatrzymanie awaryjne,
• informacje dla użytkownika.

Norma jest zharmonizowana z dyrektywą maszynową 2006/42/WE.

PN-EN ISO 13482:2014-05 – wersja angielska, Roboty i urządzenia dla robotyki – Wymagania bezpieczeństwa dla robotów do opieki osobistej

Norma odnosi się do robotów do opieki osobistej, w szczególności do trzech ich rodzajów wykonujących typowe zadania nacelowane na polepszenie życia ich użytkowników, niezależnie od wieku i możliwości, a mianowicie:

• robotów usługowych mobilnych,
• robotów wspomagających fizycznie,
• robotów do przewozu osób.

W normie zdefiniowano każdy z rozpatrywanych rodzajów robotów, zidentyfikowano zagrożenia powiązane z ich użyciem i podano wymagania zmierzające do wyeliminowania ryzyka powiązanego z tymi zagrożeniami lub zmniejszenia go do poziomu akceptowalnego; norma obejmuje zastosowania z fizycznym kontaktem robot–człowiek. Dotyczy robotów naziemnych poruszających się z prędkością do 20 km/h i nie obejmuje robotów pływających, latających i zabawkowych, a także robotów przemysłowych dostosowanych do współpracy z człowiekiem, objętych normą PN-EN 10218, robotów medycznych, policyjnych i wojskowych, niezależnie od tego, że mogą być pomocne człowiekowi – podopiecznemu. Natomiast zasady bezpieczeństwa ustalone w normie mogą być przydatne w przypadku robotów wymienionych powyżej.

W normie podano wymagania i wytyczne do projektowania bezpiecznego samego w sobie, stosowania środków ochronnych i opracowania informacji dla użytkownika. Omówiono znaczące zagrożenia i opisano, w jaki sposób postępować z nimi w przypadku każdego z rodzajów robotów.

Zakres normy jest w pierwszym rzędzie ukierunkowany na zagrożenia związane z opieką nad człowiekiem, jednakże tam, gdzie to odpowiednie, obejmuje również zwierzęta domowe oraz mienie (zdefiniowane jako obiekty związane z bezpieczeństwem).

Należy zwrócić uwagę, że w przypadku zagrożeń związanych z uderzeniem (np. wskutek kolizji), w chwili publikacji omawianej normy nie istniały wyczerpujące i uznane międzynarodowo dane na ten temat (np. granice bólu lub urazu).

źródło: "Automatyka" 11/2015