これが協働ロボットセルの構築方法です
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人間として働くことと、 ロボット 防護柵なしで、両方の利点を最大限に活用できます。安全な協力のための規範的な前提条件が作成されています。多くの企業ではすでに 協働ロボット細胞 使用中で。しかし、それはどうでしょうか？ 企画・施工 そのようなロボット細胞は？この投稿は シュメアザール 道を示します。
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防護柵の後ろのロボット
何十年もの間、自動化された製造の場合がその 1 つでした。 鉄の基本ルール: 人々の作業領域と ロボット 厳密に分離する必要があります。これは実際には、人間が自由に移動している間、ロボットは防護柵の内側で作業を行うことを意味します。しかしそれは同時に、二人が実際に協力することができないことを意味した。
ただし、安全で規格に準拠した直接コラボレーションを確保するための努力が長年にわたって行われてきました。 人間とロボット 有効にする。 Schmersal Group も 20 年以上にわたってこの導入に関わってきました。安全ロボット制御「セーフティコントローラー」で、同社は1台の 安全管理 ロボットの作業領域を制限し、監視するために開発されました。これにより、防護柵を分割せずに実際にコラボレーションするための重要な前提条件が生まれます。
ロボットと人間の直接連携
今日彼らもそうするだろう コボット 前述の協働ロボットは多くの分野や企業で活用されています。これにより、通常、双方がそれぞれの利点を活用できる役割分担が行われます。コボットはその強さ、再現性、疲労のなさに貢献し、人間は知性、知覚、経験、問題解決スキルによってこれらの特性を補完します。
これらのスキルを組み合わせることで、組み立てまたは生産プロセスの柔軟性が大幅に向上します。インダストリー 4.0 の時代では、少量のシリーズが生産されたり、さまざまな製品が XNUMX つのラインで製造されたりすることが増えています。
協働ロボットセルとその高い利用価値
保護フェンスなしで生産または組み立てに統合される小型協働ロボットと、協働ロボットセルとの間で区別されます。 より大きなロボット オペレーターは保護装置で区切られたエリアで協力して作業します。ここでは 2 番目のケースについて検討します。
このようなセルには保護フェンスが必要です 保護扉 危険エリアに出入りするオプションを供給するだけでなく。例としては、処理される製品のコンベヤー システムや移送ステーションがあります。一方、セルは人間の作業エリアと人間の作業エリアの間に物理的な分離やセキュリティを必要としません。 ロボット もっと。
むしろ、どちらも作業システムの一部として機能します。 スマートファクトリー 一緒に。この連携は有利なのでたくさんあります コボットメーカー そして少なくとも同じくらい多くのシステムインテグレーターが、協働ロボットのおかげで生産性の高い方法でより小さなバッチサイズをシステムで生産しています。
ロボット間のコラボレーションのための明確な原則
さまざまな業界の多くの製造会社は、人間とロボットのコラボレーションでこのようなロボット セルを設計および操作する際に何を考慮する必要があるのか疑問に思っています。
この新しいタイプのコラボレーションに向けて 規範的基盤 作成した。これらの目的はロボットを使用することです 安全装置 人々が自分自身を守るための装備を整えるためです。こうしてロボットは協働ロボットになったのです。一般的に、 機械安全 または、機械指令の範囲内で、タイプ A、タイプ B、およびタイプ C 規格が調和された規格のピラミッドも協働ロボットに適用されます。
一般的な規範のピラミッド
として タイプA規格 基本的な安全規格 EN ISO 12100 (リスク評価) です。タイプ B1 規格はもう少し具体的になります。これらは特別なセキュリティ面に対処します。例としては、制御の安全関連部品に関するよく知られた EN ISO 138349 や統合製造システムに関する EN ISO 11161 があります。タイプ B2 規格は、非常停止装置 (EN 13850) などの個々のタイプの安全装置の仕様を提供します。
ロボット工学に特化した技術規格がいくつかあります タイプC規格。 ダズ ゲホレン:
- EN ISO 10218： 産業用ロボット – 安全要件。パート 1 (ロボット) とパート 2 (ロボット システムと統合) に分かれています。ロボットセルの安全要件はここで定義されます。
- EN ISO 11161: 機械の安全性 - 統合製造システム - 必須要件
- ISO/TS 15066: ロボットおよびロボット装置 – 協働ロボット
ただし、後者の基準は統一されていないため、MRL にリストされていません。
さらに、一連の規格も用意されています EN ISO 10218 改訂版が発売される少し前。この時点から、一連の規格の第 15066 部には ISO/TS 10218 の要件が含まれることになり、人間とロボットのコラボレーションのためのシステムの要件は間もなく EN ISO 2-XNUMX から完全に取り入れられるようになります。
規格に加えて、このトピックに関する役立つ文書が他にもあります。 機械安全 協働ロボットで。たとえば、チェックリストを含む DGUV 情報 209-074 「協調ロボット システム」、VDMA ポジション ペーパー「人間とロボットのコラボレーションにおける安全性」、および TÜV オーストリアのいくつかの有用なホワイト ペーパーは、ロボット工学のトピックを扱っています。
ISO/TS 15066に基づく共同作業システムへの道
EN ISO 10218 ではこれを定義しています。 räume、ロボットセルの安全対策を設計する際には考慮する必要があります。協働ロボットの最大スペース、制限された作業スペース、動作スペース、保護エリアに影響します。
さらに、協働ロボットには次の機能があります。 コラボレーションスペース、これは EN ISO 10218-1 および ISO/TS 15066 に記載されています。人間とロボットが同時にその中にいて、タスクを実行することができます。対応する動作モードを「連携動作」といいます。
これは、協働するロボットの保護装置や安全な方法の設計にもつながります。 コボット 1 3 つのピラミッド:
- ISO 10218-1に準拠したロボットの構築/選択（ロボットメーカー）
- ISO 10218-2 および必要に応じて ISO 11161 (インテグレーター) に準拠したロボット セルの設計
- 共同運用 (インテグレータ) に関する ISO/-TS 15066 の検討。
連携運用の要件
具体的な要件は何ですか デザインと企画 ISO/-TS 15066 に基づく「共同作業システム」としてのロボットセル?セルのレイアウトが定義されたら、設計者は危険性を判断し、リスク評価を実行する必要があります。これにより、リスクを軽減するために必要な措置が講じられます。共同作業システムに許可される措置は ISO/-TS 15066 に記載されており、対応する要件とともに定義されています。
ロボットセルのレイアウト設計
レイアウトのデザインは、 コアプロセス 協働ロボットセルのリスク軽減において。レイアウトでは、設計者はコラボレーション ルームを含む上記の部屋と、危険エリアへのアクセスを指定します。人間工学を考慮する必要がある ヒューマン・マシン・インターフェース を考慮する必要があり、必要に応じてロボットの動きを追跡するための追加スペースも考慮する必要があります。 B.は非常停止装置が作動した後に必要となります。
特別なリスクを考慮する
設計者と安全技術者も特別なものを持っている必要があります 潜在的な危険 ロボットによるリスク評価に含めます。これまで人間とロボットの作業領域を厳密に分離しなければならなかったのには理由がありませんでした。 EN ISO 10218-1 および EN ISO 10218-2 の付録 A の危険リストは、特にロボットおよびロボットセル内の危険に対処していますが、これに関連して役立ちます。
潜在的な危険は、とりわけ、ロボットが一緒に移動することにあります。 高エネルギー 長距離を移動し、その移動経路を予測するのは困難です。また、複数のロボットが共通の手術室で作業することも予想されます。したがって、コラボレーションスペースは明確に定義される必要があります。この部屋またはロボットの作業エリアにいる各オペレーターは、独自の制御要素を持っている必要があります。安心してご使用いただけます ソフトウェア 軸とスペースの制限のために規定されています。これは通常、ロボットの製造元によって提供されます。
共同ビジネスを設計する機会
死 ISO/TS オペレーターとロボット間のコラボレーションの 4 つの可能性に焦点を当てています。これらには次のものが含まれます。
- ロボットのハンドガイド（ロボットの動き） ロボットアーム 人力による）
- 速度と距離の監視（距離に応じて速度を下げる）
- 安全性評価された監視停止 (停止カテゴリ 2、コラボレーション ルームから出るときに再起動)
- パフォーマンスと力の制限 (力の軽減によるリスクの軽減)。
これらの方法のほぼすべてで必要となるのは、 制御技術したがって、追加の安全機能を評価する必要があります。
人間とロボットのコラボレーションにおける力と力の制限
人間とロボットが協力して作業するときの主な危険は次のとおりです 偶発的な接触 両方から。したがって、力と力を制限するときは、そのような接触による影響を最小限に抑える必要があります。コラボレーション ルームで接触が発生する可能性がある場合は、個々の身体部分に基づく暴露制限を考慮する必要があります。
これは、フォームパッド、より大きな接触面積、または移動質量の制限などの受動的な労働安全対策を通じて実装できます。設計者は、力やトルクを制限する制御技術を使用して、これを積極的に防止することもできます。 センサー 統合されており、オペレーターを検出します。
協働ロボットの安全な監視
ロボットセルを協調動作させる場合には、さまざまな安全機能を実装する必要があります。連携する動作、力、トルク、速度、または位置に応じて、 ロボット軸 安全関連の方法で監視されます。動作モードセレクターとイネーブルスイッチも通常、安全関連機器の一部です。関連する製品とシステム ソリューションは、実証済みの企業によって提供されます。 シュメルザールのポートフォリオ 利用可能。
設計後: 検証と検証
ISO/TS 15066 によれば、協働ロボット セルの設計結果は最終的に検証および検証される必要があります。ロボット工学では潜在的なリスクが高いため、最終的に安全性を確認し、機械指令への準拠を達成するには、このステップが不可欠です。 Schmersal のサービスは、この作業と、適合性評価、リスク評価、力と圧力の測定などの上流の作業ステップでのサポートを提供します。 テクニカム ユーザーたち。安全コンサルタントは、さまざまな分野で必要な専門知識と高度な業界専門知識を備えています。 産業自動化.
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ベンジャミン・ボトラー修士号ヴッパータールのシュマーサル グループの安全コンサルタントです。