Weryfikacja stanowisk z robotami współpracującymi

Końcowymi etapem budowy stanowiska z robotem współpracującym (kobotem) powinna być jego weryfikacja. Czy Twoje stanowisko przeszłoby pozytywnie taką weryfikację?

Plug and play i co dalej?

Dzięki wysiłkom producentów kobotów i urządzeń peryferyjnych wiele chwytaków i innych urządzeń nadających robotom konkretne zastosowanie działa na zasadzie „plug and play”. Samodzielne zbudowanie w pełni funkcjonalnej aplikacji z kobotem nie stanowi dziś problemu. Na koniec dnia trzeba jednak zbudowane urządzenie przekazać do użytkowania. W tym momencie kończy się dowolność. Następuje zderzenie z przepisami dotyczącymi bezpieczeństwa w miejscu pracy.

Wymagania prawne

Zapisy precyzujące wymagania dla maszyn stanowiących tak zwane środki produkcji znajdują się w Kodeksie Pracy (art. 215 – 219). Zgodnie z tymi przepisami niedopuszczalne jest wyposażanie stanowisk pracy w maszyny i inne urządzenia techniczne, które nie spełniają wymagań dotyczących oceny zgodności.

W przypadku samodzielnie zbudowanych stanowisk z robotami współpracującymi dopuszczenie do użytkowania następuje na podstawie deklaracji zgodności unii europejskiej. Deklaracja ta, co do zasady jest wystawiana przez producenta stanowiska (lub jego upoważnionego przedstawiciela) czyli firmę, która nadała stanowisku ostateczny kształt i funkcjonalność.

Deklaracja zgodności WE (wspólnoty europejskiej) to dokument, w którym podmiot wprowadzający maszynę do użytkowania na terenie unii europejskiej deklaruje, że spełnia ona zasadnicze wymagania bezpieczeństwa sformułowane w dyrektywach unii. Doprecyzowania wymaga fakt, że nadanie maszynie oznaczenia CE oznacza, że spełnia ona wymagania WSZYTKICH dyrektyw, którym podlega. W tym świetle istotny staje się wybór dyrektyw, które mają zastosowanie do ocenianego stanowiska.

kobot Universal Robots
źródło: Assembly Magazine

Normy czyli wymagania techniczne

Najwygodniejszym sposobem wykazania zgodności z dyrektywami jest zastosowanie norm zharmonizowanych. Stwierdzenie zgodności odbywa się wówczas na zasadzie domniemania. Zgodnie z zapisami w dyrektywach (w Dyrektywie Maszynowej 2006/42/WE mówi o ty Artykuł 7), jeśli uda się wykazać, że maszyna spełnia wymagania zastosowanych norm zharmonizowanych, obejmujących swoim zakresem całą maszynę lub poszczególne jej aspekty związane z zapewnieniem bezpieczeństwa, domniema się, że maszyna ta spełnia wymagania zasadnicze dyrektyw w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa.

Wygoda polega na tym, że w normach podane są konkretne techniczne wymagania, wypracowane na przestrzeni lat, zaakceptowane przez odpowiednie komitety techniczne i instytucje normalizacyjne. Można więc potraktować je jako wysoce skuteczne dobre praktyki.

W przypadku stanowisk z robotami współpracującymi najwłaściwsze jest użycie normy

  • PN EN ISO 10218-2 Roboty i urządzenia dla robotyki. Wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych. Część 2: System robotowy i integracja

oraz specyfikacji technicznej

  • ISO/TS 15066 Roboty i systemy robotyczne. Roboty współpracujące.

Warto zwrócić uwagę na fakt, że sam robot współpracujący (kobot) jest dostarczany jako maszyna nieukończona i musi spełniać wymagania PN EN ISO 10218-1 Roboty i urządzenia dla robotyki. Wymagania bezpieczeństwa dla robotów przemysłowych. Część 1: Roboty. Wszystkie wymienione wyżej normy nie są niestety dostępne w języku polskim.

kobot KUKA
źródło: www.machinery.co.uk

Co z tą weryfikacją?

Na podstawie spełnienia przez stanowisko z robotem współpracującym wymagań normy PN EN ISO 10218-2 domniema się, że jest ono zgodne z wymaganiami Dyrektywy Maszynowej 2006/42/WE, z którą norma ta jest zharmonizowana.

Szczegółowe wymagania w zakresie weryfikacji wymagań podaje pkt 6 wspomnianej normy oraz związany z nim załącznik G.

Weryfikacja ma za zadanie sprawdzenie poprzez przegląd dokumentacji, próby funkcjonalne i pomiary czy zostały spełnione wymagania bezpieczeństwa dotyczące identyfikacji zagrożeń, oceny ryzyka oraz wymagań bezpieczeństwa i środków ochrony zawartych w 4 i 5 rozdziale PN EN ISO 10218-2.

Załącznik G zawiera listę kontrolną, która oprócz zagadnień podlegających sprawdzeniu podaje metody, jakich należy użyć podczas weryfikacji poszczególnych kwestii. Całość obejmuje 149 punktów. Z pewnością nie wszystkie będą dotyczyły każdego stanowiska, ale aby to stwierdzić każdy punkt należy przeanalizować.

Czy to wystarczy?

Stanowisko zrobotyzowane z reguły podlega kliku dyrektywom i normie PN EN ISO 10218-2. Teoretycznie wykazanie zgodności z tą normą jest wystarczające. „Teoretycznie” z tego powodu, że w PN EN ISO 10218-2 znajdują się odwołania do następnych norm.

Są to między innymi:

  • PN EN 60204-1 Bezpieczeństwo maszyn. Wyposażenie elektryczne maszyn. Część 1: Wymagania ogólne,
  • PN EN ISO 4414 Napędy i sterowania pneumatyczne. Ogólne zasady i wymagania bezpieczeństwa dotyczące układów i ich elementów,
  • PN EN ISO 4413 Napędy i sterowania hydrauliczne. Ogólne zasady i wymagania bezpieczeństwa dotyczące układów i ich elementów,
  • PN EN ISO 14120 Bezpieczeństwo maszyn. Osłony. Ogólne wymagania dotyczące projektowania i budowy osłon stałych i ruchomych,
  • PN-EN ISO 13857 Bezpieczeństwo maszyn. Odległości bezpieczeństwa uniemożliwiające sięganie kończynami górnymi i dolnymi do stref niebezpiecznych, odległość od stref niebezpiecznych, sięganie ponda strefami niebezpiecznymi).
  • PN EN ISO 13854 Bezpieczeństwo maszyn. Minimalne odstępy zapobiegające zgnieceniu części ciała człowieka,
  • PN EN ISO 13850 Bezpieczeństwo maszyn. Funkcja zatrzymania awaryjnego. Zasady projektowania,
  • wieloarkuszowa norma PN EN ISO 14122 Bezpieczeństwo maszyn. Stałe środki dostępu do maszyn.

Jeśli zastosowano kurtyny świetlne, ich pozycję trzeba ustalić na podstawie PN-EN ISO 13855:2010 Bezpieczeństwo maszyn. Umiejscowienie wyposażenia ochronnego ze względu na prędkości zbliżania części ciała człowieka.

Jeśli podłączono dodatkowe elementy układu bezpieczeństwa, całość trzeba przeanalizować pod kątem poziomu zapewnienia bezpieczeństwa PL (Performance Level) zgodnie z PN-EN ISO 13849-1 Bezpieczeństwo maszyn. Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem. Część 1: Ogólne zasady projektowania.

Widać więc, że drzewo wymagań, które trzeba spełnić w oparciu o normę PN EN ISO 10218-2 rozrasta się. Sprawę komplikuje dodatkowo fakt, że niektóre z wymienionych wyżej norm są dostępne tylko w języku angielskim lub niemieckim.

robot współpracujący Sawyer
źrodło: Robotics Business Review

Wsparcie

Oczywiście można zmagać się z opisanymi powyżej zagadnieniami samodzielnie. Można inwestować w szkolenia, normy i dedykować pracownika do tego typu zadań. W pewnych sytuacjach ma to sens. Wszystko zależy od profilu firmy, jej core business’u, na którym powinna być skoncentrowana i ilości ocen do przeprowadzenia.

Z naszej strony oferujemy wsparcie w zakresie oceny stanowisk z robotami współpracującymi. Od początku roku 2020 niemal co miesiąc wykonujemy co najmniej jedną ocenę tego typu. Specjalizujemy się w stanowiskach z kobotami Universal Robots, chociaż jesteśmy otwarci również na maszyny innych producentów.

Możemy wykonać poszczególne części procesu oceny zgodności:

  • ocenę ryzyka,
  • ocenę zgodności z poszczególnymi normami zharmonizowanymi,
  • obliczenia PL zgodnie z PN EN ISO 18349-1,
  • obliczenie maksymalnych sił, nacisków powierzchniowych i maksymalnych prędkości względnych dla wszystkich scenariuszy kontaktu człowieka z kobotem zgodnie z ISO/TS 15066,
  • weryfikację stanowiska zrobotyzowanego zgodnie z PN EN ISO 10218-2, pkt. 6,
  • Instrukcję użytkowania stanowiska.

Możemy również przeprowadzić ocenę zgodności stanowiska z kobotem w całości.

Przygotowujemy niezbędne dokumenty:

  • dokumentację producenta,
  • instrukcję obsługi
  • deklarację zgodności.

Zakres współpracy zależy o do Państwa potrzeb.