Travail humain et robot Ensemble, sans barrière de protection, les deux peuvent exploiter pleinement leurs avantages. Des conditions préalables normatives ont été créées pour leur coopération en toute sécurité. Dans de nombreuses entreprises, il existe déjà cellules robotisées collaboratives utilisé. Mais qu’en est-il de ça ? Planification et construction de telles cellules robotisées ? Ce message de Schmersal vous montre le chemin.

Contenu

• Robot derrière la barrière de protection
• Coopération directe entre robots et humains
  • Cellule robotisée collaborative et sa haute valeur utilitaire
  • Des principes clairs pour la collaboration entre robots
  • La pyramide générale des normes
• Le chemin vers un système de travail collaboratif selon ISO/TS 15066
  • Exigences pour un fonctionnement collaboratif
  • Opportunités pour concevoir une entreprise collaborative

Robot derrière la barrière de protection

Pendant des décennies, ce fut le cas dans la fabrication automatisée règle de base du fer: Les zones de travail des personnes et robot doivent être strictement séparés. En pratique, cela signifie que le robot effectue son travail derrière une barrière de protection tandis que l’humain se déplace librement. Mais cela signifiait aussi que les deux ne pouvaient pas vraiment travailler ensemble.

Cependant, depuis de nombreuses années, des efforts ont été déployés pour garantir une collaboration directe sûre et conforme aux normes. humain et robot autoriser. Le groupe Schmersal est également impliqué et participe à la mise en œuvre depuis plus de vingt ans. Avec la commande de robot sécurisée « Safety Controller », l'entreprise dispose d'un Contrôle de la sécurité développé qui limite et surveille la zone de travail du robot. Cela crée une condition préalable importante à une véritable collaboration sans barrière de protection.

Coopération directe entre robots et humains

Aujourd'hui, ils le feront aussi Cobots Les robots collaboratifs précités sont utilisés dans de nombreux domaines et entreprises. Cela aboutit généralement à une division du travail dans laquelle les deux parties peuvent exploiter leurs avantages. Le cobot apporte sa force, sa répétabilité et son absence de fatigue ; les humains complètent ces caractéristiques par leur intelligence, leur perception, leur expérience et leurs compétences en résolution de problèmes.

La combinaison de ces compétences peut augmenter considérablement la flexibilité du processus d’assemblage ou de production. À l'ère de l'industrie 4.0, les petites séries sont de plus en plus produites ou différents produits sont fabriqués sur une seule ligne.

Cellules robotisées collaboratives et leur haute valeur utilitaire

Une distinction est faite entre les cobots plus petits, qui sont intégrés dans la production ou l'assemblage sans barrière de protection, et les cellules robotisées collaboratives, qui des robots plus gros et les opérateurs travaillent ensemble dans une zone séparée et délimitée par des dispositifs de protection. C'est le deuxième cas qui sera considéré ici.

Une telle cellule a besoin d'une clôture de protection Portes de protection ainsi que des options d'alimentation dans et hors de la zone dangereuse. Un exemple sont les systèmes de convoyage ou les stations de transfert pour les produits à traiter. La cellule, en revanche, ne nécessite aucune séparation physique ni sécurité entre les zones de travail humaines et humaines. robot plus.

Au contraire, tous deux travaillent dans un système de travail faisant partie du usine intelligente ensemble. Parce que cette coopération est avantageuse, il existe de nombreux Fabricant de cobots et au moins autant d'intégrateurs de systèmes dont les systèmes produisent des lots plus petits de manière hautement productive grâce aux cobots.

Des principes clairs pour la collaboration entre robots

De nombreuses entreprises manufacturières dans une grande variété d’industries se demandent ce qu’elles doivent prendre en compte lors de la conception et de l’exploitation de telles cellules robotisées avec une collaboration homme-robot.

Conseil événementiel : séminaires sur la robotique

Pour ce nouveau type de collaboration fondements normatifs créé. Le but de ceux-ci est d'utiliser le robot Dispositifs de sécurité équiper les gens pour se protéger. C’est ainsi que le robot est devenu cobot. Comme en général dans le la sécurité des machines ou encore, dans le cadre de la directive Machines, la pyramide des normes avec les normes harmonisées de type A, type B et type C s'applique également aux robots collaboratifs.

La pyramide générale des normes

En tant que Normes de type A est la norme de sécurité de base EN ISO 12100 (évaluation des risques). Les normes de type B1 deviennent un peu plus spécifiques. Ils traitent d’aspects particuliers en matière de sécurité. Des exemples sont la célèbre norme EN ISO 138349 pour les parties des commandes liées à la sécurité et la norme EN ISO 11161 pour les systèmes de fabrication intégrés. Les normes de type B2 fournissent des spécifications pour différents types de dispositifs de sécurité tels que les dispositifs d'arrêt d'urgence (EN 13850).

Il existe plusieurs normes techniques spécifiques à la robotique Normes de type C. Ceci comprend:

• EN ISO 10218: Les robots industriels – Exigences de sécurité, divisées en partie 1 (Robots) et Partie 2 (Systèmes de robots et intégration). Les exigences de sécurité pour les cellules robotisées sont définies ici.
• EN ISO 11161 : Sécurité des machines – Systèmes de fabrication intégrés – Exigences essentielles
• ISO/TS 15066 : Robots et dispositifs robotiques – robots collaboratifs

Cependant, cette dernière norme n’est pas harmonisée, ce qui signifie qu’elle n’est pas répertoriée dans la LMR.

De plus, la série de normes est disponible EN ISO 10218 peu avant la sortie d'une version révisée. Désormais, la deuxième partie de la série de normes contiendra les exigences de la norme ISO/TS 15066, de sorte que les exigences relatives aux systèmes de collaboration homme-robot pourront bientôt être entièrement reprises de la norme EN ISO 10218-2.

En plus des normes, il existe d'autres documents utiles sur le sujet la sécurité des machines dans les robots collaboratifs. Par exemple, l'information DGUV 209-074 « Systèmes robotiques collaboratifs » comprenant une liste de contrôle ainsi qu'un document de position du VDMA « Sécurité dans la collaboration homme-robot » et plusieurs livres blancs utiles du TÜV Autriche traitent du sujet de la robotique.

Le chemin vers un système de travail collaboratif selon ISO/TS 15066

L'EN ISO 10218 définit ce chambres, qui doit être pris en compte lors de la conception des mesures de sécurité des cellules robotisées. Elle touche l’espace maximum, l’espace de travail restreint, l’espace d’exploitation et la zone protégée des robots collaboratifs.

De plus, les robots collaboratifs en possèdent un Salle de collaboration, qui est décrit dans les normes EN ISO 10218-1 et ISO/TS 15066. Les humains et les robots peuvent y être en même temps et effectuer des tâches. Le mode de fonctionnement correspondant est appelé « fonctionnement collaboratif ».

Cela se traduit également par la conception des dispositifs de protection des robots collaborateurs ou par la manière sûre de les rejoindre. Cobot un Pyramide de trois:

1. Construction/sélection du robot selon ISO 10218-1 (fabricant de robot)
2. Conception de la cellule robotisée selon ISO 10218-2 et si nécessaire également ISO 11161 (intégrateur)
3. Prise en compte de la norme ISO/-TS 15066 pour le fonctionnement collaboratif (intégrateur).

Exigences pour un fonctionnement collaboratif

Quelles sont les exigences spécifiques pour le Conception et planification une cellule robotisée comme « système de travail collaboratif » selon ISO/-TS 15066 ? Une fois la disposition de la cellule définie, le concepteur doit déterminer les dangers et procéder à une évaluation des risques. Cela se traduit par les mesures nécessaires pour réduire les risques. Les mesures autorisées pour un système de travail collaboratif sont décrites dans la norme ISO/-TS 15066 et y sont définies avec les exigences correspondantes.

Concevoir l'agencement de la cellule robotisée

La conception de l'aménagement est un Processus core dans la réduction des risques dans les cellules robotisées collaboratives. Dans l'aménagement, le concepteur détermine les pièces mentionnées ci-dessus, dont la salle de collaboration, ainsi que les accès aux zones dangereuses. L'ergonomie doit être prise en compte Interface homme-machine doit être pris en compte et, si nécessaire, l'espace supplémentaire pour le suivi des mouvements du robot, par ex. B. est nécessaire après l'activation du dispositif d'arrêt d'urgence.

Tenir compte des risques particuliers

Les concepteurs et les ingénieurs en sécurité doivent également avoir quelque chose de spécial danger potentiel par des robots et les inclure dans l’évaluation des risques. Ce n’est pas sans raison que les zones de travail des humains et des robots devaient autrefois être strictement séparées. Les listes de dangers de l'annexe A des normes EN ISO 10218-1 et EN ISO 10218-2, qui traitent spécifiquement des dangers liés aux robots et à ceux présents dans les cellules robotisées, sont utiles dans ce contexte.

Le danger potentiel réside, entre autres, dans le fait qu'un robot se déplace avec haute énergie se déplace sur une longue distance et sa trajectoire de déplacement est difficile à prévoir. Il faut également s’attendre à ce que plusieurs robots travaillent dans une salle d’opération commune. L’espace de collaboration doit donc être clairement défini. Chaque opérateur présent dans ce local ou dans la zone de travail du robot doit disposer de son propre élément de commande. Il est également sûr à utiliser Logiciels prescrit pour la limitation d’axe et d’espace. Ceci est généralement fourni par le fabricant du robot.

Opportunités pour concevoir une entreprise collaborative

J'ai noté la ISO / TS se concentre sur quatre possibilités de collaboration entre opérateur et robot. Ceux-ci inclus:

• Guidage manuel du robot (mouvement du Bras robotique par la force humaine)
• Surveillance de la vitesse et de la distance (réduction de la vitesse en fonction de la distance)
• Arrêt surveillé de sécurité (arrêt catégorie 2, redémarrage à la sortie de la salle de collaboration)
• Limitation des performances et des forces (réduction des risques grâce à des forces réduites).

Presque toutes ces méthodes nécessitent Technologie de contrôle, des fonctionnalités de sécurité supplémentaires doivent donc être évaluées.

Limitation de puissance et de force dans la collaboration homme-robot

Le principal danger lorsque les humains et les robots travaillent ensemble est le suivant contact accidentel à la fois. Lors de la limitation de la puissance et de la force, les conséquences d'un tel contact doivent donc être minimisées. Si un contact est susceptible de se produire dans la salle de collaboration, les limites d'exposition basées sur certaines parties du corps doivent être prises en compte.

Cela peut être mis en œuvre par des mesures de sécurité passive au travail telles qu'un rembourrage en mousse, une zone de contact plus grande ou une limitation des masses en mouvement. Le concepteur peut également empêcher activement cela grâce à la technologie de contrôle en limitant la force ou le couple. capteurs intégré, qui détecte l'opérateur.

Surveillance sécurisée des cobots

Lorsque les cellules robotisées fonctionnent de manière collaborative, diverses fonctions de sécurité doivent être mises en œuvre. En fonction de l'opération collaborative, de la force, du couple, de la vitesse ou de la position du Axe du robot surveillé d’une manière liée à la sécurité. Un sélecteur de mode de fonctionnement et un interrupteur de validation font généralement également partie de l'équipement de sécurité. Les produits et solutions système pertinents sont proposés par des sociétés éprouvées Portefeuille Schmersal disponible.

Après conception : vérification et validation

Selon la norme ISO/TS 15066, le résultat de la conception d'une cellule robotisée collaborative doit être enfin vérifié et validé. En raison du potentiel de risque élevé de la robotique, cette étape est essentielle pour enfin confirmer la sécurité et assurer la conformité à la directive machines. Les services de Schmersal vous assistent dans cette tâche ainsi que dans les étapes de travail en amont telles que l'évaluation de la conformité, l'évaluation des risques, la mesure de force et de pression. tec.nicum les utilisateurs. Les consultants en sécurité possèdent l’expertise nécessaire et un haut niveau d’expertise industrielle dans une grande variété de domaines. l'automatisation industrielle.

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