Identifikace nebezpečí a posouzení rizika u integrace průmyslových robotů

Ačkoliv hluk byl identifikován jako významné nebezpečí spojené s průmyslovými systémy robotů, není hluk v tomto článku ani v normě ISO 10218 uvažován.

Provozní charakteristiky robotů mohou být významně odlišné od charakteristik jiných strojů a zařízení následovně:

• roboty jsou schopné pohybů s vysokou energií uvnitř velkého operačního prostoru;
• zahájení pohybu a dráhy ruky robotu je obtížné předvídat a může se lišit, například změnou provozních požadavků;
• provozní prostor robotu se může překrývat s provozním prostorem jiných robotů, nebo s pracovními zónami jiných strojů a souvisejícího zařízení;
• může být vyžadováno od obsluhy pracovat v blízkosti systému robotu, při aktivovaném přívodu energie ke stroji.

Je nezbytné identifikovat nebezpečí a posoudit rizika spojená s robotem a jeho aplikací před volbou a navržením vhodných zabezpečujících opatření pro přiměřené snížení rizika. Technická opatření pro snížení rizika jsou založena na následujících základních principech:

• zamezení nebezpečí konstrukcí, nebo jejich omezení nahrazením;
• zamezením kontaktu obsluhy s nebezpečím, nebo řízením nebezpečí dosažením bezpečného stavu před možným kontaktem obsluhy s nebezpečím;
• snížením rizika během zásahu (např. učením).

Realizace těchto principů může zahrnovat:

• navržení systému robotu tak, aby dovolil provádění úkolů vně zabezpečeného prostoru;
• vytvoření zabezpečeného a mezního prostoru;
• vytvoření dalších bezpečnostních zařízení, jestliže se objeví zásahy uvnitř zabezpečeného prostoru.

Typ robotu, jeho aplikace a jeho vztah k jiným strojům a příslušným zařízením bude ovlivňovat návrh a výběr ochranných opatření. Ty musí být vhodné pro práci, která má být provedena a dovolí tam, kde je to nezbytné bezpečně provádět učení, seřizování, údržbu, ověření programu a odstraňování závad.

Návrh uspořádáni

Návrh systému robotu a návrh buňky je klíčový proces pro zamezení nebezpečí a snížení rizika. Následující faktory musí být vzaty v úvahu při procesu návrhu uspořádání.

• Stanovení fyzických mezí (třírozměrných) buňky nebo linky, včetně dalších částí větší buňky nebo systému (integrovaného výrobního systému):
  
  1. měřítko a počátek pro modelování uspořádání ve výkresech návrhu;
  2. umístění a rozměry součástí uvnitř dostupného zařízení (měřítko).
• Pracovní prostory, přístup a volný prostor:
  
  1. identifikování maximálního prostoru systému robotu, určující omezené a provozní prostory, a identifikující potřebu volného prostoru okolo překážek, jako instalačních opor,
  2. dopravní trasy (uličky pro pěší, návštěvnické trasy, pohyb materiálu vně zabezpečeného perimetry buňky nebo linky);
  3. přístup a bezpečný přívod podpůrných služeb (elektrická energie, plyn, voda. vakuum, hydraulika, ventilace) a ovládací systémy;
  4. přístup a bezpečná cesta pro obsluhu, čištění, odstraňování závad a pro účely údržby;
  5. kabely/jiná nebezpečí uklouznutí, klopýtnutí a pádu;
  6. kabelové lávky.
• Ruční zásah - uspořádání by mělo být navrženo tak, aby umožnilo provedení úkolů vyžadujících ruční zásah z prostoru mimo zabezpečený prostor. Tam, kde to není praktické a když zásah vyžaduje poháněné pohyby stroje (strojů), musí být k dispozici příslušná souhlasná povelová zařízení. Souhlasná povelová zařízení mohou být navržena pro ovládání:
  
  1. celé buňky robotu;
  2. určité zóny v buňce robotu;
  3. vybraného stroje nebo zařízení uvnitř buňky.
• Ergonomie a rozhraní člověk - zařízení:
  
  1. viditelnost operací;
  2. jasné označení ovládačů;
  3. jasná asociace ovládačů s robotem;
  4. místní tradice návrhu ovládačů;
  5. vzájemná poloha obrobku a obsluhy;
  6. předpokládané chybné použití;
  7. provozní spolupráce.
• Podmínky environmentu:
  
  1. odvětrání;
  2. jiskry vznikající při sváření.
• Zakládání a vyjímání obrobků/výměna nástrojů.
• Zvážení bezpečnostní ochrany perimetru.
• Požadavky na umístění zařízení nouzového zas-
• tavení a možné rozdělení buňky na zóny (např. místní tlačítka zastavení nebo tlačítka zastavení celé buňky).
• Požadavky na souhlasná povelová zařízení a jejich umístění.
• Zvážení zamýšleného použití všech součástí.

Posouzení rizika musí určit dodatečný prostor požadovaný za mezním prostorem ke stanovení zabezpečeného prostoru.

Posouzení rizika

Protože systém robotu je vždy integrován do zvláštní aplikace, integrátor musí provést posouzení rizika pro stanovení opatření na snížení rizika vyžadované pro přiměřené snížení rizika prezentovaného touto integrovanou aplikací. Zvláštní pozornost by měla být věnována případům, kde jsou bezpečnostní zařízení odejmuta z individuálních strojů z důvodu dosažení integrované aplikace.
Posouzení rizika umožňuje systematická analýza a vyhodnocení rizika spojeného se systémem robotu během jeho celého životního cyklu (tj. uvedení do provozu, seřízení, výroba, údržba, oprava, vyřazení z provozu).
Posouzení rizika je následováno, kdykoliv je to nezbytné, snížením rizika. Pokud je tento proces opakován, vzniká iterativní proces pro vyloučení rizika, pokud je to praktické a pro snížení rizik zavedením ochranných opatření.

Posouzení rizika obsahuje:

• určení mezí systému robotu;
• identifikaci nebezpečí;
• odhad rizika;
• vyhodnocení rizika.

Integrace systému robotu začíná specifikací jeho zamýšleného použití a omezení, popsaných v ISO 12100, ISO 11161 a dalších použitelných normách typu C. Tyto specifikace mohou zahrnovat například:

• omezení použití:
  
  1. popis funkcí, zamýšleného použití a rozumně předpokládaného nesprávného použití;
  2. popis nižných uživatelských režimů;
  3. analýza sledu procesu včetně ručního zásahu;
  4. popis rozhraní, nástrojového vybavení a zařízení;
  5. připojení příslušenství;
  6. informace dodané výrobcem, které jsou odvozeny od použití ISO 10218-1, včetně již použitých opatření pro snížení rizika;
  7. vyžadované napájení energií a dalších spotřebičů;
  8. vyžadované nebo předpokládané dovednosti uživatele (oprávnění);
• prostorové omezení:
  
  1. požadovaný rozsah pohybu stroje;
  2. požadovaný prostor pro instalaci a údržbu;
  3. požadovaný prostor pro úkoly obsluhy a další lidské zásahy;
  4. schopnosti opětovného uspořádáni (ISO 11161);
  5. požadovaný přístup;
  6. základy;
  7. požadovaný prostor pro dodávku a likvidaci zařízení nebo vybavení;
• časová omezení:
  
  1. zamýšlené časové omezení stroje a jeho součástí (opotřebené díly, nástroje, atd.);
  2. diagramy procesů a časování;
  3. doporučené intervaly servisu;
• další omezení:
  
  1. vyplývající z environmentu (teplota, použití uvnitř nebo venku, toleranci na prach a vlhkost, atd.);
  2. požadovaná úroveň čistoty pro zamýšlené použití a environment;
  3. vlastnosti zpracovávaného materiálu;
  4. nebezpečný environment;
  5. nastudované materiály, tj. studie a porovnání, včetně dostupných nehod a zpráv o nehodách v podobných operacích a systémech.

Další národní normy a místní předpisy mohou také poskytnout důležité informace o zdrojích energie a požadavcích na bezpečnou manipulaci a instalaci.

Identifikace nebezpečí

Seznam významných nebezpečí pro roboty a systémy robotů jsou výsledkem identifikace nebezpečí a provedení posouzení rizika tak, jak je popsáno v ISO 12100.
Další nebezpečí, (např. kouře, plyny, chemikálie a horké materiály) mohou být způsobena specifickými aplikacemi (např. svařováním, řezáním laserem, obráběním) a integrací systému robotu s ostatními stroji (např. stlačení, střih, náraz). Tato nebezpečí musí být řešena individuálně s posouzením rizika pro specifickou aplikaci.
Za účelem zjištění potenciálního výskytu nebezpečných situací je nezbytné identifikovat úkoly, které mají být provedeny obsluhou systému robotu a připojeným zařízením. Integrátor musí identifikovat a dokumentovat tyto úkoly. Musí být konzultováno s uživatelem pro zajištění, že všechny rozumně předvídatelné nebezpečné situace (úkol a kombinace nebezpečí) spojené s buňkou robotu jsou identifikovány, včetně nepřímých interakcí, (např. osoby nemající žádné úkoly související se systémem, ale jsou vystaveny nebezpečí spojeným se systémem). Tyto úkoly zahrnují, ale nejsou omezeny na:

• ovládání a monitorování procesu;
• zakládání obrobku;
• programování a ověřování;
• rychlý zásah obsluhy nevyžadující demontáž:
• seřízení (např. výměny přípravku, výměna nástroje);
• řešení problémů;
• opravy selhání (např. uváznutí zařízení, pád částí, zotavení úkonů a abnormální podmínky);
• ovládání nebezpečné energie (včetně přípravků, upínek, otočných stolů a dalších zařízení);
• údržbu a opravy;
• čištění zařízení.

Po určeni nebezpečí, je nezbytné posoudit rizika spojená se systémem robotu před aplikací příslušných opatření pro přiměřené snížení rizika. Opatření pro snížení rizika se zakládají na těchto základních principech:

• eliminací nebezpečí konstrukcí nebo snížení jejich rizik záměnou;
• bezpečnostní ochranou k zabránění kontaktu obsluhy s nebezpečím, nebo zajištěním, aby se nebezpečí dostalo do bezpečného stavu před kontaktem s obsluhou;
• poskytnutí dodatečných ochranných opatření jako informací pro použití, zaškolení, návěští, osobní ochranné zařízení, atd.

Uvedené požadavky byly odvozeny od iterativního procesu aplikování opatření pro snížení rizika, v souladu s ISO 12100, až k nebezpečím identifikovaným v příloze A normy ISO 10218-1. Integrátor musí zajistit, aby rizika identifikovaná v hodnocení rizika byla přiměřeně snížena použitím uvedených požadavků. Pokud rizika nejsou přiměřeně snížena, musí být aplikována další snížení rizika, dokud není přiměřeně riziko sníženo.