Sprogimui atsparus bendradarbiaujantis robotas yra specialiai sukurtas ir sertifikuotas kobotas, skirtas saugiam darbui aplinkoje, kurioje yra degių dujų, degių dulkių ar degių pluoštų. Skirtingai nuo standartinių pramoninių kobotų, šie specializuoti įrenginiai turi dvigubus sprogimui atsparumo sertifikatus – tiek vietinius (pvz., Kinijos Ex standartus), tiek tarptautinius (Europos ATEX/IECEx) – ir yra sandarūs pagal IP68 apsaugos klasę, todėl juos galima naudoti 1 ir 2 zonos pavojingose zonose. Tokiose pramonės šakose kaip naftos ir dujų, chemijos perdirbimo ir šaudmenų tvarkymo darbai siekiama automatizuoti pavojingas rankines užduotis, sprogimui atsparūs kobotai tampa svarbia – ir vis dar mažai išnaudota – automatizavimo kategorija.
Kodėl pavojingoms aplinkoms reikalingi sprogimui atsparūs kobotai?
Problema: fizinis darbas pavojingose zonose
Naftos chemijos gamyklų, naftos perdirbimo gamyklų, dažymo dirbtuvių ir šaudmenų gamyklų darbuotojai kasdien susiduria su sprogios aplinkos poveikiu. Rankinio darbo užduotys šiose aplinkose, įskaitant medžiagų tvarkymą, įrangos valdymą, paviršiaus dengimą ir kokybės tikrinimą, kelia neišvengiamą užsidegimo nuo elektros kibirkščių, karštų paviršių ar statinės iškrovos riziką.
Tradiciniai automatizavimo sprendimai šiose aplinkose sunkiai veikia. Standartiniai pramoniniai robotai nėra sertifikuoti naudoti pavojingose zonose, o jų modernizavimas su sprogimui atspariais korpusais yra sudėtingas, brangus ir dažnai nepraktiškas. Dėl to daugelis pavojingų užduočių sprogioje aplinkoje vis dar priklauso nuo žmonių darbo.
Sprendimas: specialiai sukurti sprogimui atsparūs kobotai
Sprogimui atsparūs kobotai šią spragą užpildo tiesiogiai į roboto konstrukciją integruodami pavojingų zonų apsaugą – nuo variklio apvijų ir kodavimo įrenginių iki kabelių jungčių ir valdymo elektronikos. Kiekvienas komponentas, kuris gali sukelti kibirkštį arba viršyti saugią paviršiaus temperatūrą, yra suprojektuotas taip, kad būtų išvengta užsidegimo.
Šie kobotai išlaiko pagrindinius bendradarbiaujančių robotų privalumus – intuityvų programavimą, lankstų diegimą, saugią sąveiką su žmonėmis – ir kartu prideda specializuotą apsaugą, reikalingą klasifikuotoms pavojingoms zonoms.
Sprogimui atsparių standartų ir sertifikatų supratimas
Pavojingų zonų klasifikacija
Pagal tarptautinius standartus (žr. OSHA robotų saugos standartai (pagal JAV rekomendacijas) sprogios aplinkos klasifikuojamos pagal pavojingų medžiagų tipą ir jų buvimo tikimybę:
| klasifikacija | Aprašymas | Tipiškos vietos |
|---|---|---|
| 0 zona / 1 divizionas | Nuolat yra sprogi aplinka | Tankų, indų viduje |
| 1 zona / 1 divizionas | Įprasto veikimo metu tikėtina sprogi aplinka | Šalia bakų angų, pildymo taškų |
| 2 zona / 2 divizionas | Sprogi aplinka mažai tikėtina, tik esant neįprastoms sąlygoms | Bendros augalų zonos, sandėliavimas |
Sprogimui atsparūs kobotai paprastai sertifikuojami 1 ir 2 zonoms (dujų atmosferos) bei 21/22 zonai (dulkių atmosferos), apimdami didžiąją daugumą dislokavimo scenarijų perdirbimo gamyklose ir pramonės objektuose.
Apsaugos metodų paaiškinimas
Sprogimui atsparumo sertifikavimo ženklai koduoja konkrečius naudojamus apsaugos metodus. Įprastas žymėjimas, pvz., „Ex db eb ib pxb IIC T5 Gb“, rodo kelis apsaugos sluoksnius:
- db (ugniai atsparus korpusas): Sulaiko bet kokį vidinį sprogimą ir neleidžia jam užsidegti aplinkinei atmosferai
- eb (padidintas saugumas): Užtikrina didesnį patikimumą, kad būtų išvengta kibirkščių ar per aukštos temperatūros
- ib (vidinė sauga): Apriboja elektros energiją žemiau užsidegimo slenksčių
- pxb (slėginis gaubtas): Palaiko teigiamą vidinį slėgį, kad būtų išvengta sprogių dujų
- IIC: Tinka reikliausiai dujų grupei (įskaitant vandenilį ir acetileną)
- T5: Maksimali paviršiaus temperatūra 100 °C – gerokai žemesnė už daugumos pramoninių dujų užsidegimo temperatūrą
Europinis atitikmuo žymėjimas „Ex II 2G Ex db pxb IIC T4 Gb“ patvirtina atitiktį ATEX direktyvai, taikomai II grupės (ne kasybos) įrangai 1 zonos dujų aplinkoje.
Dvigubas sertifikavimas: kodėl tai svarbu
Pirmaujantys sprogimui atsparūs bendradarbiaujantys robotai vienu metu turi ir vietinius, ir europinius sertifikatus. Šis dvigubas sertifikatas reiškia, kad produktą galima diegti visame pasaulyje be papildomo atitikties darbo – tai itin svarbu tarptautinėms naftos ir dujų bendrovėms bei EPC rangovams, veikiantiems skirtingose reguliavimo jurisdikcijose.
Sprogimui atsparių kobotų produktų linija
Išsamus sprogimui atsparių kobotų portfelis apima kelias naudingosios apkrovos ir siekio konfigūracijas, kad atitiktų skirtingus taikymo reikalavimus:
| Modelis | Naudingoji apkrova | Pasiekti | Pakartojamumas | Maksimalus greitis | Svoris | IP klasė |
|---|---|---|---|---|---|---|
| XR6 | 6 kg | 924 mm | ± 0.02 mm | 3 m / s | 21 kg | IP68 |
| XR9 | 9 kg | 1,500 mm | ± 0.05 mm | 3 m / s | 37 kg | IP68 |
| XR12 | 12 kg | 1,300 mm | ± 0.03 mm | 3 m / s | 36 kg | IP68 |
| XR18 | 18 kg | 900 mm | ± 0.02 mm | 3 m / s | 35 kg | IP68 |
| XR20 | 20 kg | 1,800 mm | ± 0.05 mm | 4 m / s | 68 kg | IP68 |
Visuose modeliuose yra 6 laisvės laipsniai, „EtherCAT“ / 1 kHz valdymo magistralė, o darbinė temperatūra svyruoja nuo -5 °C iki 55 °C. Triukšmo lygis visame diapazone išlieka 60 dB arba mažesnis.
Sprogimui atsparios valdymo spintos
Roboto ranka yra tik viena sistemos dalis. Sprogimui atspariems diegimams reikalinga suderinta valdymo infrastruktūra:
Ugniai atspari valdymo spinta: Viso dydžio korpusas su IP65 apsauga, signalizacijos apšvietimu ir išsamia įvesties/išvesties plėtra. Turtingos išorinės sąsajos tinka 1 ir 2 zonų dujų ir dulkių aplinkai. Tinka sudėtingoms instaliacijoms, kurioms reikalingi keli skaitmeniniai ir analoginiai įvesties/išvesties kanalai.
Teigiamo slėgio valdymo spinta: Kompaktiškas dizainas, IP65 apsaugos klasė, lengviau montuojamas. Palaiko teigiamą vidinį slėgį, kad nepatektų sprogi aplinka. Idealiai tinka ribotos erdvės įrenginiams, kur reikalingas mažesnis pagrindas.
Abu spintelių tipai palaiko „EtherCAT“ lauko magistralę, „Modbus-TCP“, RS485 ryšį ir turi avarinio stabdymo, saugos stabdymo, skaitmeninio įvesties/išvesties ir diferencialinio kodavimo įrenginių įėjimus.
Pagrindiniai taikymo scenarijai
Automobilių degalų papildymo automatizavimas
Robotinės degalų papildymo sistemos pašalina žmonių sąlytį su benzino garais degalų papildymo proceso metu. Koboto sprogimui atsparumo sertifikatas užtikrina saugų darbą garų prisotintoje zonoje aplink degalų dozatorius, o jo tikslumas leidžia tiksliai nustatyti purkštukų padėtį skirtingų tipų transporto priemonėse.
Pramoninis dažymas ir miltelinis dažymas
Purškiama tapyba ir miltelinio dažymo metu susidaro sprogi aplinka iš tirpiklių garų ir degių dulkių dalelių. Sprogimui atsparūs kobotai su „drag-and-teach“ programavimu leidžia operatoriams intuityviai apibrėžti purškimo trajektorijas, o VR valdomas programavimas dar labiau sumažina kvalifikuotų technikų poreikį pavojingoje zonoje.
Šaudmenų ir propelento tvarkymas
Šaudmenų gamyboje ir propelento pildyme naudojamos medžiagos, kurių užsidegimo slenkstis yra itin žemas. Sprogimui atsparūs kobotai atlieka pildymo, surinkimo ir tikrinimo užduotis tiksliai ir kartojamai, kad būtų užtikrinta kokybė, tuo pačiu metu išlaikant saugų atstumą nuo žmonių.
Cheminio perdirbimo operacijos
Chemijos gamyklose bendradarbiaujantys robotai atlieka mėginių ėmimą, vožtuvų valdymą, indų valymą ir medžiagų perkėlimą 1 arba 2 zonai priskiriamose zonose. Dėl kompaktiško dydžio juos galima naudoti uždarose erdvėse, kurios būdingos gamybos gamykloms.
Ekstremalioms temperatūroms pritaikyti kobotai: galimybių išplėtimas
Be sprogimui atsparumo, dabar galima įsigyti specializuotų kobotų, skirtų ekstremalioms temperatūroms – tai pirmas kartas pramonėje. Šie ekstremaliai temperatūrai atsparūs modeliai veikia nuo -30 °C iki 80 °C (palyginti su standartine nuo -5 °C iki 55 °C) ir yra apsaugoti IP68 standartu.
| Modelis | Naudingoji apkrova | Pasiekti | Pakartojamumas | Temperatūros diapazonas | IP klasė |
|---|---|---|---|---|---|
| AL6 | 6 kg | 924 mm | ± 0.02 mm | -30 ° C iki 80 ° C | IP68 |
| AL9 | 9 kg | 1,500 mm | ± 0.05 mm | -30 ° C iki 80 ° C | IP68 |
| AL12 | 12 kg | 1,300 mm | ± 0.03 mm | -30 ° C iki 80 ° C | IP68 |
Šaldymo grandinės ir šaldiklių taikymas
Šaltos grandinės logistikai – šaldytų maisto produktų sandėliavimui, farmacijos produktų šaldymui, ledų gamybai – reikalingi robotai, kurie patikimai veiktų esant nuolatinei minusinei temperatūrai. Standartinių bendradarbiaujančių robotų tepalai tirštėja, jutikliai tampa dreifuojantys, o kabeliai tampa trapūs esant žemesnei nei -5 °C temperatūrai. Ekstremalioms temperatūroms skirti modeliai yra sukurti nuo nulio taip, kad veiktų esant -30 °C temperatūrai.
Karštas kalimas ir aukštos temperatūros procesai
Kitame kraštutiniame variante kobotai, naudojami karšto kalimo purškimo-gesinimo sistemoms, apdoroja ruošinius, kurių temperatūra siekia 1 200 °C. Viename dokumentuotame diegimo atvejyje kobotas karšto kalimo procese purškia formų išleidimo agentą, veikiamas didelių terminių ciklų, 40 kW elektromagnetinių trukdžių iš indukcinių šildytuvų ir nuolatinės perkrovos, viršijančios vardinę naudingąją apkrovą, – be gedimų nepertraukiamai veikiant daugiau nei dvejus metus.
Atrankos aspektai pavojingoms aplinkoms
Renkantis sprogimui atsparų kobotą, be standartinių atrankos kriterijų, atsižvelkite į šiuos veiksnius:
Zonų klasifikacija: Patvirtinkite konkrečią pavojingos zonos klasifikaciją (1 zona, 2 zona, 21 zona, 22 zona) ir įsitikinkite, kad bendradarbiaujančio roboto Ex ženklinimas atitinka jūsų reikalavimus.
Dujų grupių suderinamumas: IIC sertifikatas apima plačiausią dujų spektrą (įskaitant vandenilį). Jei jūsų įranga susijusi su mažiau reikliomis dujų grupėmis (IIA arba IIB), IIC sertifikuota įranga užtikrina integruotą saugos ribą.
Temperatūros klasė: Patikrinkite, ar koboto maksimali paviršiaus temperatūros klasė (T klasė) yra žemesnė už visų darbo vietoje esančių medžiagų savaiminio užsidegimo temperatūrą.
Valdymo spintos pasirinkimas: Pasirinkite spintelės tipą pagal savo instaliaciją – atsparų ugniai, skirtą pilnoms funkcijoms su daugybe įvesties / išvesties jungčių, teigiamo slėgio – kompaktiškiems diegimams.
Kabelio maršrutas: Pavojingų zonų įrengimui reikalingi sertifikuoti kabelių jungtys, vamzdžiai ir maršrutų tiesimo būdai, kurie užtikrina sprogimui atsparios ribos vientisumą.
Dažnai užduodami klausimai
Ar standartinius bendradarbiaujančius robotus galima naudoti pavojingoje aplinkoje?
Ne. Standartiniai kobotai nėra sukurti ar sertifikuoti sprogioms aplinkoms. Jų elektriniai komponentai, varikliai ir jungtys gali sukelti kibirkštis arba viršyti saugią paviršiaus temperatūrą, sukeldami užsidegimo pavojų. Klasifikuotose pavojingose zonose turėtų būti naudojami tik tie kobotai, kurie turi specialius sprogimui atsparius sertifikatus (Ex ženklą).
Ką reiškia IP68 sprogimui atspariam kobotui?
IP68 yra aukščiausias apsaugos nuo dulkių įvertinimas, rodantis visišką atsparumą dulkėms ir gebėjimą atlaikyti nuolatinį panardinimą į vandenį. Sprogimui atsparių kobotų atveju IP68 užtikrina, kad vidinė elektronika yra visiškai izoliuota nuo supančios atmosferos – jokiomis eksploatavimo sąlygomis į korpusą negali patekti sprogiųjų dujų ar dulkių.
Kuo sprogimui atsparūs bendradarbiaujantys robotai kainuoja, palyginti su standartiniais modeliais?
Sprogimui atsparūs kobotai yra brangesni, palyginti su standartiniais pramoniniais modeliais, dėl specializuotų korpusų, sertifikuotų komponentų ir dvigubo sertifikavimo procesų. Tačiau tai reikia įvertinti atsižvelgiant į alternatyvas: rankinio darbo kainą pavojingose zonose (įskaitant užmokestį už pavojingas situacijas, mokymą, asmenines apsaugos priemones ir incidentų riziką), standartinių robotų modernizavimo nepraktiškumą ir atitikties reglamentams naštą. Tais atvejais, kai tikslas yra automatizuoti pavojingas užduotis, specialiai sukurti sprogimui atsparūs kobotai paprastai siūlo ekonomiškiausią būdą.
Santrauka
Sprogimui atsparūs bendradarbiaujantys robotai užpildo esminę pramoninės automatizacijos spragą – jie suteikia bendradarbiaujančių robotų lankstumo ir naudojimo paprastumo pranašumus aplinkoms, kuriose standartiniai robotai tiesiog negali dirbti. Dėl dvigubai sertifikuotų apsaugos metodų, IP68 sandarumo ir galimos keliamosios galios nuo 6 kg iki 20 kg, šie specializuoti bendradarbiaujantys robotai yra paruošti diegimui naftos ir dujų, chemijos perdirbimo, automobilių dažymo ir amunicijos tvarkymo srityse.
Įrenginiams, susiduriantiems su ekstremalių temperatūrų iššūkiais, naujausi ekstremalioms temperatūroms pritaikyti kobotų modeliai praplečia veikimo diapazoną nuo -30 °C iki 80 °C, atverdami automatizavimo galimybes šaltosios grandinės logistikoje ir karštojo kalimo procesuose.
Susijęs skaitymas:
- Išsamus bendradarbiaujančių robotų vadovas – tipai, pasirinkimas ir pritaikymas
- Kobotų investicijų grąžos skaičiuoklė – jūsų investicijų į MVĮ gamybos įmones pagrindimas
- Automobilių pramonei skirti kobotai – ką IATF16949 reiškia robotų kokybei
Paskutinį kartą atnaujinta: 2026 m. kovo mėn. Šiame straipsnyje pateikta sertifikavimo informacija ir apsaugos žymėjimai yra pagrįsti viešai prieinamomis produktų specifikacijomis ir tarptautinių standartų dokumentacija.