Roboto tiesinių ašių sauga prasideda nuo roboto, vežimėlio, įrankių, aptarnavimo, tvirtinimo elementų ir gretimų staklių traktavimo kaip vieno taikymo. Rizikos vertinimas turi apimti visas leidžiamas vežimėlio padėtis ir kiekvieną gyvavimo ciklo užduotį – ne tik automatinį ciklą. Apibrėžkite ribas, suplanuokite žmones ir judėjimą, sumažinkite riziką projektuodami prieš pridėdami apsaugos priemones, nurodykite saugos funkcijas nuo likusių pavojų ir patvirtinkite normalias, gedimų ir atkūrimo būsenas.
Diagrama yra planavimo modelis, o ne nustatytas apsaugos išdėstymas. Tikrosios ribos priklauso nuo taikymo rizikos vertinimo, stabdymo elgsenos, prieigos poreikių ir taikomų reikalavimų.
Svarbiausi paėmimai
- Įvertinkite kombinuotą perkraustymo sistemą visose leidžiamose valstijose, įskaitant neįprastinius darbus.
- Prieš pasirinkdami apsaugos priemones ar su sauga susijusias kontrolės priemones, apibrėžkite pavojus.
- Saugos funkcijas išveskite iš projekto rizikos vertinimo, o ne iš nesusijusios ląstelės.
- Patvirtinkite prieigą, gedimus, atstatymą, paleidimą iš naujo ir atkūrimą naudodami atsekamumą užtikrinančius įrodymus.
Ką gali patvirtinti vietiniai įrodymai
Dviejose pasirinktose šaltinių sekose pavaizduotas ant vežimėlio sumontuotas pramoninis robotas, kuris keičia roboto pagrindo padėtį išilgai grindų lygio bėgelio. Šio matomo judėjimo pakanka, kad būtų parodyta, kodėl judesio kontūro negalima įvertinti iš vienos fiksuotos pjedestalo padėties.
Vaizdo įraše nenustatyta saugi riba, stabdymo charakteristikos, saugiai įvertintos funkcijos, saugus atstumas, bėgių charakteristikos ar atitiktis. Juo negalima įrodyti, kad parodyta instaliacija yra saugi ar paruošta gamybai. Todėl šiame straipsnyje paaiškinama, ką projekto komanda turi nustatyti ir patvirtinti, nenustatant universalaus atstumo, našumo lygio ar grandinės.
1. Apibrėžkite roboto tiesinių ašių saugos ribas
Rizikos vertinimas pradedamas nuo ribų, o ne nuo apsaugos priemonių katalogo. Apibrėžkite numatytą taikymą, produktus, įrankius, darbo režimus, žmones, laukiamus įgūdžius, aplinkos sąlygas ir gyvavimo ciklo etapus. Įtraukite visą valdiklio leidžiamą vežimėlio judėjimą, o ne tik pirmojoje gamybos programoje naudojamas pozicijas.
Sukurkite gamybos, sąrankos, mokymo, kalibravimo, valymo, priežiūros, gedimų šalinimo, maitinimo atkūrimo, etaloninių verčių atkūrimo, programinės įrangos pakeitimų ir eksploatavimo nutraukimo būsenų sąrašą. Kiekvienai būsenai įrašykite:
- vežimėlio padėtis arba leidžiamas diapazonas;
- roboto poza ir įrankio būklė;
- kitos judančios mašinos ar įrenginiai;
- turima elektros, pneumatinė, hidraulinė, procesinė arba kaupiama energija;
- asmenys, kurie gali įeiti, ir jų atliekamos užduotys;
- komanda arba įvykis, galintis inicijuoti judėjimą; ir
- saugus būdas išvykti iš valstijos.
ISO 12100 aprašo gyvavimo ciklo metodą, skirtą pavojų nustatymui, rizikos įvertinimui ir mažinimui, sprendimų dokumentavimui ir rezultato tikrinimui. ISO 10218-2:2025 taiko roboto ir ląstelės integracijos reikalavimus projektavimo, paleidimo, eksploatavimo, priežiūros, išmontavimo ir utilizavimo etapams. Šios taikymo sritys yra svarbios, nes išorinė ašis gali keistis ten, kur yra pavojingas judėjimas, kiekvieno iš šių etapų metu.
2. Nubraižykite pavojų žemėlapį visoje kombinuotoje judėjimo trajektorijoje
Linijinė ašis padaro roboto pagrindinės padėties kintamą. Todėl pavojų apžvalgai reikalingas bendras vežimėlio, roboto jungčių, efektoriaus, ruošinio, apdirbimo paketo, energijos grandinės ir proceso paslaugų kontūras.
Naudokite scenarijus, o ne bendrą kontrolinį sąrašą. Pavojingumo teiginyje turėtų būti nurodytas asmuo, užduotis, pradinis įvykis, pavojingas judesys arba energija ir galima žala. Frazė „Judantis bėgis“ yra pernelyg miglota. Frazė „Technikas siekia tarp vagono ir galinės atramos, kol dar galima sukaupta energija arba netikėtas atskaitos judesys“ yra pakankamai konkreti, kad būtų galima pagrįsti projektavimo sprendimą.
| Pavojaus šaltinis | Įvertinimo scenarijaus pavyzdys | Įrodymai, kuriuos projektas turėtų išsaugoti |
|---|---|---|
| Vežimo vertimas | Asmuo patenka į gaudymo zoną tarp vežimėlio, galinio stabdiklio, kolonos, apsaugos ar gretimos mašinos | Išdėstymo būsena, prieigos užduotis, leidžiamas judesys, leidimas arba apsaugos priemonė, patvirtinimo įrašas |
| Roboto valymas nuo besikeičiančių bazinių pozicijų | Vieno vagono nuorodoje esantis seifas patenka į praėjimą arba stotį, esančią kitoje pusėje | Kombinuotas apvalkalo modelis ir patikrinta padėties-būsenos matrica |
| Įrankis ir ruošinys | Nešiojama detalė arba proceso įrankis išsikiša už nominalios rankos modelio ribų | Įrankio / ruošinio geometrija, tipinis apkrovos atvejis, patikrintas kontūras |
| Energijos grandinė ir paslaugos | Pažeistas, užstrigęs arba slėgio veikiamas elementas sukelia netikėtą judėjimą arba atšokimą | Techninės priežiūros sąrašas, gedimų elgsena, izoliavimo metodas, tikrinimo kriterijai |
| Bendrinama stotis | Kol robotas gali įeiti, kita mašina atsidaro, užsidaro, prispaudžia, indeksuoja arba atleidžia | Sąsajos būsenos lentelė, leidžiamosios vertės, gedimo atsakas, patvirtinimo testas |
| Pozicijos arba atskaitos taško praradimas | Atkūrimo komanda juda per užimtą arba nežinomą būseną | Nuorodų strategija, ribotas atkūrimo kelias, autorizavimas ir stebėjimo metodas |
| Prieiga prie priežiūros | Vežimėlis užblokuoja išėjimą arba aptarnavimo taškus perkelia į kitą pavojingą zoną. | Priežiūros vieta, izoliacija, prieigos maršrutas, tvirtinimo būdas |
EVST redakcijos komanda naudoja šį scenarijaus formatą, kad komponentų sąrašas nebūtų painiojamas su atliktu rizikos vertinimu. Tvora, skaitytuvas, blokuotė ar saugaus judėjimo funkcija tampa įrodymu tik po to, kai apibrėžiamas jos vaidmuo, elgsena, sąsajos ir patvirtinimas.
3. Padalinkite programą pagal erdvę, užduotį ir kompiuterio būseną
Saugos koncepcijoje gali tekti atskirti gamybos zonas, apkrovos zonas, techninės priežiūros vietas, aptarnavimo koridorius ir gretimą įrangą.
Sukurkite zonų būsenų lentelę. Eilutės yra zonos arba prieigos taškai; stulpeliai – veikimo būsenos. Kiekvienoje ląstelėje įrašoma, ar žmonėms leidžiama judėti, kokie judesiai leidžiami, kas neleidžia judėti nesuderinamiems judesiams ir kas turi būti teisinga prieš atstatant sistemą arba paleidžiant ją iš naujo.
Atkreipkite ypatingą dėmesį, kai:
- stotis pereina iš automatinio apdorojimo į operatoriaus pakrovimo režimą;
- vežimėlis persėda tarp zonų arba atsidaro vartai;
- viena stotis nepasiekiama, o kita lieka aktyvi;
- dėl gedimo robotas, vežimėlis ir detalė patenka į skirtingas būsenas arba
- techninei priežiūrai reikalingas gilesnis priėjimas nei įprastam krovimui.
Apsaugotos erdvės modelis turi sekti bendrą judėjimą. Pradinės padėties ekrano kopija arba vienos mašinos zonos signalas negali įrodyti, kad vežimėlis, robotas, įrankis ir gretima stotis yra suderinamose būsenose.
4. Rizikos sumažinimas nustatyta tvarka
Rizikos mažinimas turėtų prasidėti nuo programos kūrimo. Apsaugos priemonės neturėtų skatinti išvengiamų spąstų, nereikalingos prieigos ar dviprasmiško atkūrimo.
| Rizikos mažinimo sluoksnis | Klausimai apie tiesinės ašies taikymą | Tipiniai įrodymai |
|---|---|---|
| Iš esmės saugesnis dizainas | Ar vežimėlio maršrutas, galinė padėtis, aptarnavimo taškas, įtaisas ar prieigos kelias gali pašalinti pavojų? Ar aptarnavimas gali būti atliekamas ne iš pavojingos zonos? | Pataisytas išdėstymas, projekto peržiūra, atmestas scenarijus |
| Apsaugos priemonės | Kokia fizinė ar jutimo priemonė aptinka arba užkerta kelią prieigai ir kokį pavojingą judesį ji turi kontroliuoti? | Apsaugos išdėstymas, įrenginio specifikacija, sąsajos apibrėžimas |
| Su sauga susijusios valdymo funkcijos | Koks įvykis reikalauja funkcijos, kokia saugi būsena reikalinga ir koks atkūrimo / paleidimo iš naujo elgesys yra leidžiamas? | Saugos reikalavimų specifikacija ir patvirtinimo planas |
| Informacija ir procedūros | Kokios liekamosios rizikos, patikrinimo užduotys, mokymai, izoliacija ir atsigavimo instrukcijos lieka? | Vadovas, etiketės, mokymo įrašas, techninės priežiūros procedūra |
Segmentuotai taikymui palyginkite vieną perimetrą, kontroliuojamą prieigą prie atskirų zonų ir prieigą stoties lygmenyje, koordinuojamą su vagono padėtimi. Pasirinkite koncepciją, kuri pašalina poveikį, palaiko užduotį ir sukuria suprantamas, išbandomas būsenas.
| Prieigos koncepcija | Potencialus pranašumas | Planavimo našta | Pagrindinis patvirtinimo klausimas |
|---|---|---|---|
| Vienas fiksuotas perimetras | Paprasta bendra riba ir mažiau prieigos sąsajų | Didesnis plotas; techninei priežiūrai ir pakrovimui gali prireikti pilnų elementų stovų | Ar kiekvienas prieigos taškas ir aptarnavimo užduotis pasiekia apibrėžtą saugią būseną? |
| Segmentuotos saugomos zonos | Gali izoliuoti užduotis arba stotis, kai programa palaiko nepriklausomas būsenas | Daugiau zonų logikos ir perėjimo atvejų | Ar judesys kada nors gali patekti į zoną, kurios prieigos būsena yra nesuderinama? |
| Bendra prieiga prie stoties | Gali padėti operatoriui įkelti duomenis, kol tęsiami kiti darbai | Griežta sąsajos priklausomybė tarp roboto, vežimėlio, tvirtinimo įtaiso ir stoties | Ar visi leidžiamieji veiksmai, gedimai, atstatymai ir netikėti būsenos pakeitimai neatitinka apibrėžtos sąlygos? |
5. Nurodykite saugos funkcijas atlikus rizikos vertinimą
Saugos funkcija turėtų būti aprašyta kaip reikalavimas, o ne kaip įrenginio pavadinimas. Nurodykite pradinę būseną, pavojingą judesį arba energiją, reikiamą atsaką, leidžiamą būseną po atsako, atstatymo sąlygas, pakartotinio paleidimo sąlygas, diagnostiką, sąsajas ir patvirtinimo metodą.
Reikalingi klausimai apima:
- Kas turi įvykti, kai atidaromas saugomas prieigos taškas?
- Kurį vežimėlio ir roboto judėjimą reikia užkirsti kelią kiekvienoje zonoje?
- Ar kita stotis gali tęsti darbą ir kokiomis tiksliai sąlygomis?
- Kas nutinka, jei pozicijos informacija nepasiekiama arba yra nenuosekli?
- Ar galima atstatyti gamyklinius nustatymus iš vietos, iš kurios aiškiai matoma paveikta erdvė?
- Ar pats atstatymas gali sukelti pavojingą judėjimą?
- Kokių įrodymų reikia prieš automatinį paleidimą iš naujo?
ISO 13849-1:2023 standarte pateikiama su sauga susijusių valdymo sistemų dalių projektavimo ir integravimo metodika. Paskelbtoje taikymo srityje taip pat nurodoma, kad jis neparenka saugos funkcijų ar reikiamų našumo lygių konkrečiam taikymui. Šie sprendimai dėl taikymo turi būti priimami atliekant rizikos vertinimą; todėl šiame straipsnyje nenustatoma universali kategorija, PLr, architektūra, saugus atstumas ar stabdymo laikas.
Stabdymo ir atskyrimo sprendimams reikalinga visa judanti sistema, faktinis stabdymo elgesys, aptikimo sistema, artėjimo sąlygos, aplinka ir taikomi standartai. Katalogo vertės ar filmuota medžiaga negali užbaigti šio skaičiavimo.
6. Nestandartiniam darbui skirkite vienodą svorį
Dabartinėje OSHA robotikos apžvalgoje pažymima, kad daug robotų avarijų įvyko programavimo, priežiūros, bandymo, sąrankos ar reguliavimo metu, kai žmogus gali laikinai būti roboto darbo zonoje. Linijinė ašis šioms užduotims prideda vežimėlio padėtį, išplėstinę eigą, galinius gaudykles, aptarnavimo maršruto sudarymą ir atskaitos taško atkūrimą.
Apžiūrėkite realų darbą su žmonėmis, kurie jį atliks:
- pozų mokymas ir tikrinimas keliose vežimo vietose;
- įrankių keitimas arba kalibravimas ir bėgio arba energijos grandinės tikrinimas;
- nukritusios dalies ar pažeistos dalies valymas;
- komunikacijos ar padėties klaidų nustatymas;
- bėgių valymas ir maitinimo arba etaloninio signalo atkūrimas; ir
- keičiant komponentus, kuriems reikalingas vežimėlio tvirtinimas.
Kiekvienai užduočiai nurodykite izoliacijos arba kontroliuojamo judėjimo sąlygas, prieigos ir evakuacijos kelius, matomumą, ryšį, priežiūrą, įrankius, tvirtinimo būdus ir tikslias įrangos grąžinimo į eksploataciją sąlygas. „Priežiūros režimas“ nėra išsamus atsakymas, nebent būtų apibrėžtas leidžiamas judėjimas ir energija.
7. Numatykite atstatymą, paleidimą iš naujo ir atkūrimą kaip atskiras būsenas.
Atstatymas patvirtina, kad saugos sąlyga buvo pašalinta; tai neturėtų būti traktuojama kaip leidimas automatiniam judėjimui. Paleidimas iš naujo yra atskiras perėjimas, kuriam reikia, kad programa būtų paruošta. Atkūrimui gali prireikti apribotų komandų, kad būtų atkurta padėtis, pašalinta dalis arba atitolinta nuo trukdžių.
Atgavimo įraše turėtų būti nurodyta:
- vežimėlio ir roboto būsena;
- detalės, įrankio, tvirtinimo įtaiso ir gretimo įrenginio būsena;
- žmonės ir prieigos būsena;
- prieinama ir izoliuota energija;
- leidžiamas judėjimas ir jo ribos;
- kas įgaliotas vadovauti tam judėjimui;
- kaip stebima paveikta erdvė; ir
- kokie įrodymai leidžia grįžti prie automatinio veikimo.
Išbandykite atkūrimą ne namuose, įskaitant kelionės pabaigą, trumpas atstumas tarp stočių, stočių perdavimą, užblokuotas stotis, nutrauktus procesus ir susijusius padėties ar ryšio sutrikimus. Įrodykite, kad programa grįžta į žinomą būseną nesukeldama neapibrėžto poveikio.
Cituojamas teiginys: Atkūrimo seka yra nebaigta, kol neapibrėžia mašinos būsenos, žmonių buvimo vietos, detalės būsenos, leidžiamo judėjimo ir įrodymų, reikalingų prieš atnaujinant automatinį veikimą. Tai yra planavimo taisyklė; tiksli seka lieka konkrečiam projektui ir valdikliui.
8. Patvirtinkite reikalavimus atsekamais įrodymais
Patvirtinimas turėtų susieti kiekvieną pavojaus scenarijų su rizikos mažinimo priemone, reikalavimu, bandymu, rezultatu ir šalinimu. Nepriimkite bendro teiginio „saugos bandymas atliktas“, kai yra kelios zonos, režimai ir gedimų keliai.
Naudokite tipinius blogiausius rizikos vertinimo atvejus, pvz., eigos pabaigą, maksimalų įrankio ar ruošinio ilgį, ribotą matomumą, perjungimą, vienalaikius stočių užklausimus, nepasiekiamas sąsajas ir atkūrimą po maitinimo ar etaloninio signalo praradimo.
Įtraukta Roboto tiesinės ašies saugos kontrolinis sąrašas yra redaguojama perdavimo priemonė. Ji įrašo įvestis ir įrodymų būsenas; tai nėra atitikties kontrolinis sąrašas ir nepakeičia kompetentingo patvirtinimo.
Tvarkykite įrašus pagal konfigūracijos kontrolę. Apibrėžkite, kurie programos, įrankio, tvirtinimo elemento, apsaugos, skaitytuvo lauko, sąsajos ar leistino diapazono pakeitimai suaktyvina tikslinę peržiūrą arba platesnį pakartotinį įvertinimą.
Projekto įvesties kontrolinis sąrašas
Prieš įšaldant saugos koncepciją, surinkite šiuos duomenis:
- Roboto, valdiklio, išorinės ašies, įrankio ir nešiojamos ruošinio apibrėžimai.
- Leistinas vežimėlio atstumas, darbinės nuorodos, roboto pozos ir kombinuoti vokai.
- Įrenginių, mašinų, apsauginių įtaisų, praėjimų, pastatų ir techninės priežiūros prieigos modeliai.
- Veikimo režimai, gyvavimo ciklo užduotys, naudotojai ir pagrįstai numatomas netinkamas naudojimas.
- Energijos ir paslaugų inventorius, įskaitant sukauptos energijos ir izoliacijos elgseną.
- Stoties pasisveikinimai, gedimų būsenos, atstatymas, paleidimas iš naujo ir atkūrimo taisyklės.
- Rizikos vertinimo įrašas ir saugos reikalavimų specifikacija.
- Patvirtinimo metodai, instrumentai, testavimo atvejai, rezultatai ir neišspręsti veiksmai.
- Mokymo, patikrinimų, techninės priežiūros, pakeitimų kontrolės ir eksploatavimo nutraukimo įrašai.
Dažnai užduodami klausimai
Ar vienas blokavimas gali apimti visas geležinkelio stotis?
Tik tuo atveju, jei rizikos vertinimas ir sistemos projektavimas patvirtina vieną nedviprasmišką būseną. Atskiros stotys dažnai sukuria skirtingas prieigos, judėjimo ir gedimų sąlygas. Projekte turi būti apibrėžtas, kuris judėjimas leidžiamas kiekvienoje zonoje, ir patvirtintas kiekvienas perėjimas, o ne daroma prielaida, kad vienas signalas atspindi visą taikymą.
Kokį našumo lygį turėtų naudoti roboto linijinė ašis?
Universalaus atsakymo nėra. Rizikos vertinimas nustato reikalingas saugos funkcijas ir jų reikalaujamą našumą. ISO 13849-1 pateikia su sauga susijusių valdymo dalių projektavimo ir integravimo metodiką, tačiau nepasirenka saugos funkcijų ar reikalaujamų našumo lygių konkrečiai ląstelei.
Ar paleidimui pakanka patikrinimo mokymo režimu?
Ne. Mokymas yra viena būsena. Patvirtinimas turėtų apimti automatinį veikimą, prieigą, gedimus, atstatymą, paleidimą iš naujo, techninę priežiūrą, etalonų atkūrimą, sąsajas su kitais įrenginiais ir tipines pozicijas bei konfigūracijas, nustatytas atliekant rizikos vertinimą.
Ar šis vadovas įrodo atitiktį ISO 10218-2 standartui?
Ne. Jame apibendrinami planavimo klausimai, pagrįsti viešąja ISO 10218-2, ISO 12100, ISO 13849-1 taikymo sritimi, OSHA gairėmis ir išorinių ašių kontekstu. Atitikčiai užtikrinti reikalingas taikomas standartinis tekstas, projektui būdingas rizikos vertinimas, projektavimo įrodymai, kompetentingas patvirtinimas ir visi teisiniai reikalavimai, keliami įrengimo vietai.
Šaltiniai
- ISO 10218-2:2025. Pramoninių robotų taikymas ir robotų ląstelės
- ISO 12100:2010. Rizikos vertinimas ir rizikos mažinimas
- ISO 13849-1:2023. Su sauga susijusios valdymo sistemų dalys
- OSHA robotikos apžvalga
- NIST: Užduotimis pagrįsto žmogaus ir roboto bendradarbiavimo saugos gamyboje apibūdinimas
- A3 formato robotų saugos standartų dokumentai
- KUKA linijiniai įrenginiai
- ABB, Naudojimo vadovas – papildomos ašys ir atskiras valdiklis, „RobotWare 6“
Kas parengė šį vadovą, kaip ir kodėl
- Autorius: EVST redakcijos komanda, atstovaujamas kaip organizacijos lygio redakcinis subjektas. Nenurodoma jokia darbuotojo tapatybė ar asmeniniai duomenys.
- Peržiūrėjo: EVST techninio turinio peržiūra organizacijos lygmeniu.
- Kaip: Komanda peržiūrėjo dvi pasirinktas ant bėgių montuojamų robotų sekas, atskyrė matomus faktus nuo nepatikrintų saugos funkcijų, palygino su sauga susijusį paieškos tikslą su esamu išorinių ašių planavimo vadovu ir patikrino teiginius su oficialiais ISO, OSHA, ABB ir KUKA šaltiniais.
- Kodėl: Straipsnis padeda integratoriams ir gamyklų komandoms parengti rizikos vertinimo ir patvirtinimo planą, pasirinkus išorinės ašies architektūrą.
- Riba: Šis vadovas nėra užbaigtas rizikos vertinimas, teisinė nuomonė, atitikties deklaracija ar taikomų standartų pakaitalas.
- Skaidrumas: Atnaujinta 28 m. liepos 2026 d. Redakcijos politika · Pataisų politika · Privatumo politika · Kontaktai
Paruoškite saugos perdavimą
Nusiųskite EVST bendrą judėjimo modelį, gyvavimo ciklo užduočių sąrašą, prieigos koncepciją, energijos ir paslaugų inventorių, stoties sąsajas, gedimų ir atkūrimo būsenas bei esamus rizikos vertinimo įrašus. EVST gali susisteminti šiuos įvestus duomenis į išorinės ašies sąsają ir patvirtinimo kontrolinį sąrašą; galutinis rizikos sumažinimas ir atitiktis lieka kompetentingos projekto inžinerijos ir patvirtinimo objektas.