Ar EVST redakcijas komanda · Pēdējoreiz atjaunināts: 2026. gada 23. jūlijā
Jaudas un spēka ierobežojumu validācija saskaņā ar ISO / TS 15066 nozīmē fizisku pārejas un kvazistatiskā kontakta spēka un spiediena mērīšanu uz faktiskā gala efektora un sagataves reālā darbības ātrumā un nolasījumu salīdzināšanu ar ķermeņa apgabala ierobežojumiem standarta biomehānikas tabulās. Sadarbīgā robota sertifikācija to neaptver. Mērījums jāveic uz gatavās šūnas, nevis uz kailas rokas.
Šis raksts ir par mērījumu veikšanas pamācību. Pašu 2025. gada pārskatīto versiju skatiet mūsu ISO 10218/TS 15066 sadarbības drošības standartu rokasgrāmata; kam pieder riska novērtējums šūnu līmenī saskaņā ar ISO 10218-2: 2025, Skatiet mūsu šūnu integrācijas ceļvedisŠis jautājums sākas pēc abiem, brīdī, kad riska novērtējumā teikts, ka ir piemērojami jaudas un spēka ierobežojumi, un kādam tas ir jāpierāda.
Kāpēc datu lapas numurs nav validēts numurs
Robotu ražotāji publicē spēka un ātruma rādītājus kailai rokai, kas pārvietojas brīvā telpā. Šie skaitļi raksturo robotu, nevis šūnu. Kad tiek pievienots satvērējs, stiprinājums un sagatave, kontakta ģeometrija pilnībā mainās: neass satvērēja pirksts, kas aizveras uz noapaļotas detaļas, izkliedē spēku plašā laukumā, savukārt tas pats satvērējs, turot detaļu ar asu malu vai izvirzītu stiprinājumu, koncentrē to pašu spēku kontakta laukuma daļā, un biomehāniskie ierobežojumi faktiski ierobežo spiedienu, nevis tikai spēku.
Saskaņā ar ISO/TS 15066, jaudas un spēka ierobežošana tiek definēta robotizētās sistēmas un cilvēka saskares punktā, kas šim nolūkam ietver instrumentu un sagatavi kā daļu no robotizētās sistēmas. Šūnu var uzbūvēt ap robotu, kas pats par sevi ir pilnībā atbilstošs, un jaudas un spēka ierobežošana joprojām neizdodas, kad ir pievienots īstais instruments, jo standarts nekad nepārbaudīja robotu atsevišķi. Tas vienmēr pārbaudīja kontaktu.
Pārejošs un kvazistatisks kontakts ir divi dažādi mērījumi
ISO/TS 15066 iedala kontaktu divās kategorijās, un validācija, kas pārbauda tikai vienu no tām, ir nepilnīga. Pārejošs kontakts aptver īslaicīgu triecienu, piemēram, kustīga robota triecienu cilvēkam, pirms kādai drošības funkcijai ir laiks reaģēt; kvazistatisks kontakts aptver cilvēka iesprūšanu vai iesprūšanu starp robotu un fiksētu virsmu, kur spēks uzkrājas un noturas, nevis strauji palielinās un atbrīvojas. Abu kategoriju ierobežojumi atšķiras, jo traumas mehānisms ir atšķirīgs, un instruments, kas iztur pārejoša trieciena testu, joprojām var neizturēt iespīlēšanas scenāriju, ja tas var piespiest roku pie stiprinājuma malas.
Praksē validācijas plānam ir jānosaka, kur katrs kontakta veids var ticami notikt šūnas izkārtojumā, pirms sākas mērīšana. Pārejošs kontakts tiek pārbaudīts gar robota tuvošanās un atkāpšanās ceļiem. Kvazistatiskais kontakts tiek pārbaudīts katrā vietā, kur instruments, sagatave vai stiprinājums var aizvērt spraugu ar cilvēka roku, plaukstu vai ķermeni, jo tieši tur notiek iespīlēšana, un šīs vietas reti ir tās, kuras inženieris pirmās pamana rasējumā.
Ķermeņa apgabala robežu nolasīšana, neminot skaitļus
ISO/TS 15066 A pielikumā ir apkopotas pieļaujamās pārejošās un kvazistatiskās saskares spēka un spiediena vērtības noteiktos ķermeņa reģionos, sākot no galvaskausa un sejas līdz apakšstilbiem un pēdām, un pieļaujamās vērtības atšķiras atkarībā no ķermeņa reģiona, jo audu jutība atšķiras atkarībā no ķermeņa reģiona. Pieņemamais saskares skaitlis uz apakšdelma var ievērojami pārsniegt robežu uz pirkstgala vai sejas, tāpēc viens “drošā ātruma” iestatījums nevar aizstāt mērījumus faktiskajā saskares punktā, kas noteikts riska novērtējumā.
Praktiski tas nozīmē, ka reģions jāizvēlas tā, lai tas atbilstu reālajai šūnai, nevis ērtākajai testēšanai. Ja operatora roka ir ticams saskares punkts detaļas iekraušanas laikā, tad noteicošie ir rokas un pirkstu ierobežojumi. Ja cilvēks, ejot garām šūpojošai armatūrai, varētu gūt triecienu pa rumpi, tad noteicošie ir rumpja ierobežojumi, un tie nav vienādi skaitļi. Nepareizas tabulas rindas nolasīšana rada validāciju, kas izskatās stingra un neko nepierāda par faktisko risku.
Mērīšanas rīks: ko patiesībā dara spēka un spiediena mērītājs
ISO/TS 15066 apraksta mērījumus, izmantojot atsperes noslogotu kontakta spēka un spiediena mērīšanas ierīci, kas novietota riska novērtējumā noteiktajā vietā un orientācijā, robotam veicot kustību, kas rada sliktāko kontaktu šajā punktā. Ierīce nolasa maksimālo spēku notikuma laikā un, apvienojumā ar zināmo instrumenta vai stiprinājuma virsmas kontakta laukumu, spiedienu šajā kontaktā. Abi skaitļi tiek salīdzināti ar testējamā ķermeņa apgabala robežvērtību, un abiem ir jāpārvar robežvērtība neatkarīgi, jo kontakts var nodot spēku un joprojām sabojāties spiediena ietekmē, ja kontakta laukums ir mazs.
Pasūtīšanas komandas dažreiz fizisku mērījumu vietā izmanto aptuvenu aprēķinu, izmantojot nominālo robota spēka izvadi. Šāda pieeja pilnībā ignorē instrumenta ģeometriju un konsekventi sniedz optimistiskus skaitļus, jo aprēķins pieņem vienmērīgu kontaktu, un reāls satvērējs vai stiprinājums to reti piedāvā. Saskaņā ar paša ISO/TS 15066 struktūru aprēķins var atbalstīt riska novērtējumu, taču standarta atbilstības ceļš ir mērījums gatavajā šūnā, un fizisks nolasījums ir tas, ko paziņotā iestāde vai klienta drošības inženieris sagaida redzēt failā.
Praktiska mērījumu secība faktiskajam instrumentam un sagatavei
Secība, kas tiek pārskatīta, sākas ar riska novērtējumā minēto iespējamo saskares vietu sarakstu, nevis ar instrumentu, kas nejauši tiek uzstādīts tajā dienā. Katra vieta tiek pārbaudīta ar robota faktisko ražošanas ātrumu un slodzi, izmantojot reālu rokas gala instrumentu un īstu ražošanas detaļu, jo vieglāka testa detaļa maina efektīvo masu saskares brīdī, un lēnāks testa ātrums nepietiekami novērtē pārejošu triecienu. Mērinstruments tiek novietots noteiktajā punktā, tiek veikta kustība, un maksimālā spēka un spiediena rādījumi tiek reģistrēti, salīdzinot tos ar ķermeņa reģiona robežu šai vietai, pirms pāriet uz nākamo.
Katra vieta, kas neizdodas, pēc izmaiņām tiek atkārtoti pārbaudīta, neatkarīgi no tā, vai tā ir mīkstāka instrumenta virsma, noapaļota armatūras mala, samazināts pieejas ātrums vai pārvietots kontakta punkts, un atkārtotajā testā tiek izmantota tā pati metode kā sākotnējā testā, tāpēc skaitļi pirms un pēc ir salīdzināmi. Šajā posmā mūsu nodošanas ekspluatācijā komanda visvairāk laika pavada, izstrādājot jaunu sadarbības šūnu, jo armatūras pārskatīšana, kas rasējumā izskatās triviāla, bieži vien maina kontakta ģeometriju tik daudz, ka mērījums no pārbaudes tiek pārvietots uz neizdevušos rezultātu, un vienīgais veids, kā to zināt, ir atkārtoti izmērīt, nevis pieņemt.
Kur reālās šūnas parasti neiztur pirmo mērījumu
Šūnās, kas neiztur savu pirmo jaudas un spēka ierobežošanas testu, atkārtoti parādās viena un tā pati dizaina izvēļu kombinācija. Asi satvērēja pirksti vai atklātas stiprinājumu galviņas koncentrē spēku nelielā saskares laukumā un pārsniedz robežu pat tad, ja kopējais spēks ir krietni diapazonā. Stingri stiprinājumi bez elastības rada cietu kvazistatisku fiksācijas punktu, no kura mīkstāks vai ar atsperi noslogots stiprinājums būtu izvairījies. Pieejas ātrums, kas iestatīts caurlaidspējai, nevis sliktākajam saskares scenārijam, liek pārejošam spēkam pārsniegt robežu tieši tajā brīdī, kad cilvēks varētu atrasties klāt. Sagataves ar asumiem, izciļņiem vai izvirzītām detaļām maina efektīvo saskares ģeometriju, salīdzinot ar to, kas tika pieņemts CAD modelī, kas izmantots šūnas projektēšanai.
Neviena no šīm problēmām nav saistīta ar robotiem, un neviena no tām neprasa atteikties no jaudas un spēka ierobežošanas kā drošības metodes. Tās prasa mainīt instrumentu, stiprinājumu vai ātruma profilu konkrētajā vietā, kas izraisīja bojājumu, un pēc tam atkārtoti veikt mērījumus šajā vietā. Šūnas, kas neiztur pirmo mērījumu, pirmais mēģinājums ir normāls patiesa mērījuma rezultāts, nevis zīme, ka sadarbības pieeja nebija piemērota konkrētajam pielietojumam.
Tehniskās dokumentācijas validācijas dokumentēšana
Mērījums, kas nav pierakstīts, atbilstības nolūkos neeksistē. Klienta drošības inženieris vai paziņotā iestāde sagaida, ka ierakstā būs iekļauta testētā ķermeņa zona un tās izvēles iemesls, testa laikā izmantotais instruments, sagatave, ātrums un slodze, katrā saskares punktā reģistrētie maksimālā spēka un spiediena rādījumi, salīdzināšanai izmantotās robežvērtības un to avots, kā arī jebkuras vietas izvietojums, kas pirmajā piegājienā neizturēja pārbaudi, kopā ar atkārtotas pārbaudes rezultātu pēc labošanas. Šis ieraksts kļūst par daļu no pašas šūnas tehniskās datnes, atsevišķi no robota ražotāja deklarācijas, jo sertificē pabeigto šūnu, nevis komponentu.
EVST nodošanas ekspluatācijā komandas uzskata šo dokumentāciju par piegādājamo materiālu ar savu apstiprināšanas soli, kas tiek sagatavots pieņemšanas testēšanas laikā, nevis vēlāk rekonstruēts no atmiņas, jo validācijas ierakstu, kas apkopots pēc fakta, ir grūti aizstāvēt, ja drošības inženieris vēlāk jautā, kura konkrētā armatūras versija tika pārbaudīta. Lauka inženieri, kas veic šo darbu dažādās rūpnīcās un normatīvajās vidēs, mēdz standartizēt ierakstu formātu jau agrīnā stadijā, jo konsekventa veidne padara daudzšūnu ieviešanu auditējamu, nevis vienreizēju ziņojumu kopumu.
Kāpēc tas kļūst grūtāk bīstamās un liela apjoma vidēs
Jaudas un spēka ierobežošanas validācija nav vienreizējs uzdevums, kas viegli pārnesams starp lietojumprogrammām. Šūna, kas uzbūvēta vispārējai montāžai un vēlāk pārveidota citai detaļu saimei, ir jāpārmēra, jo jaunais instruments un sagatave maina kontakta ģeometriju, uz kuru attiecas sākotnējais tests. Sprādziendrošas sadarbības lietojumprogrammas pievieno vēl vienu slāni, jo ATEX vai IECEx sertificēti korpusi un attīrīšanas sistēmas maina instrumenta masu un virsmas stingrību precīzos kontakta punktos, kurus validācija mēra, un sertifikācija, kas aptver aizdegšanās risku, neko nesaka par kontakta spēku. Lielapjoma automobiļu līnijām, kas uzbūvētas saskaņā ar IATF16949 procesa disciplīnu, joprojām ir nepieciešams viens un tas pats fiziskais mērījums gatavajā stacijā; dokumentēta kvalitātes sistēma kontrolē, cik konsekventi tiek veikts tests, nevis to, vai pamatā esošie spēka un spiediena rādītāji atbilst prasībām.
Arī šajā jomā globāla inženiertehniskā klātbūtne ir svarīgāka nekā šķiet uz papīra. Piegādātājam, kura tehniķi atrodas tikai vienā reģionā, ir grūti konsekventi atkārtot šo mērījumu visās rūpnīcās dažādās valstīs, savukārt tīkls, kas ir pietiekami liels, lai uz katru objektu nosūtītu apmācītu inženieri ar vienādu mērierīci un vienādu metodi, nodrošina validācijas ierakstu salīdzināmību visā ieviešanas laikā, nevis atkarībā no tā, kurš gadījās būt pieejams vietējā līmenī.
Kā varas un spēka ierobežošana salīdzināma ar citām sadarbības metodēm
Jaudas un spēka ierobežošana ir viena no četrām metodēm, ko ISO/TS 15066 atzīst sadarbības darbībai, un tā ir vienīgā, kas validēta, izmantojot tiešus fiziska kontakta mērījumus, nevis attālumu vai uzraudzības loģiku. Zemāk esošajā tabulā ir apkopots, ko katra metode faktiski pārbauda un kādus pierādījumus validācija sniedz, kas ir noderīgi, ja riska novērtējumā ir jāpamato, kāpēc konkrētam uzdevumam tika izvēlēta viena metode, nevis cita.
| Sadarbības metode | Kas ir verificēts | Galvenie pierādījumi tehniskajā dokumentācijā |
|---|---|---|
| Droši novērtēta uzraudzīta apstāšanās | Robots pilnībā apstājas, pirms to sasniedz cilvēks, un atsāk darbu tikai pēc tam, kad telpa ir atbrīvota. | Apturēšanas trigera un atsākšanas loģikas funkcionālā testa žurnāls simulētās ievades laikā |
| Roku vadīšana | Robots pārvietojas tikai nepārtrauktas, uzraudzītas operatora vadības apstākļos ar samazinātu ātrumu | Vadības režīma testa žurnāls un iespējošanas ierīces funkcijas pārbaude |
| Ātruma un atdalīšanas uzraudzība | Robota ātrums samazinās, samazinoties izmērītajam attālumam līdz personai, nekad nepārkāpjot aizsargājošo distanci | Sensoru zonas testa žurnāls pret aprēķināto atdalīšanas attālumu |
| Jaudas un spēka ierobežošana | Maksimālais kontakta spēks un spiediens uz faktisko instrumentu un sagatavi paliek ķermeņa zonas robežās | Fizisko mērījumu žurnāls ar mērinstrumentu rādījumiem katrā kontakta vietā atbilstoši A pielikuma robežvērtībām |
Ko tas nozīmē pircējam, kurš norāda sadarbības šūnu
Piegādātājs, kas atsaucas uz “sadarbības robotu šūnu”, neaprakstot, kā tiks mērīta jaudas un spēka ierobežošana gatavajam instrumentam un sagatavei, atsaucas uz pieņēmumu, nevis apstiprinātu dizainu. Pirms līguma parakstīšanas pircējs var pamatoti jautāt, kuri ķermeņa reģioni tika identificēti kā iespējamie saskares punkti, kāda ierīce mērīs spēku un spiedienu, vai testā tiks izmantots faktiskais ražošanas instruments un reāla detaļa, nevis vieglāks aizstājējs, un kas notiek procedūras gaitā, ja atrašanās vieta pirmajā piegājienā neizdodas. Piegādātāji, kas var sniegt konkrētas atbildes uz šiem jautājumiem, jau izmantojot dokumentācijas veidni, apraksta procesu, ko viņi ir veikuši iepriekš, nevis tādu, ko viņi plāno improvizēt pieņemšanas testēšanas laikā.
Lasītājiem, kuri vēlas iepazīties ar sadarbības robotu pamatprincipiem pirms mērījumu veikšanas, mūsu Pilnīgs ceļvedis par kobotu darbību pārskata līmenī aptver četras metodes, pielietojumus un atlases kritērijus.
Biežāk uzdotie jautājumi
Ko nozīmē jaudas un spēka ierobežojumu validēšana saskaņā ar ISO/TS 15066?
Tas nozīmē fizisku maksimālā pārejas un kvazistatiskā kontakta spēka un spiediena mērīšanu faktiskajā rokas instrumenta galā, sagatavē un šūnas izkārtojumā, izmantojot ar atsperi noslogotu spēka un spiediena mērīšanas ierīci, kas novietota katrā iespējamajā kontakta punktā, un rādījumu salīdzināšanu ar ķermeņa zonas robežvērtībām, kas riska novērtējumā noteiktas kā atbilstošas. Robota brīvās telpas sertifikācija neaizstāj šo mērījumu.
Vai pastāv atšķirība starp pārejošām un kvazistatiskām kontakta robežvērtībām?
Jā. Pārejošs kontakts aptver īslaicīgu triecienu pirms drošības funkcijas reaģēšanas, un kvazistatisks kontakts aptver cilvēka iesprūšanu vai satveršanu vietā, kur uzkrājas un notur spēks. ISO/TS 15066 nosaka atsevišķas robežvērtības katram no tiem, un instruments vai stiprinājums, kas iztur vienu testu, joprojām var neizturēt otru, ja tas rada satvēriena punktu, ko nevarētu notvert tikai pārejas tests.
Vai aprēķins var aizstāt fiziskā spēka un spiediena mērījumu?
Aprēķins, kas balstīts uz robota nominālo jaudu, var atbalstīt sākotnējo riska novērtējumu, taču tas parasti neņem vērā instrumentu un stiprinājumu ģeometriju un sniedz optimistiskus skaitļus salīdzinājumā ar reālo rādījumu, jo faktiskais saskares laukums un virsmas stingrība nosaka spiedienu. Atbilstības apliecinājums, ko sagaida pilnvarotā iestāde vai klientu drošības inženieris, ir fizisks mērījums gatavajā šūnā, nevis aprēķināts aprēķins.
Kas jāiekļauj tehniskās dokumentācijas validācijas ierakstā?
Vismaz: testējamais ķermeņa reģions un tā izvēles iemesls, konkrētais instruments, sagatave, ātrums un testa laikā izmantotā slodze, maksimālā spēka un spiediena rādījumi katrā saskares vietā, izmantotās robežvērtības un to avots, kā arī jebkuras vietas, kas pirmajā mēģinājumā neizdevās, izvietojums un atkārtotas pārbaudes rezultāts.
Vai jaudas un spēka ierobežojuma pāreja vienreiz aptver turpmākās izmaiņas šūnā?
Nē. Jauna detaļu saime, pārskatīts satvērējs, cits stiprinājums vai cikla ātruma izmaiņas maina kontakta ģeometriju, un tā ir atkārtoti jāizmēra. Jaudas un spēka ierobežošanas validācija ir saistīta ar konkrēto instrumentu un sagataves konfigurāciju, kas tika testēta, nevis ar robota modeli kopumā.
Atslēgas
- Jaudas un spēka ierobežošana tiek apstiprināta, fiziski izmērot kontakta spēku un spiedienu uz faktiskā instrumenta un sagataves, nevis paļaujoties uz robota paša brīvās telpas sertifikāciju.
- Pārejošam kontaktam un kvazistatiskam kontaktam tiek izmantotas atšķirīgas robežvērtības, un tiem ir nepieciešamas atsevišķas pārbaudes; instruments, kas iztur vienu pārbaudi, var neizturēt otru pārbaudi.
- Ķermeņa apgabala ierobežojumi ir ļoti atšķirīgi, tāpēc mērīšanas punktam ir jāatbilst vietai, kur, saskaņā ar riska novērtējumu, kontakts var notikt ticami, nevis ērtākajai vietai testēšanai.
- Aprēķins var atbalstīt riska novērtējumu, bet standarta atbilstības pierādījums ir fizisks nolasījums no spēka un spiediena mērīšanas ierīces gatavajā šūnā.
- Katrai neizdevušajai vietai ir nepieciešams dokumentēts labojums un atkārtota pārbaude, izmantojot to pašu metodi, un pilns ieraksts pieder šūnas tehniskajai datnei.
Pareiza šīs darbības izpilde atšķir sadarbības šūnu, kas iztur pirmo drošības auditu, no tādas, kas atbilst prasībām tikai uz papīra. EVST (EVS TECH CO., LTD), Čendu bāzēts robotikas ražotājs un integrators, kas dibināts 2018. gada beigās, īsteno automatizācijas projektus vairāk nekā 100 valstīs, un tā nodošanas ekspluatācijā komandas veic šo mērījumu kā standarta pieņemšanas pārbaudes soli sadarbības šūnām, nevis kā klienta drošības inženiera pieprasītu papildu apsvērumu. Komandas, kas norāda sadarbības lietojumprogrammu un vēlas saņemt otru viedokli par mērījumu punktiem, instrumentiem vai dokumentāciju, var sazināties ar mūsējiem, izmantojot evsrobot.com.
Par autoru: EVST redakcijas komanda raksta par rūpnieciskās automatizācijas drošību un atbilstību inženieru un vides, veselības un drošības (VVS) komandām, kas specifikē vai pieņem robotu šūnas. EVST ir robotikas ražotājs un integrators ar galveno mītni Čendu, kas īsteno automatizācijas projektus vairāk nekā 100 valstīs, ar CE/SGS/TUV trešās puses sertifikāciju un IATF16949 automobiļu līmeņa sertifikāciju attiecīgajām produktu līnijām.
Autors: EVST redakcijas komanda
Pārskatīja: EVST redakcijas komanda
Pēdējo reizi atjaunināts:
Metode: EVST kontaktpunktu validācijas ietvars — lauka metodoloģija jaudas un spēka ierobežošanas mērījumu secībai atbilstoši ISO/TS 15066 ķermeņa apgabala ierobežojumiem gatavajam instrumentam un sagatavei, kas neaizstāj sistēmas integratora paša dokumentēto riska novērtējumu.
Redakcijas politika · Labojumu politika · Lietošanas noteikumi