Av den EVST-redaksjonen · Sist oppdatert: 23. juli 2026
Validering av effekt- og kraftgrenser under ISO / TS 15066 betyr fysisk måling av transient og kvasistatisk kontaktkraft og -trykk ved den faktiske endeeffektoren og arbeidsstykket, ved reell driftshastighet, og sammenligning av avlesningene mot kroppsregiongrensene i standardens biomekaniske tabeller. En samarbeidende robots egen sertifisering dekker ikke dette. Målingen må skje på den ferdige cellen, ikke den bare armen.
Denne artikkelen er en veiledning for måling. For selve 2025-revisjonen, se vår veiledning til ISO 10218/TS 15066 samarbeidende sikkerhetsstandarder; for hvem som eier risikovurdering på cellenivå under ISO 10218-2: 2025, Se vår veiledning for celleintegrasjonDenne tar seg opp etter begge deler, på det punktet hvor en risikovurdering sier at kraft- og kapasitetsbegrensning gjelder, og noen må bevise det.
Hvorfor et databladnummer ikke er et validert nummer
Robotprodusenter publiserer kraft- og hastighetstall for den bare armen som beveger seg i fritt rom. Disse tallene beskriver roboten, ikke cellen. Når en griper, en fikstur og et arbeidsstykke legges til, endres kontaktgeometrien fullstendig: en sløv gripefinger som lukker seg på en avrundet del sprer kraft over et bredt område, mens den samme griperen som holder en del med en skarp kant eller et utstikkende festemiddel konsentrerer den samme kraften til en brøkdel av kontaktområdet, og trykk, ikke bare kraft, er det de biomekaniske grensene faktisk begrenser.
I henhold til ISO/TS 15066 defineres effekt- og kraftbegrensning ved kontaktpunktet mellom robotsystemet og en person, som inkluderer verktøyet og arbeidsstykket som en del av robotsystemet for dette formålet. En celle kan bygges rundt en robot som er fullstendig kompatibel på egenhånd og fortsatt mislykkes med effekt- og kraftbegrensning når det virkelige verktøyet er festet, fordi standarden aldri testet roboten isolert. Den testet alltid kontakten.
Forbigående og kvasistatisk kontakt er to forskjellige målinger
ISO/TS 15066 deler kontakt inn i to kategorier, og en validering som bare sjekker én av dem er ufullstendig. Forbigående kontakt dekker et kortvarig støt, for eksempel at en robot i bevegelse treffer en person før noen sikkerhetsfunksjon har tid til å reagere; kvasistatisk kontakt dekker en person som blir fanget eller klemt mellom roboten og en fast overflate, hvor kraften bygger seg opp og holder seg i stedet for å pigge og slippe. Grensene for de to er forskjellige fordi skademekanismen er forskjellig, og et verktøy som består en forbigående støttest kan fortsatt mislykkes i et klemmescenario hvis det kan feste en hånd mot en festekant.
I praksis må en valideringsplan identifisere hvor hver kontakttype sannsynlig kan forekomme i celleoppsettet før målingen starter. Forbigående kontakt kontrolleres langs robotens tilnærmings- og tilbaketrekningsveier. Kvasistatisk kontakt kontrolleres på hvert sted der verktøyet, arbeidsstykket eller fixturen kan lukke et gap mot en persons hånd, arm eller kropp, fordi det er der fastklemming skjer, og disse stedene er sjelden de en ingeniør legger merke til først på en tegning.
Lese kroppsregionsgrensene uten å gjette på tall
ISO/TS 15066s tillegg A oppstiller tillatte verdier for forbigående og kvasistatisk kontaktkraft og trykk på tvers av et sett definerte kroppsområder, fra hodeskallen og ansiktet ned til underbena og føttene, og de tillatte verdiene varierer fra kroppsregion til kroppsregion fordi vevsfølsomheten varierer fra kroppsregion til kroppsregion. Et tall som er akseptabel kontakt på en underarm kan være godt over grensen på en fingertupp eller ansiktet, og det er nettopp derfor en enkelt "sikker hastighet"-innstilling ikke kan erstatte måling ved det faktiske kontaktpunktet som risikovurderingen identifiserte.
Den praktiske implikasjonen er at området må velges slik at det samsvarer med den virkelige cellen, ikke det som er mest praktisk å teste. Hvis en operatørs hånd er det plausible kontaktpunktet under dellasting, gjelder hånd- og fingergrensene. Hvis en person kan bli truffet i torsoen mens de går forbi en svingende innretning, gjelder torsogrensene i stedet, og de er ikke de samme tallene. Å lese feil rad i tabellen gir en validering som ser streng ut og ikke beviser noe om den faktiske risikoen.
Måleverktøyet: Hva en kraft- og trykkmåler egentlig gjør
ISO/TS 15066 beskriver måling ved hjelp av en fjærbelastet kontaktkraft- og trykkmåler, plassert på stedet og i retningen identifisert av risikovurderingen, med roboten kjørt gjennom bevegelsen som produserer verst tenkelig kontakt på det punktet. Enheten leser toppkraften under hendelsen og, kombinert med det kjente kontaktområdet på verktøy- eller fiksturoverflaten, trykket ved den kontakten. Begge tallene sammenlignes med grensen for kroppsområdet som testes, og begge må passere grensen uavhengig, fordi en kontakt kan overføre kraft og fortsatt svikte ved trykk hvis kontaktområdet er lite.
Igangkjøringsteam erstatter noen ganger en grov beregning ved bruk av nominell robotkraftutgang i stedet for en fysisk måling. Denne tilnærmingen overser verktøygeometri fullstendig og produserer konsekvent optimistiske tall, fordi en beregning forutsetter jevn kontakt og en ekte griper eller fikstur sjelden tilbyr en. I henhold til strukturen i ISO/TS 15066 kan beregning støtte en risikovurdering, men standardens egen samsvarsvei er måling ved den ferdige cellen, og en fysisk avlesning er det et teknisk kontrollorgan eller en kundes sikkerhetsingeniør forventer å se i filen.
En praktisk målesekvens for det faktiske verktøyet og arbeidsstykket
Sekvensen som holder seg under vurdering starter med risikovurderingens liste over plausible kontaktsteder, ikke med verktøyet som tilfeldigvis monteres den dagen. Hvert sted testes med robotens faktiske produksjonshastighet og nyttelast, ved bruk av det virkelige verktøyet i armen og en ekte produksjonsdel, fordi en lettere testdel endrer den effektive massen ved kontakt, og en lavere testhastighet undervurderer et forbigående støt. Måleren plasseres på det identifiserte punktet, bevegelsen kjøres, og toppkraft- og trykkavlesningene logges mot kroppsgrensen for det stedet før det går videre til neste.
Hvert sted som feiler får en ny gjennomgang etter en endring, enten det er en mykere verktøyoverflate, en avrundet fiksturkant, en redusert tilnærmingshastighet eller et omplassert kontaktpunkt, og den nye testen bruker samme metode som originalen, slik at før-og-etter-tallene er sammenlignbare. Det er i dette trinnet vårt igangkjøringsteam bruker mest tid på en ny samarbeidscelle, fordi en fiksturrevisjon som ser triviell ut på en tegning ofte endrer kontaktgeometrien nok til å flytte en måling fra en gjennomgang til en feil, og den eneste måten å vite det på er å måle på nytt i stedet for å anta.
Der ekte celler ofte mislykkes ved første måling
De samme håndfulle designvalgene dukker opp gjentatte ganger i celler som ikke stryker på den første kraft- og kraftbegrensningstesten. Skarpe gripefingre eller eksponerte festehoder konsentrerer kraften til et lite kontaktområde og driver trykket forbi grensen, selv når den totale kraften er godt innenfor rekkevidde. Stive festeanordninger uten ettergivelighet skaper et hardt kvasistatisk klemmepunkt som en mykere eller fjærbelastet festeanordning ville ha unngått. Tilnærmingshastighet satt for gjennomstrømning snarere enn for verst tenkelige kontaktscenario skyver forbigående kraft over grensen akkurat i det øyeblikket en person kan være til stede. Arbeidsstykker med grater, utslag eller utstikkende elementer endrer den effektive kontaktgeometrien fra det som ble antatt på CAD-modellen som ble brukt til å designe cellen.
Ingen av disse er robotproblemer, og ingen av dem krever at man forlater kraft- og effektbegrensning som beskyttelsesmetode. De krever at man bytter verktøyet, fixturen eller hastighetsprofilen på det spesifikke stedet som sviktet, og deretter måler på nytt på det stedet. En celle som feiler i sin første omgang er et normalt resultat av en ekte måling, ikke et tegn på at den samarbeidende tilnærmingen var feil for applikasjonen.
Dokumentasjon av valideringen for den tekniske filen
En måling som ikke er nedskrevet, eksisterer ikke for samsvarsformål. Registreringen en kundes sikkerhetsingeniør eller et varslet organ forventer inkluderer kroppsområdet som ble testet og hvorfor det ble valgt, verktøyet, arbeidsstykket, hastigheten og nyttelasten som ble brukt under testen, toppkraft- og trykkavlesningene registrert ved hvert kontaktpunkt, grenseverdiene som ble brukt til sammenligning og deres kilde, og disposisjonen for ethvert sted som feilet ved første gjennomgang sammen med testresultatet etter reparasjonen. Denne registreringen blir en del av cellens egen tekniske fil, separat fra robotprodusentens egen erklæring, fordi det er den ferdige cellen som sertifiseres, ikke komponenten.
EVSTs idriftsettelsesteam behandler denne dokumentasjonen som en leveranse med et eget godkjenningstrinn, produsert under aksepttesting i stedet for å bli rekonstruert etterpå fra minnet, fordi en valideringspost som er satt sammen i etterkant er vanskelig å forsvare hvis en sikkerhetsingeniør senere spør hvilken spesifikk inventarrevisjon som ble testet. Feltingeniører som utfører dette arbeidet på tvers av forskjellige anlegg og regulatoriske miljøer, har en tendens til å standardisere postformatet tidlig, siden en konsistent mal er det som gjør en flercellet utrulling reviderbar i stedet for et sett med engangsrapporter.
Hvorfor dette blir vanskeligere i farlige miljøer og miljøer med høyt volum
Validering av effekt- og kraftbegrensning er ikke en engangsøvelse som overføres enkelt mellom applikasjoner. En celle bygget for generell montering og senere ombrukt for en annen delfamilie må måles på nytt, fordi det nye verktøyet og arbeidsstykket endrer kontaktgeometrien som den opprinnelige testen dekket. Eksplosjonssikre samarbeidsapplikasjoner legger til et ekstra lag, siden ATEX- eller IECEx-klassifiserte kapslinger og rensesystemer endrer verktøymasse og overflatestivhet på de nøyaktige kontaktpunktene en validering måler, og en sertifisering som dekker antennelsesrisiko sier ingenting om kontaktkraft. Høyvolums billinjer bygget i henhold til IATF16949-prosessdisiplinen trenger fortsatt den samme fysiske målingen på den ferdige stasjonen; et dokumentert kvalitetssystem kontrollerer hvor konsekvent testen kjøres, ikke om de underliggende kraft- og trykktallene består.
Det er også her et globalt fotavtrykk innen feltingeniørfaget betyr mer enn det ser ut til på papiret. En leverandør med teknikere i bare én region sliter med å gjenta denne målingen konsekvent på tvers av anlegg i forskjellige land, mens et nettverk som er stort nok til å sende en trent ingeniør med samme måler og samme metode til hvert sted, er det som holder valideringsrapportene sammenlignbare på tvers av en utrulling, i stedet for å avhenge av hvem som tilfeldigvis var tilgjengelig lokalt.
Hvordan kraft- og kraftbegrensning sammenlignes med andre samarbeidsmetoder
Kraft- og effektbegrensning er én av fire metoder som ISO/TS 15066 anerkjenner for samarbeidende drift, og det er den eneste som er validert gjennom direkte fysisk kontaktmåling snarere enn gjennom avstand eller overvåkingslogikk. Tabellen nedenfor oppsummerer hva hver metode faktisk verifiserer og hvilke bevis en validering produserer, noe som er nyttig når en risikovurdering må rettferdiggjøre hvorfor én metode ble valgt fremfor en annen for en gitt oppgave.
| Samarbeidsmetode | Hva er verifisert | Primærbevis i den tekniske filen |
|---|---|---|
| Sikkerhetsvurdert overvåket stopp | Roboten stopper helt før en person når den, og fortsetter først etter at plassen er tom. | Funksjonell testlogg for stopputløser og gjenopptakslogikk under simulert oppføring |
| Håndføring | Roboten beveger seg kun under kontinuerlig, overvåket operatørkontroll med redusert hastighet | Kontrollmodustestlogg og funksjonskontroll av aktiveringsenhet |
| Overvåking av hastighet og separasjon | Robothastigheten reduseres når en persons målte avstand reduseres, og den beskyttende separasjonsavstanden brytes aldri. | Testlogg for sensorsone mot den beregnede separasjonsavstanden |
| Kraft- og kraftbegrensning | Toppkontaktkraft og -trykk på det faktiske verktøyet og arbeidsstykket holder seg innenfor kroppsområdets grenser | Logg for fysiske målinger med måleavlesninger per kontaktsted, i henhold til grenseverdiene i vedlegg A |
Hva dette betyr for en kjøper som spesifiserer en samarbeidscelle
En leverandør som gir et tilbud på en «samarbeidende robotcelle» uten å beskrive hvordan effekt- og kraftbegrensning vil bli målt på det ferdige verktøyet og arbeidsstykket, siterer en antagelse, ikke en validert design. Før signering kan en kjøper med rimelighet spørre hvilke kroppsområder som ble identifisert som plausible kontaktpunkter, hvilken enhet som vil måle kraft og trykk, om testen vil bruke det faktiske produksjonsverktøyet og en reell del i stedet for en lettere erstatning, og hva som skjer prosedyremessig hvis en plassering mislykkes i første omgang. Leverandører som kan svare spesifikt på disse, med en dokumentasjonsmal allerede på plass, beskriver en prosess de har kjørt før, snarere enn en de har tenkt å improvisere under aksepttesting.
For lesere som ønsker å forstå det grunnleggende om samarbeidende roboter før måledetaljer, vår komplett guide til hvordan samarbeidende roboter fungerer dekker de fire metodene, bruksområdene og utvalgskriteriene på et oversiktsnivå.
Ofte Stilte Spørsmål
Hva betyr det å validere effekt- og kraftgrenser i henhold til ISO/TS 15066?
Det betyr fysisk måling av topp transient og kvasistatisk kontaktkraft og -trykk ved det faktiske verktøyet i enden av armen, arbeidsstykket og celleoppsettet, ved hjelp av en fjærbelastet kraft- og trykkmåleenhet plassert ved hvert plausible kontaktpunkt, og sammenligning av avlesningene mot grenseverdiene for kroppsregionen som risikovurderingen identifiserte som relevante. En robots egen sertifisering for frirom erstatter ikke denne målingen.
Er det forskjell på transiente og kvasistatiske kontaktgrenser?
Ja. Transient kontakt dekker et kort støt før en sikkerhetsfunksjon reagerer, og kvasistatisk kontakt dekker en person som blir fanget eller klemt fast der kraften bygger seg opp og holder. ISO/TS 15066 setter separate grenseverdier for hver, og et verktøy eller en innretning som består én test, kan fortsatt svikte på den andre hvis den oppretter et klemmepunkt som en transient test ikke ville fanget opp.
Kan en beregning erstatte en fysisk kraft- og trykkmåling?
En beregning basert på nominell robotytelse kan støtte en foreløpig risikovurdering, men den overser vanligvis verktøy- og fiksturgeometri og produserer optimistiske tall sammenlignet med en reell avlesning, siden det faktiske kontaktområdet og overflatestivheten er det som bestemmer trykket. Samsvarsbeviset som et teknisk kontrollorgan eller en kundesikkerhetsingeniør forventer er en fysisk måling ved den ferdige cellen, ikke et beregnet estimat.
Hva bør en valideringsrapport inneholde for den tekniske filen?
Som et minimum: kroppsområdet som ble testet og grunnen til at det ble valgt, det spesifikke verktøyet, arbeidsstykket, hastigheten og nyttelasten som ble brukt under testen, toppkraft- og trykkavlesninger på hvert kontaktsted, grenseverdiene som ble brukt og deres kilde, og plasseringen og testresultatet for ethvert sted som mislyktes på første forsøk.
Dekker éngangs begrensning av passerende kraft og kraft fremtidige endringer i cellen?
Nei. En ny delfamilie, en revidert griper, en annen fikstur eller en endring i syklushastighet endrer kontaktgeometrien og må måles på nytt. Validering av effekt- og kraftbegrensning er knyttet til det spesifikke verktøyet og arbeidsstykkekonfigurasjonen som ble testet, ikke til robotmodellen generelt.
Nøkkelfunksjoner
- Kraft- og effektbegrensning valideres ved fysisk måling av kontaktkraft og trykk på selve verktøyet og arbeidsstykket, ikke ved å stole på robotens egen sertifisering av frirom.
- Transient kontakt og kvasistatisk kontakt bruker forskjellige grenseverdier og krever separate kontroller; et verktøy som består den ene kan fortsatt svikte på den andre.
- Grensene for kroppsregioner varierer mye, så målepunktet må samsvare med der risikovurderingen sier at kontakt sannsynlig kan forekomme, ikke det mest praktiske stedet å teste.
- En beregning kan støtte en risikovurdering, men standardens samsvarsbevis er en fysisk avlesning fra en kraft- og trykkmåler ved den ferdige cellen.
- Alle feilplasseringer trenger en dokumentert reparasjon og en ny test med samme metode, og hele registreringen hører hjemme i cellens egen tekniske fil.
Å få dette til er det som skiller en samarbeidende celle som overlever sin første sikkerhetsrevisjon fra en som bare så ut til å være kompatibel på papiret. EVST (EVS TECH CO., LTD), en Chengdu-basert robotprodusent og -integrator grunnlagt sent i 2018, leverer automatiseringsprosjekter i over 100 land, og idriftsettelsesteamene deres kjører denne målingen som et standard aksepttesttrinn på samarbeidende celler i stedet for som en ettertanke etterspurt av en kundes sikkerhetsingeniør. Team som spesifiserer en samarbeidende applikasjon og ønsker en ny vurdering av målepunkter, verktøy eller dokumentasjon, kan kontakte oss via evsrobot.com.
Om forfatteren: EVSTs redaksjonsteam skriver om sikkerhet og samsvar innen industriell automatisering for ingeniør- og HMS-team som spesifiserer eller aksepterer robotceller. EVST er en robotprodusent og -integrator med hovedkontor i Chengdu, som leverer automatiseringsprosjekter i over 100 land, med CE/SGS/TUV tredjepartssertifisering og IATF16949-sertifisering i bilkvalitet på tvers av relevante produktlinjer.
Forfatter: EVST-redaksjonen
Anmeldt av: EVST-redaksjonen
Sist oppdatert:
Metode: EVST Contact-Point Validation Framework – en feltmetode for sekvensering av effekt- og kraftbegrensningsmålinger mot ISO/TS 15066 kroppsregionsgrenser ved det ferdige verktøyet og arbeidsstykket, ikke en erstatning for en systemintegrators egen dokumenterte risikovurdering.
Redaksjonell politikk · Rettelser policy · Vilkår for bruk