Sikkerhet for robotens lineære akser starter med å behandle roboten, vognen, verktøyet, tjenestene, inventaret og nærliggende maskiner som én applikasjon. Risikovurderingen må dekke alle tillatte vognposisjoner og alle livssyklusoppgaver – ikke bare den automatiske syklusen. Definer grenser, kartlegg personer og bevegelse, reduser risiko gjennom design før du legger til sikkerhetstiltak, spesifiser sikkerhetsfunksjoner fra de gjenværende farene, og valider normal-, feil- og gjenopprettingstilstander.
Diagrammet er en planleggingsmodell, ikke et foreskrevet vaktoppsett. Reelle grenser avhenger av risikovurderingen for applikasjonen, stoppatferd, tilgangsbehov og gjeldende krav.
Nøkkelferier
- Vurder det kombinerte flyttesystemet på tvers av alle tillatte stater, inkludert ikke-rutinemessig arbeid.
- Definer farer før du velger sikkerhetstiltak eller sikkerhetsrelaterte kontroller.
- Utled sikkerhetsfunksjoner fra prosjektets risikovurdering, ikke en ikke-relatert celle.
- Valider tilgang, feil, tilbakestilling, omstart og gjenoppretting med sporbar bevis.
Hva de lokale bevisene kan støtte
De to utvalgte kildesekvensene viser en industrirobot montert på en vogn som endrer robotens baseposisjon langs en skinne i gulvnivå. Den synlige bevegelsen er nok til å illustrere hvorfor bevegelsesområdet ikke kan vurderes fra én fast sokkelposisjon.
Opptakene etablerer ikke en sikret grense, stoppytelse, sikkerhetsklassifisert funksjon, sikker avstand, skinneytelse eller samsvar. Det kan ikke bevise at den viste installasjonen er sikker eller produksjonsklar. Denne artikkelen forklarer derfor hva et prosjektteam må bestemme og validere uten å foreskrive en universell avstand, ytelsesnivå eller krets.
1. Definer sikkerhetsgrenser for robotens lineære akse
Risikovurdering starter med grenser, ikke med en vaktkatalog. Definer den tiltenkte applikasjonen, produkter, verktøy, driftsmoduser, personer, forventede ferdigheter, miljøforhold og livssyklusfaser. Inkluder hele vognens vandring som er tillatt av kontrolleren, ikke bare posisjonene som ble brukt i det første produksjonsprogrammet.
Opprett en tilstandsliste for produksjon, oppsett, innlæring, kalibrering, rengjøring, vedlikehold, feilretting, strømgjenoppretting, referansegjenoppretting, programvareendringer og avvikling. For hver tilstand, registrer:
- vognposisjonen eller tillatt rekkevidde;
- robotens stilling og verktøyets tilstand;
- andre maskiner eller inventar som kan bevege seg;
- tilgjengelig elektrisk, pneumatisk, hydraulisk, prosess- eller lagret energi;
- personer som kan komme inn og oppgaven de utfører;
- kommandoen eller hendelsen som kan sette i gang bevegelse; og
- den sikre metoden for å forlate staten.
ISO 12100 beskriver en livssyklusmetode for å identifisere farer, estimere og evaluere risikoer, redusere risiko, dokumentere beslutninger og verifisere resultatet. ISO 10218-2:2025 anvender krav til robotcelleintegrasjon på tvers av design, igangkjøring, drift, vedlikehold, avvikling og avhending. Disse omfangene er viktige fordi en ekstern akse kan endre seg der farlig bevegelse eksisterer i hver av disse fasene.
2. Kartlegg farer på tvers av den kombinerte bevegelsen
En lineær akse gjør robotens basisposisjon variabel. Farevurderingen trenger derfor en kombinert ramme for vognen, robotlenkene, endeeffektoren, arbeidsstykket, avrettingspakken, energikjeden og prosesstjenestene.
Bruk scenarier i stedet for en generisk sjekkliste. En fareerklæring bør identifisere en person, en oppgave, en utløsende hendelse, den farlige bevegelsen eller energien og den mulige skaden. «Bevegelig skinne» er for vagt. «En vedlikeholdstekniker rekker mellom vognen og et endestopp mens lagret energi eller en uventet referansebevegelse fortsatt er mulig» er spesifikt nok til å drive en designbeslutning.
| Farekilde | Eksempelscenario å vurdere | Bevis som prosjektet bør beholde |
|---|---|---|
| Vognoversettelse | En person går inn i et fangeområde mellom vognen, endestoppen, søylen, vernet eller den tilstøtende maskinen | Oppsettsstatus, tilgangsoppgave, tillatt bevegelse, klarering eller beskyttelsestiltak, valideringslogg |
| Robotsveiping fra endring av baseposisjoner | En pose safe ved én vognreferanse går inn i en midtgang eller stasjonsåpning ved en annen | Kombinert konvoluttmodell og testet posisjonstilstandsmatrise |
| Verktøy og arbeidsstykke | En båret del eller et prosessverktøy strekker seg utover den nominelle armmodellen | Verktøy-/arbeidsstykkegeometri, representativt lasttilfelle, verifisert konvolutt |
| Energikjede og tjenester | En skadet, fastklemt eller trykksatt ledning skaper uventet bevegelse eller eksponering | Serviceliste, feiloppførsel, isoleringsmetode, inspeksjonskriterier |
| Delt stasjon | En annen maskin åpner, lukker, klemmer, indekserer eller slipper mens roboten kan gå inn | Grensesnitttilstandstabell, tillatelser, feilrespons, valideringstest |
| Tap av posisjon eller referanse | Gjenoppretting beordrer bevegelse gjennom en okkupert eller ukjent tilstand | Referansestrategi, begrenset gjenopprettingsvei, autorisasjon og observasjonsmetode |
| Vedlikeholdstilgang | Vognen blokkerer en utgang eller plasserer servicepunkter innenfor en annen faresone | Vedlikeholdsposisjon, isolasjon, tilgangsvei, sikringsmetode |
EVST-redaksjonen bruker dette scenarioformatet, slik at en komponentliste ikke forveksles med en fullført risikovurdering. Et gjerde, en skanner, en forriglingsmekanisme eller en sikker bevegelsesfunksjon blir bevis først etter at dens rolle, oppførsel, grensesnitt og validering er definert.
3. Del applikasjonen inn etter plass, oppgave og maskintilstand
Sikkerhetskonseptet må kanskje skille mellom produksjonssoner, lastesoner, vedlikeholdsposisjoner, servicekorridorer og tilstøtende utstyr.
Lag en sone-tilstandstabell. Rader er soner eller tilgangspunkter; kolonner er driftstilstander. Hver celle registrerer om personer har tillatelse, hvilken bevegelse som er tillatt, hva som forhindrer inkompatibel bevegelse og hva som må være sant før en tilbakestilling eller omstart.
Vær spesielt oppmerksom når:
- en stasjon går over fra automatisk prosessering til operatørlasting;
- vognen flyttes mellom soner eller en port åpnes;
- én stasjon er utilgjengelig mens en annen forblir aktiv;
- en feil fører til at roboten, vognen og delen er i forskjellige tilstander; eller
- Vedlikehold krever dypere tilgang enn vanlig lasting.
Modellen for det sikrede rommet må følge den kombinerte bevegelsen. Et skjermbilde av hjemmeposisjonen eller et sonesignal fra én maskin kan ikke bevise at vognen, roboten, verktøyet og nabostasjonen alle er i kompatible tilstander.
4. Reduser risiko i en definert rekkefølge
Risikoreduksjon bør starte med applikasjonsdesignet. Sikkerhetstiltak bør ikke bevare unngåelige fangepunkter, unødvendig tilgang eller tvetydig gjenoppretting.
| Risikoreduserende lag | Spørsmål for en lineærakseapplikasjon | Typiske bevis |
|---|---|---|
| Iboende tryggere design | Kan vognruten, endeposisjonen, servicepunktet, armaturen eller tilgangsveien fjerne eksponeringen? Kan service utføres utenfor fareområdet? | Revidert layout, designgjennomgang, eliminert scenario |
| Sikkerhets- og beskyttelsestiltak | Hvilket fysisk eller sensorisk tiltak oppdager eller forhindrer tilgang, og hvilken farlig bevegelse må det kontrollere? | Beskyttelsesoppsett, enhetsspesifikasjon, grensesnittdefinisjon |
| Sikkerhetsrelaterte kontrollfunksjoner | Hvilken hendelse krever funksjonen, hvilken sikker tilstand kreves, og hvilken tilbakestillings-/omstartsatferd er tillatt? | Spesifikasjon av sikkerhetskrav og valideringsplan |
| Informasjon og prosedyrer | Hvilke gjenværende risikoer, inspeksjonsoppgaver, opplæring, isolering og gjenopprettingsinstruksjoner gjenstår? | Manual, etiketter, opplæringslogg, vedlikeholdsprosedyre |
For en segmentert applikasjon, sammenlign én perimeter, kontrollert tilgang til separate soner og tilgang på stasjonsnivå koordinert med vognposisjon. Velg konseptet som fjerner eksponering, støtter oppgaven og skaper forståelige, testbare tilstander.
| Tilgangskonsept | Potensiell fordel | Planleggingsbyrde | Spørsmål om nøkkelvalidering |
|---|---|---|---|
| Én fast omkrets | Enkel overordnet grense og færre tilgangsgrensesnitt | Større fotavtrykk; vedlikehold og lasting kan kreve fullstendige cellestopp | Når hvert tilgangspunkt og hver tjenesteoppgave en definert sikker tilstand? |
| Segmenterte vernesoner | Kan isolere oppgaver eller stasjoner når applikasjonen støtter uavhengige tilstander | Mer sonelogikk og overgangstilfeller | Kan bevegelse noen gang krysse inn i en sone hvis tilgangsstatus er inkompatibel? |
| Delt stasjonstilgang | Kan støtte operatørens lasting mens annet arbeid fortsetter | Tett grensesnittavhengighet mellom robot, vogn, armatur og stasjon | Mislykkes alle tillatelser, feil, tilbakestillinger og uventede tilstandsendringer under en definert tilstand? |
5. Spesifiser sikkerhetsfunksjoner etter risikovurderingen
En sikkerhetsfunksjon bør skrives som et krav, ikke som et enhetsnavn. Identifiser starttilstanden, den farlige bevegelsen eller energien, den nødvendige responsen, den tillatte tilstanden etter responsen, tilbakestillingsbetingelser, omstartsbetingelser, diagnostikk, grensesnitt og valideringsmetode.
Kravspørsmål inkluderer:
- Hva må skje når et bevoktet tilgangspunkt åpnes?
- Hvilken vogn- og robotbevegelse må forhindres i hver sone?
- Kan en annen stasjon fortsette, og under nøyaktig hvilke betingelser?
- Hva skjer hvis posisjonsinformasjonen er utilgjengelig eller inkonsekvent?
- Er tilbakestilling mulig fra et sted med fri sikt over det berørte området?
- Kan tilbakestillingen av seg selv starte farlig bevegelse?
- Hvilket bevis kreves før automatisk omstart?
ISO 13849-1:2023 gir en metode for design og integrering av sikkerhetsrelaterte deler av kontrollsystemer. Den publiserte omfanget sier også at den ikke velger sikkerhetsfunksjoner eller nødvendige ytelsesnivåer for en bestemt applikasjon. Risikovurderingen må ta disse applikasjonsbeslutningene; denne artikkelen foreskriver derfor ikke en universell kategori, PLr, arkitektur, sikker avstand eller stopptid.
Beslutninger om stopp og separasjon krever hele bevegelsessystemet, faktisk stoppatferd, deteksjonsarrangement, innflygingsforhold, miljø og gjeldende standarder. Katalogverdier eller opptak kan ikke avslutte den beregningen.
6. Gi ikke-rutinemessig arbeid like stor vekt
OSHAs nåværende robotikkoversikt bemerker at mange robotulykker har skjedd under programmering, vedlikehold, testing, oppsett eller justering, når en person midlertidig kan være innenfor robotens arbeidsområde. En lineær akse legger til vognposisjon, utvidet bevegelsesfrihet, endefeller, serviceruting og referansegjenoppretting til disse oppgavene.
Gå gjennom det virkelige arbeidet med menneskene som skal utføre det:
- innlæring og kontroll av positurer ved flere vognreferanser;
- bytte eller kalibrere verktøy og inspeksjon av skinnen eller energikjeden;
- fjerning av en mistet del eller skadet ledning;
- finne kommunikasjons- eller posisjonsfeil;
- rengjøring av sporet og gjenoppretting av strøm eller referanse; og
- utskifting av komponenter som krever at vognen sikres.
For hver oppgave, spesifiser isolasjons- eller kontrollerte bevegelsesforhold, tilgangs- og rømningsveier, sikt, kommunikasjon, tilsyn, verktøy, sikringsmetoder og den nøyaktige betingelsen for å ta utstyret i bruk igjen. «Vedlikeholdsmodus» er ikke et fullstendig svar med mindre tillatt bevegelse og energi er definert.
7. Design tilbakestilling, omstart og gjenoppretting som separate tilstander
Tilbakestilling bekrefter at en sikkerhetstilstand er fjernet; det skal ikke behandles som tillatelse til automatisk bevegelse. Omstart er en separat overgang som krever at applikasjonen er klar. Gjenoppretting kan kreve begrensede kommandoer for å gjenopprette posisjon, fjerne en del eller bevege seg bort fra forstyrrelser.
En gjenopprettingslogg bør identifisere:
- vognens og robotens tilstand;
- del-, verktøy-, innfestnings- og nabomaskinens tilstand;
- personer og tilgangsstatus;
- tilgjengelig og isolert energi;
- tillatt bevegelse og dens grenser;
- hvem som er autorisert til å beordre den bevegelsen;
- hvordan det berørte rommet observeres; og
- hvilke bevis tillater tilbakevending til automatisk drift.
Test gjenoppretting borte fra hjemmet, inkludert reiseavslutninger, posisjoner med liten klaring, stasjonsoverlevering, blokkerte stasjoner, avbrutte prosesser og relevante posisjons- eller kommunikasjonsfeil. Bevis at applikasjonen går tilbake til en kjent tilstand uten å opprette en udefinert eksponering.
Siterbar uttalelse: En gjenopprettingssekvens er ufullstendig inntil den definerer maskinens tilstand, personenes plassering, delens tilstand, tillatt bevegelse og bevisene som trengs før automatisk drift gjenopptas. Dette er en planleggingsregel; den nøyaktige sekvensen forblir prosjekt- og kontrollerspesifikk.
8. Valider krav med sporbar bevis
Validering bør koble hvert farescenario til et risikoreduserende tiltak, krav, test, resultat og disposisjon. Ikke godta en generell «sikkerhetstest bestått»-påstand når det finnes flere soner, moduser og feilbaner.
Bruk representative verst tenkelige tilfeller fra risikovurderingen, som vandringsender, maksimal verktøy- eller arbeidsstykkeutstrekning, begrenset sikt, omkobling, samtidige stasjonsforespørsler, utilgjengelige grensesnitt og gjenoppretting etter strøm- eller referansebrudd.
Den medfølger sjekkliste for sikkerhet ved lineær akse for roboter er et redigerbart hjelpemiddel for overlevering. Det registrerer inndata og bevistilstander; det er ikke en samsvarssjekkliste og erstatter ikke kompetent validering.
Hold konfigurasjonskontroll over registre. Definer hvilket program, verktøy, inventar, beskyttelse, skannerfelt, grensesnitt eller endringer i tillatt område som utløser fokusert gjennomgang eller bredere revurdering.
Sjekkliste for prosjektinnspill
Samle inn disse inndataene før sikkerhetskonseptet fryses:
- Definisjoner av robot, kontroller, ekstern akse, verktøy og båret arbeidsstykke.
- Tillatt vognrekkevidde, arbeidsreferanser, robotpositurer og kombinerte omhyllingsområder.
- Modeller for inventar, maskin, vakt, gang, bygning og vedlikeholdstilgang.
- Driftsmoduser, livssyklusoppgaver, brukere og rimelig forutsigbar feilbruk.
- Energi- og tjenesteinventar, inkludert lagret energi og isolasjonsatferd.
- Stasjonshåndtrykk, feiltilstander, tilbakestilling, omstart og gjenopprettingsregler.
- Risikovurderingsrapport og spesifikasjon av sikkerhetskrav.
- Valideringsmetoder, instrumenter, testtilfeller, resultater og uløste handlinger.
- Opplærings-, inspeksjons-, vedlikeholds-, endringskontroll- og avviklingsjournaler.
Ofte stilte spørsmål
Kan én forriglingslås dekke alle stasjonene på skinnen?
Bare hvis risikovurderingen og systemdesignet støtter én entydig tilstand. Separate stasjoner skaper ofte forskjellige tilgangs-, bevegelses- og feiltilstander. Prosjektet må definere hvilken bevegelse som er tillatt i hver sone og validere hver overgang i stedet for å anta at ett signal representerer hele applikasjonen.
Hvilket ytelsesnivå bør en robots lineære akse bruke?
Det finnes ikke noe universelt svar. Risikovurderingen bestemmer de nødvendige sikkerhetsfunksjonene og deres nødvendige ytelse. ISO 13849-1 gir en design- og integrasjonsmetode for sikkerhetsrelaterte kontrolldeler, men velger ikke sikkerhetsfunksjonene eller nødvendige ytelsesnivåer for en bestemt celle.
Er en teach-mode-sjekk nok for igangkjøring?
Nei. Innlæring er én tilstand. Validering bør dekke automatisk drift, tilgang, feil, tilbakestilling, omstart, vedlikehold, referansegjenoppretting, grensesnitt med andre maskiner og de representative posisjonene og konfigurasjonene som er identifisert av risikovurderingen.
Beviser denne veiledningen samsvar med ISO 10218-2?
Nei. Den oppsummerer planleggingsspørsmål basert på det offentlige omfanget av ISO 10218-2, ISO 12100, ISO 13849-1, OSHA-veiledning og kontekst for ekstern akse. Samsvar krever gjeldende standardtekst, prosjektspesifikk risikovurdering, designbevis, kompetent validering og eventuelle juridiske krav for installasjonsstedet.
Kilder
- ISO 10218-2:2025 — Industrirobotapplikasjoner og robotceller
- ISO 12100:2010 — Risikovurdering og risikoreduksjon
- ISO 13849-1:2023 — Sikkerhetsrelaterte deler av kontrollsystemer
- OSHA Robotics Oversikt
- NIST: Karakterisering av oppgavebasert samarbeid mellom mennesker og roboter i produksjon
- A3-dokumenter for robotsikkerhetsstandarder
- KUKA lineære enheter
- ABB, Applikasjonsmanual – Ekstra akser og frittstående kontroller, RobotWare 6
Hvem utarbeidet denne veiledningen, hvordan og hvorfor
- Forfatter: EVST-redaksjonen, representert som en redaksjonell enhet på organisasjonsnivå. Ingen ansattidentitet eller personlig legitimasjon hevdes.
- Anmeldt av: Gjennomgang av teknisk innhold for EVST på organisasjonsnivå.
- Hvordan: Teamet gjennomgikk to utvalgte skinnemonterte robotsekvenser, skilte synlige fakta fra ubekreftede sikkerhetsfunksjoner, sammenlignet den sikkerhetsspesifikke søkeintensjonen med den eksisterende planleggingsveiledningen for eksterne akser, og kryssjekket påstander mot offisielle ISO-, OSHA-, ABB- og KUKA-kilder.
- Hvorfor: Artikkelen hjelper integratorer og fabrikkteam med å bygge en risikovurderings- og valideringsplan etter at den eksterne aksearkitekturen er valgt.
- Grense: Denne veiledningen er ikke en fullført risikovurdering, juridisk uttalelse, samsvarserklæring eller erstatning for gjeldende standarder.
- Åpenhet: Oppdatert 28. juli 2026. Redaksjonell politikk · Rettelser policy · Personvernerklæring · Kontakt
Forbered sikkerhetsoverleveringen
Send EVST den kombinerte bevegelsesmodellen, livssyklusoppgavelisten, tilgangskonseptet, energi- og tjenesteinventaret, stasjonsgrensesnitt, feil- og gjenopprettingstilstander og eksisterende risikovurderingsregistreringer. EVST kan organisere disse inndataene i et eksternt aksegrensesnitt og en valideringssjekkliste; endelig risikoreduksjon og samsvar er fortsatt underlagt kompetent prosjektspesifikk prosjektering og validering.