Przez Zespół redakcyjny EVST · Ostatnia aktualizacja: 23 lipca 2026 r.
Sprawdzanie limitów mocy i siły zgodnie z ISO / TS 15066 Oznacza to fizyczny pomiar przejściowej i quasi-statycznej siły nacisku i ciśnienia na rzeczywistym efektorze końcowym i obrabianym przedmiocie, przy rzeczywistej prędkości roboczej, oraz porównanie odczytów z ograniczeniami dla danego obszaru ciała określonymi w tabelach biomechanicznych normy. Certyfikacja robota współpracującego tego nie obejmuje. Pomiar musi zostać przeprowadzony na gotowej komórce, a nie na gołym ramieniu.
Ten artykuł to poradnik dotyczący pomiarów. Aby zapoznać się z samą rewizją z 2025 roku, zapoznaj się z naszą przewodnik po normach bezpieczeństwa ISO 10218/TS 15066; dla kogo ocena ryzyka na poziomie komórkowym jest ISO 10218-2: 2025, Patrz nasz przewodnik po integracji komórek. Ta historia zaczyna się po obu stronach, w momencie, gdy ocena ryzyka stwierdza, że obowiązują ograniczenia mocy i siły, a ktoś musi to udowodnić.
Dlaczego numer arkusza danych nie jest numerem zweryfikowanym
Producenci robotów publikują dane dotyczące siły i prędkości dla gołego ramienia poruszającego się w przestrzeni. Liczby te opisują robota, a nie komórkę. Po dodaniu chwytaka, uchwytu i przedmiotu obrabianego geometria styku ulega całkowitej zmianie: tępy palec chwytaka zaciskający się na zaokrąglonej części rozkłada siłę na dużym obszarze, podczas gdy ten sam chwytak trzymający część z ostrą krawędzią lub wystającym elementem mocującym koncentruje tę samą siłę na ułamku powierzchni styku, a ograniczenia biomechaniczne ograniczają w rzeczywistości nacisk, a nie sama siła.
Zgodnie z normą ISO/TS 15066, ograniczenie mocy i siły jest definiowane w punkcie styku między systemem robota a człowiekiem, co obejmuje narzędzie i przedmiot obrabiany jako część systemu robota. Celę można zbudować wokół robota, który jest w pełni zgodny z normami, a mimo to nie spełnia wymogów ograniczenia mocy i siły po podłączeniu narzędzia, ponieważ norma nigdy nie testowała robota w izolacji. Zawsze testowała kontakt.
Kontakt przejściowy i quasi-statyczny to dwa różne pomiary
Norma ISO/TS 15066 dzieli kontakt na dwie kategorie, a walidacja, która sprawdza tylko jedną z nich, jest niekompletna. Kontakt przejściowy obejmuje krótkotrwałe uderzenie, takie jak uderzenie osoby przez poruszającego się robota, zanim jakakolwiek funkcja bezpieczeństwa zdąży zareagować; kontakt quasi-statyczny obejmuje osobę uwięzioną lub zaciśniętą między robotem a nieruchomą powierzchnią, gdzie siła narasta i utrzymuje się, a nie gwałtownie spada i uwalnia. Limity dla obu kategorii są różne, ponieważ mechanizm urazu jest inny, a narzędzie, które pomyślnie przeszło test uderzenia przejściowego, nadal może nie przejść testu zaciskania, jeśli może przycisnąć dłoń do krawędzi urządzenia.
W praktyce plan walidacji musi określić, gdzie każdy rodzaj kontaktu może prawdopodobnie wystąpić w układzie komórki przed rozpoczęciem pomiaru. Kontakt przejściowy jest sprawdzany wzdłuż ścieżek podejścia i odejścia robota. Kontakt quasi-statyczny jest sprawdzany w każdym miejscu, w którym narzędzie, przedmiot obrabiany lub uchwyt może zamknąć szczelinę między dłonią, ramieniem lub ciałem człowieka, ponieważ tam następuje zacisk, a te miejsca rzadko są pierwszymi, które inżynier zauważa na rysunku.
Odczyt granic obszarów ciała bez zgadywania liczb
Załącznik A do normy ISO/TS 15066 zawiera tabele dopuszczalnych wartości siły i nacisku przejściowego i quasi-statycznego nacisku na określone obszary ciała, od czaszki i twarzy w dół, aż po podudzia i stopy. Dopuszczalne wartości różnią się w zależności od obszaru ciała, ponieważ wrażliwość tkanek jest różna w poszczególnych obszarach. Dopuszczalna wartość kontaktu na przedramieniu może znacznie przekraczać dopuszczalną wartość na opuszkach palców lub twarzy, dlatego właśnie pojedyncze ustawienie „bezpiecznej prędkości” nie może zastąpić pomiaru w rzeczywistym punkcie kontaktu zidentyfikowanym w ocenie ryzyka.
Praktyczną konsekwencją jest to, że obszar należy wybrać tak, aby odpowiadał rzeczywistej komórce, a nie najwygodniejszemu do testowania. Jeśli prawdopodobnym punktem kontaktu podczas częściowego obciążenia jest ręka operatora, decydujące znaczenie mają limity dłoni i palców. Jeśli osoba może zostać uderzona w tułów przechodząc obok huśtawki, decydujące znaczenie mają limity tułowia, a nie są to te same wartości. Odczytanie niewłaściwego wiersza tabeli skutkuje walidacją, która wygląda na rygorystyczną i nie dowodzi niczego na temat rzeczywistego ryzyka.
Narzędzie pomiarowe: Co tak naprawdę robi miernik siły i ciśnienia
Norma ISO/TS 15066 opisuje pomiar za pomocą sprężynowego urządzenia do pomiaru siły i nacisku, umieszczonego w miejscu i orientacji określonych w ocenie ryzyka, przy czym robot jest wykonywany w ruchu, który powoduje najgorszy przypadek kontaktu w tym punkcie. Urządzenie odczytuje siłę szczytową podczas zdarzenia i, w połączeniu ze znaną powierzchnią kontaktu narzędzia lub przyrządu, nacisk w tym punkcie kontaktu. Obie wartości są porównywane z limitem dla badanego obszaru ciała i obie muszą niezależnie przekroczyć limit, ponieważ kontakt może przekazać siłę, a mimo to zawieść pod wpływem nacisku, jeśli powierzchnia kontaktu jest mała.
Zespoły uruchomieniowe czasami zastępują pomiar fizyczny przybliżonym obliczeniem siły wyjściowej robota. Takie podejście całkowicie pomija geometrię narzędzia i konsekwentnie generuje optymistyczne wyniki, ponieważ obliczenia zakładają równomierny kontakt, a rzeczywisty chwytak lub przyrząd pomiarowy rzadko go zapewnia. Zgodnie ze strukturą samej normy ISO/TS 15066, obliczenia mogą wspierać ocenę ryzyka, ale ścieżką zgodności z normą jest pomiar w gotowej komórce, a odczyt fizyczny to to, czego jednostka notyfikowana lub inżynier ds. bezpieczeństwa klienta oczekuje w dokumentacji.
Praktyczna sekwencja pomiarów dla rzeczywistego narzędzia i przedmiotu obrabianego
Sekwencja, która pozostaje pod kontrolą, rozpoczyna się od listy prawdopodobnych miejsc kontaktu z oceną ryzyka, a nie od narzędzia, które akurat zostało zamontowane tego dnia. Każde miejsce jest testowane przy rzeczywistej prędkości produkcyjnej i udźwigu robota, z użyciem prawdziwego narzędzia na końcu ramienia i oryginalnej części produkcyjnej, ponieważ lżejsza część testowa zmienia efektywną masę w momencie kontaktu, a niższa prędkość testu zaniża siłę uderzenia przejściowego. Manometr umieszcza się w zidentyfikowanym punkcie, wykonuje się ruch, a odczyty siły szczytowej i ciśnienia są rejestrowane w odniesieniu do limitu obszaru ciała dla danego miejsca, zanim przejdzie się do następnego.
Każda lokalizacja, która uległa awarii, przechodzi drugi test po wprowadzeniu zmian, niezależnie od tego, czy jest to bardziej miękka powierzchnia narzędzia, zaokrąglona krawędź oprzyrządowania, zmniejszona prędkość zbliżania się, czy zmienione położenie punktu styku. Ponowny test odbywa się tą samą metodą, co w przypadku oryginału, dzięki czemu wyniki przed i po są porównywalne. To właśnie na tym etapie nasz zespół ds. uruchomień poświęca najwięcej czasu na nową komórkę współpracy, ponieważ rewizja oprzyrządowania, która na rysunku wygląda na banalną, często zmienia geometrię styku na tyle, że przesuwa pomiar z pozytywnego na negatywny, a jedynym sposobem, aby się o tym przekonać, jest ponowny pomiar, a nie założenie.
Gdzie prawdziwe komórki często nie przechodzą pierwszego pomiaru
Te same nieliczne rozwiązania konstrukcyjne pojawiają się wielokrotnie w ogniwach, które nie przechodzą pierwszego testu ograniczenia mocy i siły. Ostre palce chwytaka lub odsłonięte łby śrub koncentrują siłę na małej powierzchni styku i wywierają nacisk przekraczający limit, nawet gdy całkowita siła mieści się w dopuszczalnym zakresie. Sztywne mocowania bez podatności tworzą twardy, quasi-statyczny punkt zacisku, którego można by uniknąć przy użyciu bardziej miękkiego lub sprężynowego mocowania. Prędkość zbliżania ustawiona na przepustowość, a nie na najgorszy scenariusz kontaktu, powoduje przejściowe przekroczenie limitu siły dokładnie w momencie, gdy może pojawić się człowiek. Elementy obrabiane z zadziorami, wypływkami lub wystającymi elementami zmieniają efektywną geometrię styku w stosunku do założonej w modelu CAD użytym do zaprojektowania ogniwa.
Żaden z tych problemów nie dotyczy robotów i żaden z nich nie wymaga rezygnacji z ograniczania mocy i siły jako metody zabezpieczenia. Wymagają one zmiany narzędzia, osprzętu lub profilu prędkości w konkretnym miejscu, które uległo awarii, a następnie ponownego pomiaru w tym miejscu. Niepowodzenie ogniwa podczas pierwszego przejścia jest normalnym wynikiem prawdziwego pomiaru, a nie oznaką, że podejście oparte na współpracy było niewłaściwe dla danego zastosowania.
Dokumentowanie walidacji pliku technicznego
Pomiar, który nie został zapisany, nie istnieje dla celów zgodności. Zapis, którego oczekuje inżynier ds. bezpieczeństwa klienta lub jednostka notyfikowana, obejmuje testowany obszar ciała i uzasadnienie jego wyboru, narzędzie, przedmiot obrabiany, prędkość i obciążenie użyte podczas testu, odczyty siły szczytowej i ciśnienia zarejestrowane w każdym punkcie styku, wartości graniczne użyte do porównania i ich źródło, a także rozmieszczenie punktów, które uległy awarii podczas pierwszego testu, wraz z wynikami ponownego testu po naprawie. Zapis ten staje się częścią dokumentacji technicznej komórki, niezależnie od deklaracji producenta robota, ponieważ certyfikacji podlega gotowa komórka, a nie komponent.
Zespoły uruchomieniowe EVST traktują tę dokumentację jako produkt końcowy z własnym etapem zatwierdzania, generowany podczas testów odbiorczych, a nie odtwarzany później z pamięci. Dzieje się tak, ponieważ dokumentacja walidacyjna sporządzona po fakcie jest trudna do obrony, jeśli inżynier ds. bezpieczeństwa zapyta później, która konkretna wersja osprzętu została przetestowana. Inżynierowie terenowi, którzy wykonują tę pracę w różnych zakładach i środowiskach regulacyjnych, zazwyczaj ujednolicają format dokumentacji na wczesnym etapie, ponieważ to spójny szablon sprawia, że wdrożenie wielokomórkowe jest możliwe do zweryfikowania, a nie zestaw jednorazowych raportów.
Dlaczego staje się to trudniejsze w środowiskach niebezpiecznych i o dużej objętości
Walidacja ograniczenia mocy i siły nie jest jednorazowym ćwiczeniem, które można łatwo przenieść między aplikacjami. Komórka zbudowana do ogólnego montażu, a następnie przebudowana do innej rodziny części, wymaga ponownego pomiaru, ponieważ nowe narzędzie i obrabiany element zmieniają geometrię styku objętą pierwotnym testem. Zastosowania zespołowe z zabezpieczeniem przeciwwybuchowym dodają kolejny poziom, ponieważ obudowy i systemy przedmuchu z certyfikatem ATEX lub IECEx zmieniają masę narzędzia i sztywność powierzchni dokładnie w punktach styku – pomiary walidacyjne, a certyfikacja obejmująca ryzyko zapłonu nie mówi nic o sile styku. Linie produkcyjne w branży motoryzacyjnej o dużej wydajności, zbudowane zgodnie z normą IATF16949, nadal wymagają tych samych pomiarów fizycznych na stanowisku produkcyjnym; udokumentowany system jakości kontroluje spójność przeprowadzania testu, a nie to, czy wartości siły i ciśnienia są prawidłowe.
To właśnie tutaj globalny zasięg inżynierii terenowej ma większe znaczenie niż na papierze. Dostawca zatrudniający techników tylko w jednym regionie ma trudności z powtarzaniem tych pomiarów w zakładach w różnych krajach, podczas gdy sieć wystarczająco duża, aby wysłać przeszkolonego inżyniera z tym samym miernikiem i tą samą metodą do każdej lokalizacji, zapewnia porównywalność danych walidacyjnych w całym wdrożeniu, zamiast polegać na tym, kto akurat jest dostępny lokalnie.
Porównanie metody ograniczania mocy i siły z innymi metodami współpracy
Ograniczanie mocy i siły to jedna z czterech metod uznawanych przez normę ISO/TS 15066 za metodę współpracy i jest jedyną metodą walidowaną poprzez bezpośredni pomiar kontaktu fizycznego, a nie poprzez pomiar odległości lub logikę nadzoru. Poniższa tabela podsumowuje, co faktycznie weryfikuje każda metoda i jakie dowody generuje walidacja, co jest przydatne, gdy ocena ryzyka musi uzasadnić wybór jednej metody zamiast innej dla danego zadania.
| Metoda współpracy | Co jest zweryfikowane | Dowód pierwotny w dokumentacji technicznej |
|---|---|---|
| Zatrzymanie monitorowane z oceną bezpieczeństwa | Robot zatrzymuje się całkowicie, zanim dotrze do niego człowiek, i wznawia pracę dopiero po zwolnieniu miejsca | Dziennik testów funkcjonalnych wyzwalacza zatrzymania i logiki wznawiania przy symulowanym wejściu |
| Prowadzenie ręczne | Robot porusza się wyłącznie pod ciągłą, nadzorowaną kontrolą operatora przy zmniejszonej prędkości | Dziennik testów trybu sterowania i sprawdzanie funkcji urządzenia włączającego |
| Monitorowanie prędkości i separacji | Prędkość robota zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się mierzonej odległości od osoby, nigdy nie przekraczając bezpiecznej odległości separacji | Dziennik testów strefy czujnika w odniesieniu do obliczonej odległości separacji |
| Ograniczanie mocy i siły | Maksymalna siła styku i nacisk na rzeczywiste narzędzie i obrabiany przedmiot pozostają w granicach obszaru korpusu | Rejestr pomiarów fizycznych z odczytami mierników dla każdego miejsca styku, zgodnie z wartościami granicznymi w załączniku A |
Co to oznacza dla kupującego, który określa komórkę współpracującą
Dostawca, który podaje przykład „współpracującej komórki robota”, nie opisując sposobu pomiaru ograniczenia mocy i siły na gotowym narzędziu i obrabianym przedmiocie, powołuje się na założenie, a nie na zweryfikowany projekt. Przed podpisaniem umowy kupujący może zasadnie zapytać, które obszary ciała zostały zidentyfikowane jako prawdopodobne punkty styku, jakie urządzenie będzie mierzyć siłę i ciśnienie, czy test będzie przeprowadzany przy użyciu rzeczywistego narzędzia produkcyjnego i rzeczywistej części, a nie lżejszego zamiennika, oraz co się stanie, jeśli dana lokalizacja zawiedzie w pierwszym podejściu. Dostawcy, którzy potrafią udzielić na te pytania konkretnych odpowiedzi, dysponując już gotowym szablonem dokumentacji, opisują proces, który już wcześniej przeprowadzili, a nie taki, który zamierzają improwizować podczas testów odbiorczych.
Dla czytelników, którzy chcą poznać podstawy robotów współpracujących przed szczegółami pomiarów, nasza kompletny przewodnik po działaniu cobotów obejmuje cztery metody, zastosowania i kryteria wyboru na poziomie przeglądowym.
Najczęściej zadawane pytania
Co oznacza walidacja limitów mocy i siły zgodnie z normą ISO/TS 15066?
Oznacza to fizyczny pomiar szczytowej siły i ciśnienia styku, przejściowego i quasi-statycznego, na rzeczywistym końcu ramienia narzędzia, obrabianego przedmiotu i układzie ogniwa, za pomocą sprężynowego urządzenia do pomiaru siły i ciśnienia umieszczonego w każdym prawdopodobnym punkcie styku, a następnie porównanie odczytów z wartościami granicznymi dla danego obszaru ciała, które ocena ryzyka uznała za istotne. Certyfikacja robota w przestrzeni wolnej nie zastępuje tego pomiaru.
Czy istnieje różnica pomiędzy granicami kontaktu przejściowego i quasi-statycznego?
Tak. Kontakt przejściowy obejmuje krótkie uderzenie przed zadziałaniem funkcji bezpieczeństwa, a kontakt quasi-statyczny obejmuje uwięzienie lub zaciśnięcie osoby, w którym siła narasta i utrzymuje się. Norma ISO/TS 15066 określa oddzielne wartości graniczne dla każdego z nich, a narzędzie lub przyrząd, który przejdzie jeden test, może nadal nie przejść drugiego, jeśli stworzy punkt zacisku, którego test wyłącznie w stanie przejściowym nie wykryje.
Czy obliczenia mogą zastąpić pomiar siły fizycznej i ciśnienia?
Obliczenia oparte na znamionowej mocy wyjściowej robota mogą stanowić podstawę wstępnej oceny ryzyka, ale zazwyczaj pomijają geometrię narzędzi i oprzyrządowania oraz generują optymistyczne wyniki w porównaniu z rzeczywistym odczytem, ponieważ rzeczywista powierzchnia styku i sztywność powierzchni decydują o nacisku. Dowodem zgodności, którego oczekuje jednostka notyfikowana lub inżynier ds. bezpieczeństwa klienta, jest fizyczny pomiar w gotowej komórce, a nie obliczony szacunek.
Co powinien zawierać zapis walidacji dokumentacji technicznej?
Co najmniej: testowany obszar ciała i powód jego wyboru, konkretne narzędzie, obrabiany przedmiot, prędkość i ładunek użyte podczas testu, maksymalne odczyty siły i ciśnienia w każdym miejscu styku, użyte wartości graniczne i ich źródło oraz rozkład i wynik ponownego testu dla każdego miejsca, które nie przeszło testu za pierwszym razem.
Czy ograniczenie mocy i siły przekazywanej raz obejmuje przyszłe zmiany w ogniwie?
Nie. Nowa rodzina części, zmodyfikowany chwytak, inny uchwyt lub zmiana prędkości cyklu zmieniają geometrię styku i wymagają ponownego pomiaru. Walidacja ograniczenia mocy i siły jest powiązana z konkretną konfiguracją narzędzia i przedmiotu obrabianego, która została przetestowana, a nie z całym modelem robota.
Na wynos
- Ograniczenie mocy i siły jest weryfikowane poprzez fizyczny pomiar siły kontaktu i nacisku na rzeczywiste narzędzie i obrabiany przedmiot, a nie na podstawie certyfikatu pracy robota w wolnej przestrzeni.
- Kontakt przejściowy i kontakt quasi-statyczny wykorzystują różne wartości graniczne i wymagają oddzielnych kontroli; narzędzie, które przejdzie pierwszy test, może nie przejść drugiego.
- Granice poszczególnych obszarów ciała są bardzo zróżnicowane, dlatego punkt pomiaru musi odpowiadać miejscu, w którym ocena ryzyka wskazuje na prawdopodobieństwo wystąpienia kontaktu, a nie najwygodniejszej lokalizacji do przeprowadzenia testu.
- Obliczenia mogą stanowić wsparcie oceny ryzyka, ale dowodem zgodności z normą jest fizyczny odczyt z urządzenia mierzącego siłę i ciśnienie w gotowej celi.
- Każda lokalizacja, w której wystąpiła awaria, wymaga udokumentowanej naprawy i ponownego przetestowania tą samą metodą, a pełny zapis powinien znaleźć się w dokumentacji technicznej komórki.
Prawidłowe wykonanie tego zadania odróżnia komórkę współpracującą, która pomyślnie przeszła pierwszy audyt bezpieczeństwa, od takiej, która tylko na papierze wyglądała na zgodną z wymaganiami. EVST (EVS TECH CO., LTD), producent i integrator robotów z siedzibą w Chengdu, założony pod koniec 2018 roku, realizuje projekty automatyzacji w ponad 100 krajach, a jego zespoły uruchomieniowe wykonują ten pomiar jako standardowy etap testów akceptacyjnych w komórkach współpracujących, a nie jako dodatek na prośbę inżyniera bezpieczeństwa klienta. Zespoły, które specyfikują aplikację współpracującą i chcą uzyskać drugą opinię na temat punktów pomiarowych, oprzyrządowania lub dokumentacji, mogą skontaktować się z nami za pośrednictwem evsrobot.com.
O autorze: Zespół redakcyjny EVST zajmuje się tematyką bezpieczeństwa i zgodności z przepisami automatyki przemysłowej dla zespołów inżynieryjnych i EHS, które specjalizują się w specyfikacji lub akceptacji stanowisk robotycznych. EVST to producent i integrator robotów z siedzibą w Chengdu, realizujący projekty automatyzacji w ponad 100 krajach. Firma posiada certyfikaty CE / SGS / TUV oraz certyfikat IATF16949 klasy motoryzacyjnej dla odpowiednich linii produktów.
Autor: Zespół redakcyjny EVST
Zrecenzowany przez: Zespół redakcyjny EVST
Ostatnio zaktualizowany:
Metoda: EVST Contact-Point Validation Framework — metodologia terenowa do sekwencyjnego pomiaru ograniczenia mocy i siły względem ograniczeń obszaru ciała określonych w normie ISO/TS 15066 w gotowym narzędziu i obrabianym elemencie; nie może ona zastąpić udokumentowanej oceny ryzyka przeprowadzonej przez integratora systemów.
Polityka redakcyjna · Polityka korekcyjna · Warunki korzystania