Безопасность линейной оси робота начинается с рассмотрения робота, каретки, инструментов, оборудования, приспособлений и соседних станков как единого целого. Оценка рисков должна охватывать каждое допустимое положение каретки и каждую задачу жизненного цикла, а не только автоматический цикл. Необходимо определить пределы, составить карту перемещения людей, снизить риски на этапе проектирования, прежде чем добавлять средства защиты, определить функции безопасности, исключающие оставшиеся опасности, и проверить нормальное состояние, состояние при сбоях и состояние восстановления.
Представленная схема является моделью планирования, а не предписанной схемой ограждения. Реальные границы зависят от оценки рисков, особенностей остановки, потребностей в доступе и применимых требований.
Основные выводы
- Оцените объединенную систему перемещения грузов во всех разрешенных штатах, включая нерегулярные виды работ.
- Прежде чем выбирать средства защиты или меры контроля, связанные с безопасностью, определите потенциальные опасности.
- Функции безопасности следует определять на основе оценки рисков проекта, а не какой-либо посторонней ячейки.
- Подтверждайте доступ, ошибки, сброс, перезапуск и восстановление с помощью подтверждающих документов.
Что могут подтвердить местные данные
Две выбранные последовательности кадров демонстрируют промышленного робота, установленного на каретке, который изменяет положение основания робота вдоль направляющей на уровне пола. Этого видимого движения достаточно, чтобы проиллюстрировать, почему диапазон движения нельзя оценить с одной фиксированной позиции.
Представленные видеоматериалы не устанавливают безопасную границу, эффективность торможения, функциональные возможности, безопасное расстояние, характеристики рельсов или соответствие стандартам. Они не могут доказать, что показанная установка безопасна или готова к эксплуатации. Поэтому в данной статье объясняется, что должна определить и проверить проектная группа, не предписывая универсальное расстояние, уровень производительности или схему.
1. Определите пределы безопасности линейной оси робота.
Оценка рисков начинается с определения ограничений, а не с каталога защитных устройств. Необходимо определить предполагаемое применение, продукцию, инструменты, режимы работы, персонал, требуемые навыки, условия окружающей среды и этапы жизненного цикла. Следует учитывать весь диапазон перемещения, разрешенный контроллером, а не только те позиции, которые использовались в первой производственной программе.
Создайте список состояний для этапов производства, настройки, обучения, калибровки, очистки, технического обслуживания, устранения неисправностей, восстановления электропитания, восстановления эталонных данных, внесения изменений в программное обеспечение и вывода из эксплуатации. Для каждого состояния запишите:
- положение транспортного средства или допустимый диапазон;
- Положение робота и состояние инструмента;
- другие машины или приспособления, которые могут двигаться;
- доступная электрическая, пневматическая, гидравлическая, технологическая или накопленная энергия;
- Люди, которые могут войти, и задачи, которые они выполняют;
- команда или событие, способное инициировать движение; и
- Безопасный способ покинуть штат.
ISO 12100 описывает метод жизненного цикла для выявления опасностей, оценки и анализа рисков, снижения рисков, документирования решений и проверки результатов. ISO 10218-2:2025 применяет требования к интеграции роботизированных ячеек на этапах проектирования, ввода в эксплуатацию, эксплуатации, технического обслуживания, вывода из эксплуатации и утилизации. Эти области применения важны, поскольку внешняя ось может изменять место возникновения опасного движения на каждом из этих этапов.
2. Составьте карту опасностей, возникающих в результате комбинированного движения.
Линейная ось позволяет изменять положение основания робота. Поэтому для анализа опасностей необходим комбинированный охват для каретки, звеньев робота, концевого захвата, заготовки, комплекта для обработки, энергетической цепи и технологических процессов.
Используйте сценарии, а не общий контрольный список. В описании опасности следует указать человека, задачу, инициирующее событие, опасное движение или энергию, а также возможный вред. Фраза «Движущийся рельс» слишком расплывчата. Фраза «Техник по техническому обслуживанию тянется между вагонеткой и концевым упором, когда накопленная энергия или возможно неожиданное перемещение опорной точки» достаточно конкретна, чтобы повлиять на принятие проектного решения.
| Источник опасности | Пример сценария для оценки | Доказательства, которые проект должен сохранить |
|---|---|---|
| Перевод кареты | Человек попадает в зону застревания между кареткой, концевым упором, колонной, защитным ограждением или соседним механизмом. | Состояние компоновки, задача доступа, разрешенное движение, зазор или защитная мера, запись о проверке. |
| Робот выполняет сканирование территории, меняя базовое положение. | Устройство, обеспечивающее безопасное положение в одном вагоне, входит в проход или отверстие станции в другом вагоне. | Комбинированная модель огибающей и проверенная матрица положения-состояния |
| Инструмент и заготовка | Переносимая деталь или технологический инструмент выходит за рамки стандартной модели манипулятора. | Геометрия инструмента/заготовки, типичный случай нагрузки, проверенная рабочая область. |
| Энергетическая цепочка и услуги | Поврежденные, зацепившиеся или находящиеся под давлением элементы конструкции создают неожиданные движения или обнажения. | Перечень неисправностей, характер поломок, метод локализации, критерии проверки. |
| Общая станция | Другой механизм открывает, закрывает, зажимает, индексирует или освобождает, в то время как робот может войти. | Таблица состояний интерфейса, разрешительные условия, реакция на ошибки, проверка работоспособности. |
| Потеря позиции или ориентира | Восстановление выполняет перемещение через занятое или неизвестное состояние. | Справочная стратегия, ограниченный путь восстановления, метод авторизации и наблюдения. |
| Доступ для обслуживания | Повозка блокирует выход или размещает точки обслуживания внутри другой опасной зоны. | Место проведения технического обслуживания, изоляция, маршрут доступа, способ обеспечения безопасности. |
Редакционная группа EVST использует этот формат сценариев, чтобы список компонентов не был ошибочно принят за завершенную оценку рисков. Функция ограждения, сканера, блокировки или безопасного движения становится доказательной только после определения ее роли, поведения, интерфейсов и проверки.
3. Разделите приложение по пространству, задаче и состоянию машины.
Концепция безопасности может потребовать различения производственных зон, зон погрузки, мест технического обслуживания, служебных коридоров и прилегающего оборудования.
Создайте таблицу состояний зон. Строки представляют собой зоны или точки доступа; столбцы — рабочие состояния. Каждая ячейка записывает, разрешен ли доступ людям, какое движение разрешено, что предотвращает несовместимое движение и какое условие должно выполняться перед сбросом или перезапуском.
Обратите особое внимание в следующих случаях:
- Станция переходит из режима автоматической обработки в режим загрузки оператора;
- вагон пересаживается между зонами или открываются ворота;
- Одна станция недоступна, в то время как другая остается активной;
- Неисправность приводит к тому, что робот, каретка и деталь находятся в разных состояниях; или
- Для проведения технического обслуживания требуется более глубокий доступ, чем при обычной погрузке.
Модель защищенного пространства должна следовать за комбинированным движением. Скриншот исходного положения или сигнал зоны одной машины не могут доказать, что каретка, робот, инструмент и соседняя станция находятся в совместимом состоянии.
4. Снижайте риски в определенной последовательности.
Снижение рисков должно начинаться с проектирования приложения. Меры безопасности не должны сохранять уязвимые места, ненужный доступ или неоднозначные варианты восстановления.
| Уровень снижения рисков | Вопросы по применению линейных осей | Типичные доказательства |
|---|---|---|
| По своей сути более безопасная конструкция | Может ли маршрут транспортировки, конечное положение, точка обслуживания, приспособление или путь доступа устранить опасность? Может ли обслуживание осуществляться за пределами опасной зоны? | Пересмотренная компоновка, анализ дизайна, исключенный сценарий. |
| Меры предосторожности и защиты | Какие физические или сенсорные меры обнаруживают или предотвращают доступ, и какие опасные движения они должны контролировать? | Схема ограждения, технические характеристики устройства, определение интерфейса. |
| Функции управления, связанные с безопасностью | Какое событие требует выполнения этой функции, какое безопасное состояние необходимо и какое поведение при перезагрузке/перезапуске допустимо? | Спецификация требований безопасности и план проверки |
| Информация и процедуры | Какие остаточные риски, задачи по проверке, обучение, изоляция и инструкции по восстановлению сохраняются? | Инструкция, этикетки, протокол обучения, процедура технического обслуживания. |
Для сегментированного приложения сравните один периметр, контролируемый доступ к отдельным зонам и доступ на уровне станции, скоординированный с положением тележки. Выберите концепцию, которая исключает уязвимость, поддерживает выполнение задачи и создает понятные, проверяемые состояния.
| Концепция доступа | Потенциальное преимущество | бремя планирования | Ключевой проверочный вопрос |
|---|---|---|---|
| Один фиксированный периметр | Простая общая граница и меньшее количество интерфейсов доступа. | Более крупные габариты; для технического обслуживания и загрузки могут потребоваться остановки на всю ячейку. | Достигает ли каждая точка доступа и каждая сервисная задача заданного безопасного состояния? |
| Сегментированные охраняемые зоны | Можно изолировать задачи или станции, если приложение поддерживает независимые состояния. | Дополнительная логика зон и сценарии переходов. | Может ли движение когда-либо пересечь зону, состояние доступа к которой несовместимо? |
| Доступ к станциям общего пользования | Может оказывать поддержку при загрузке операторов, пока продолжается другая работа. | Тесная взаимозависимость между роботом, кареткой, зажимным устройством и станцией. | Все ли разрешительные условия, ошибки, перезагрузки и неожиданные изменения состояния не соответствуют определенному условию? |
5. После оценки рисков необходимо определить функции безопасности.
Функционал безопасности следует описывать как требование, а не как название устройства. Необходимо указать условия инициации, опасное движение или энергию, требуемую реакцию, допустимое состояние после реакции, условия сброса, условия перезапуска, диагностику, интерфейсы и метод проверки.
В число вопросов, касающихся требований, входят:
- Что должно произойти при открытии охраняемой точки доступа?
- Какие движения каретки и робота следует предотвратить в каждой зоне?
- Может ли другая станция продолжать работу, и при каких именно условиях?
- Что произойдет, если информация о местоположении недоступна или противоречива?
- Возможна ли перезагрузка из места с беспрепятственным обзором затронутого помещения?
- Может ли автоматическая перезагрузка инициировать опасное движение?
- Какие доказательства требуются перед автоматическим перезапуском?
Стандарт ISO 13849-1:2023 предоставляет методологию проектирования и интеграции элементов систем управления, связанных с обеспечением безопасности. В опубликованной области применения также указано, что он не определяет функции безопасности или требуемые уровни производительности для конкретного применения. Эти решения по применению должны приниматься на основе оценки рисков; поэтому данная статья не предписывает универсальную категорию, уровень PLr, архитектуру, безопасное расстояние или время остановки.
Для принятия решений о остановке и разделении необходимо учитывать всю систему движения, фактическое поведение при остановке, систему обнаружения, условия приближения, окружающую среду и применимые стандарты. Каталожные значения или видеоматериалы не могут завершить этот расчет.
6. Нестандартной работе следует уделять равное внимание.
В текущем обзоре OSHA по робототехнике отмечается, что многие несчастные случаи с роботами произошли во время программирования, технического обслуживания, тестирования, настройки или регулировки, когда человек может временно находиться внутри рабочей зоны робота. Линейная ось добавляет к этим задачам позиционирование каретки, увеличенный ход, концевые фиксаторы, маршрутизацию обслуживания и восстановление ориентиров.
Пройдитесь по рабочим местам вместе с теми, кто будет их выполнять:
- Обучение и проверка поз при различных положениях в пространстве;
- замена или калибровка инструментов и осмотр рельса или энергетической цепи;
- устранение упавшей детали или поврежденного элемента конструкции;
- обнаружение ошибок связи или определения местоположения;
- очистка рельсов и восстановление питания или опорного сигнала; и
- замена компонентов, требующих фиксации каретки.
Для каждой задачи укажите условия изоляции или контролируемого движения, пути доступа и эвакуации, видимость, связь, контроль, инструменты, методы крепления и точное состояние для возвращения оборудования в эксплуатацию. «Режим технического обслуживания» не является полным ответом, если не определены допустимые параметры движения и энергии.
7. Рассматривайте сброс, перезапуск и восстановление как отдельные состояния.
Сброс подтверждает, что условие безопасности устранено; его не следует рассматривать как разрешение на автоматическое движение. Перезапуск — это отдельный переход, требующий готовности приложения. Для восстановления могут потребоваться ограниченные команды, такие как возвращение в исходное положение, удаление детали или перемещение в сторону от помех.
В записи о восстановлении должны быть указаны:
- состояние кареты и робота;
- состояние детали, инструмента, приспособления и соседних станков;
- люди и статус доступа;
- доступная и изолированная энергия;
- Допустимое движение и его пределы;
- кто уполномочен отдавать распоряжение о таком движении;
- как осуществляется наблюдение за затронутым пространством; и
- Какие доказательства позволяют вернуться к автоматическому режиму работы?
Протестируйте восстановление работы приложения вне дома, включая завершение поездок, положения с малым зазором, передачу управления станции, заблокированные станции, прерванные процессы и соответствующие сбои позиционирования или связи. Докажите, что приложение возвращается в известное состояние без создания неопределенной угрозы.
Цитируемое утверждение: Последовательность восстановления считается неполной, пока не определит состояние машины, местоположение людей, состояние детали, допустимые движения и доказательства, необходимые для возобновления автоматической работы. Это правило планирования; точная последовательность остается специфичной для проекта и контроллера.
8. Подтверждайте требования с помощью отслеживаемых доказательств.
В процессе проверки необходимо связать каждый сценарий возникновения опасности с мерами по снижению риска, требованиями, испытаниями, результатами и дальнейшими действиями. Не следует принимать общее утверждение «испытание на безопасность пройдено», если существует несколько зон, режимов и путей возникновения неисправностей.
Используйте типичные наихудшие сценарии из оценки рисков, такие как окончание хода, максимальная длина инструмента или заготовки, ограниченная видимость, переналадка, одновременные запросы к станциям, недоступные интерфейсы и восстановление после потери питания или опорного сигнала.
Включенный Контрольный список безопасности линейной оси робота Это редактируемый инструмент для передачи информации. Он регистрирует входные данные и подтверждающие документы; это не контрольный список соответствия и не заменяет компетентную проверку.
Храните записи под контролем конфигурации. Определите, какие изменения программы, инструмента, приспособления, защитного ограждения, поля сканера, интерфейса или допустимого диапазона запускают целенаправленную проверку или более широкую переоценку.
Контрольный список входных данных проекта
Перед утверждением концепции безопасности необходимо собрать следующие данные:
- Определения робота, контроллера, внешней оси, инструмента и перемещаемой заготовки.
- Допустимый диапазон перемещения, рабочие параметры, положения робота и комбинированные зоны.
- Модели, предназначенные для доступа к оборудованию, машинам, ограждениям, проходам, зданиям и техническому обслуживанию.
- Режимы работы, задачи жизненного цикла, пользователи и разумно предвидимое неправильное использование.
- Учет энергопотребления и предоставляемых услуг, включая характеристики накопленной энергии и изоляции.
- Установление соединения между станциями, состояния неисправностей, сброс, перезапуск и правила восстановления.
- Протокол оценки рисков и спецификация требований безопасности.
- Методы валидации, инструменты, тестовые примеры, результаты и нерешенные вопросы.
- Документация по обучению, инспекциям, техническому обслуживанию, управлению изменениями и выводу из эксплуатации.
Часто задаваемые вопросы
Может ли одна блокировочная станция охватывать все станции на железной дороге?
Только если оценка рисков и проектирование системы поддерживают одно однозначное состояние. Раздельные станции часто создают различные условия доступа, движения и отказов. Проект должен определить, какое движение разрешено в каждой зоне, и проверить каждый переход, а не предполагать, что один сигнал представляет собой полное применение.
Какой уровень производительности следует использовать для линейной оси робота?
Универсального ответа нет. Оценка рисков определяет необходимые функции безопасности и требуемые показатели их работы. ISO 13849-1 предоставляет методологию проектирования и интеграции элементов управления, связанных с безопасностью, но не определяет функции безопасности или требуемые уровни производительности для конкретной ячейки.
Достаточно ли проверки в режиме обучения для ввода в эксплуатацию?
Нет. Обучение — это одно из состояний. Проверка должна охватывать автоматическую работу, доступ, неисправности, сброс, перезапуск, техническое обслуживание, восстановление эталонных данных, взаимодействие с другими машинами, а также репрезентативные положения и конфигурации, определенные в ходе оценки рисков.
Подтверждает ли данное руководство соответствие стандарту ISO 10218-2?
Нет. В нем обобщены вопросы планирования, исходя из сферы применения стандартов ISO 10218-2, ISO 12100, ISO 13849-1, рекомендаций OSHA и контекста внешней оси. Соответствие требует наличия применимого текста стандарта, оценки рисков, специфичной для проекта, проектных доказательств, компетентной проверки и любых юридических требований для места установки.
Источники
- ISO 10218-2:2025 — Применение промышленных роботов и роботизированные ячейки
- ISO 12100:2010 — Оценка рисков и снижение рисков
- ISO 13849-1:2023 — Компоненты систем управления, связанные с безопасностью
- Обзор робототехники OSHA
- NIST: Характеристика безопасности взаимодействия человека и робота в процессе производства на основе решения конкретных задач.
- Документы стандарта безопасности роботов A3
- линейные блоки KUKA
- АББ, Руководство по применению — Дополнительные оси и автономный контроллер, RobotWare 6
Кто подготовил это руководство, как и почему?
- Автор: Редакционная группа EVSTПредставлен как редакционная структура на уровне организации. Личность сотрудников и личные данные не указываются.
- Рассмотрено: Технический анализ содержания EVST на уровне организации.
- Как: Группа экспертов проанализировала две выбранные последовательности действий робота, установленного на рельсах, отделила видимые факты от неподтвержденных данных о безопасности, сравнила поисковые запросы, касающиеся безопасности, с существующим руководством по планированию работы с внешней осью и проверила заявления по официальным источникам ISO, OSHA, ABB и KUKA.
- Почему: Данная статья помогает интеграторам и командам разработчиков разработать план оценки рисков и валидации после выбора архитектуры с внешней осью вращения.
- Граница: Данное руководство не является завершенной оценкой рисков, юридическим заключением, декларацией соответствия и не заменяет собой применимые стандарты.
- Прозрачность: Обновлено 28 июля 2026 г. Редакционная политика · Политика исправления · Политика Конфиденциальности · Контакты
Подготовьте передачу информации о безопасности.
Отправьте в EVST объединенную модель движения, список задач жизненного цикла, концепцию доступа, данные об энергопотреблении и услугах, интерфейсы станций, состояния неисправностей и восстановления, а также существующие записи оценки рисков. EVST может организовать эти данные в интерфейс внешней оси и контрольный список проверки; окончательное снижение рисков и соответствие требованиям остаются предметом компетентной проектной инженерной и валидационной проверки.