Ako overiť limity výkonu a sily podľa normy ISO/TS 15066 (2026)

Od Redakčný tím EVST · Posledná aktualizácia: 23. júla 2026

Overovanie limitov výkonu a sily za ISO / TS 15066 znamená fyzické meranie prechodovej a kvázistatickej kontaktnej sily a tlaku na skutočnom koncovom efektore a obrobku pri skutočnej prevádzkovej rýchlosti a porovnanie nameraných hodnôt s limitmi oblasti tela v biomechanických tabuľkách normy. Vlastná certifikácia kolaboratívneho robota to nepokrýva. Meranie sa musí vykonať na hotovej bunke, nie na holom ramene.

Tento článok je návodom na meranie. Samotnú revíziu z roku 2025 nájdete v našej príručka k kolaboratívnym bezpečnostným normám ISO 10218/TS 15066pre koho je vlastníkom hodnotenie rizika na úrovni bunky v rámci ISO 10218-2: 2025, Pozri náš sprievodca integráciou buniekToto pokračuje po oboch, v bode, kde posúdenie rizika hovorí, že platí obmedzenie moci a sily a niekto to musí dokázať.

Prečo číslo v dátovom hárku nie je overené číslo

Výrobcovia robotov zverejňujú údaje o sile a rýchlosti pre holé rameno pohybujúce sa vo voľnom priestore. Tieto čísla opisujú robota, nie bunku. Po pridaní chápadla, upínacieho prípravku a obrobku sa geometria kontaktu úplne zmení: tupý prst chápadla, ktorý sa zovreje na zaoblenom diele, rozloží silu na širokú plochu, zatiaľ čo ten istý chápadlo držiace diel s ostrou hranou alebo vyčnievajúcim upevňovacím prvkom sústredí rovnakú silu do zlomku kontaktnej plochy a biomechanické limity v skutočnosti obmedzujú tlak, nie samotnú silu.

Podľa normy ISO/TS 15066 je obmedzenie výkonu a sily definované v bode kontaktu medzi robotickým systémom a osobou, čo zahŕňa nástroj a obrobok ako súčasť robotického systému na tento účel. Bunku je možné vybudovať okolo robota, ktorý je sám o sebe plne kompatibilný a stále nespĺňa požiadavky na obmedzenie výkonu a sily po pripojení skutočného nástroja, pretože norma nikdy netestovala robota izolovane. Vždy testovala kontakt.

Prechodný a kvázistatický kontakt sú dve rôzne merania

Norma ISO/TS 15066 rozdeľuje kontakt do dvoch kategórií a validácia, ktorá kontroluje iba jednu z nich, je neúplná. Prechodný kontakt zahŕňa krátkodobý náraz, napríklad náraz pohybujúceho sa robota do osoby skôr, ako stihne akákoľvek bezpečnostná funkcia zareagovať; kvázistatický kontakt zahŕňa uväznenie alebo zovretie osoby medzi robotom a pevným povrchom, kde sa sila vytvára a drží, a nie prudko vzrastá a uvoľňuje. Limity pre tieto dve kategórie sa líšia, pretože mechanizmus zranenia je odlišný a nástroj, ktorý prejde testom prechodného nárazu, môže stále zlyhať v scenári zovretia, ak dokáže pritlačiť ruku k hrane upínacieho prípravku.

V praxi musí overovací plán pred začiatkom merania identifikovať, kde sa každý typ kontaktu môže v rozložení bunky pravdepodobne vyskytnúť. Prechodný kontakt sa kontroluje pozdĺž dráhy priblíženia a ústupu robota. Kvázistatický kontakt sa kontroluje na každom mieste, kde nástroj, obrobok alebo upínací prípravok môže uzavrieť medzeru oproti ruke, ramenu alebo telu osoby, pretože práve tam dochádza k upnutiu a tieto miesta si inžinier na výkrese zriedkavo všimne ako prvé.

Čítanie hraníc oblastí tela bez hádania čísel

Príloha A k norme ISO/TS 15066 uvádza tabuľku prípustných prechodných a kvázistatických hodnôt kontaktnej sily a tlaku v súbore definovaných oblastí tela, od lebky a tváre až po dolné končatiny a chodidlá, pričom prípustné hodnoty sa líšia podľa oblasti tela, pretože citlivosť tkaniva sa líši podľa oblasti tela. Číslo, ktoré je prijateľným kontaktom na predlaktí, môže byť na končeku prsta alebo tváre výrazne nad limitom, a preto jediné nastavenie „bezpečnej rýchlosti“ nemôže nahradiť meranie v skutočnom bode kontaktu, ktorý identifikovalo posúdenie rizika.

Praktickým dôsledkom je, že oblasť musí byť zvolená tak, aby zodpovedala skutočnej bunke, nie tej, ktorá je na testovanie najvhodnejšia. Ak je ruka operátora pravdepodobným kontaktným bodom počas zaťaženia dielu, rozhodujúce sú limity ruky a prsta. Ak by osoba mohla byť zasiahnutá do trupu pri prechádzaní okolo výkyvného zariadenia, rozhodujúce sú limity trupu a nie sú to rovnaké čísla. Čítanie nesprávneho riadku tabuľky vedie k validácii, ktorá vyzerá prísne a nedokazuje nič o skutočnom riziku.

Merací nástroj: Čo vlastne robí silomer a tlakomer

Norma ISO/TS 15066 opisuje meranie pomocou pružinového zariadenia na meranie kontaktnej sily a tlaku, umiestneného na mieste a v orientácii určenej posúdením rizika, pričom robot vykonáva pohyb, ktorý v danom bode vytvára najhorší možný kontakt. Zariadenie zisťuje maximálnu silu počas udalosti a v kombinácii so známou kontaktnou plochou povrchu nástroja alebo upínacieho prípravku aj tlak v danom kontakte. Obe hodnoty sa porovnávajú s limitom pre testovanú oblasť tela a obe musia prekročiť limit nezávisle, pretože kontakt môže prenášať silu a stále zlyhať pri tlaku, ak je kontaktná plocha malá.

Tímy uvádzajúce do prevádzky niekedy namiesto fyzického merania nahradia hrubý výpočet s použitím menovitej sily robota. Tento prístup úplne nezohľadňuje geometriu nástroja a konzistentne prináša optimistické čísla, pretože výpočet predpokladá rovnomerný kontakt a skutočný chápadlo alebo upínací prípravok ho zriedkakedy ponúka. Podľa štruktúry samotnej normy ISO/TS 15066 môže výpočet podporiť posúdenie rizika, ale vlastnou cestou k dodržiavaniu súladu s normou je meranie v hotovej bunke a notifikovaný orgán alebo bezpečnostný technik zákazníka očakáva, že v súbore uvidí fyzické odčítanie.

Praktická postupnosť merania pre skutočný nástroj a obrobok

Postupnosť, ktorá obstojí pri kontrole, začína zoznamom pravdepodobných kontaktných miest v posúdení rizika, nie nástrojom, ktorý je v daný deň namontovaný. Každé miesto sa testuje pri skutočnej výrobnej rýchlosti a užitočnom zaťažení robota s použitím skutočného nástroja na konci ramena a skutočnej výrobnej súčiastky, pretože ľahšia testovacia súčiastka mení efektívnu hmotnosť pri kontakte a pomalšia testovacia rýchlosť podceňuje prechodný náraz. Meradlo sa umiestni do identifikovaného bodu, vykoná sa pohyb a pred presunom na ďalšie miesto sa zaznamenajú maximálne hodnoty sily a tlaku oproti limitu oblasti tela pre dané miesto.

Každé miesto, ktoré zlyhá, dostane po zmene druhý prechod, či už ide o mäkší povrch nástroja, zaoblenú hranu upínacieho prípravku, zníženú rýchlosť priblíženia alebo premiestnený kontaktný bod, a opakovaný test používa rovnakú metódu ako pôvodný test, takže čísla pred a po sú porovnateľné. V tomto kroku náš tím pre uvedenie do prevádzky trávi najviac času na novej kolaboratívnej bunke, pretože revízia upínacieho prípravku, ktorá na výkrese vyzerá triviálne, často zmení geometriu kontaktu natoľko, že sa meranie posunie z prechodu na zlyhanie, a jediný spôsob, ako to zistiť, je znova zmerať, a nie predpokladať.

Kde skutočné bunky bežne zlyhávajú pri svojom prvom meraní

Tá istá hŕstka konštrukčných rozhodnutí sa opakovane objavuje v bunkách, ktoré neprešli prvým testom obmedzenia výkonu a sily. Ostré prsty chápadla alebo odkryté hlavy upevňovacích prvkov sústreďujú silu do malej kontaktnej plochy a tlačia tlak za hranicu limitu, aj keď je celková sila v rámci rozsahu. Pevné upínacie prípravky bez poddajnosti vytvárajú tvrdý kvázistatický upínací bod, ktorému by sa mäkší alebo pružne zaťažený upínací prípravok vyhol. Rýchlosť priblíženia nastavená na priepustnosť, a nie na najhorší scenár kontaktu, tlačí prechodnú silu nad limit presne v okamihu, keď by sa osoba mohla nachádzať. Obrobky s otrepami, otrepmi alebo vyčnievajúcimi prvkami menia efektívnu geometriu kontaktu oproti predpokladanej v CAD modeli použitom na návrh bunky.

Žiaden z týchto problémov nie je problémom robota a žiadny z nich nevyžaduje opustenie obmedzovania výkonu a sily ako ochrannej metódy. Vyžadujú si výmenu nástroja, upínacieho prípravku alebo rýchlostného profilu na konkrétnom mieste, ktoré zlyhalo, a následné opätovné meranie na tomto mieste. Bunka, ktorá zlyhá pri prvom prechode, je normálnym výsledkom skutočného merania, nie znakom toho, že kolaboratívny prístup bol pre danú aplikáciu nesprávny.

Dokumentovanie validácie technickej dokumentácie

Meranie, ktoré nie je zapísané, neexistuje na účely zhody. Záznam, ktorý očakáva bezpečnostný technik zákazníka alebo notifikovaná osoba, obsahuje testovanú oblasť tela a dôvod jej výberu, nástroj, obrobok, rýchlosť a užitočné zaťaženie použité počas testu, zaznamenané hodnoty maximálnej sily a tlaku v každom kontaktnom bode, limitné hodnoty použité na porovnanie a ich zdroj a usporiadanie akéhokoľvek miesta, ktoré zlyhalo pri prvom prechode, spolu s výsledkom opakovaného testu po oprave. Tento záznam sa stáva súčasťou vlastnej technickej dokumentácie bunky, oddelene od vlastného vyhlásenia výrobcu robota, pretože certifikovaná je hotová bunka, nie komponent.

Tímy EVST pre uvedenie do prevádzky považujú túto dokumentáciu za výstup s vlastným krokom schválenia, ktorý je vytvorený počas akceptačných testov, a nie je následne rekonštruovaný z pamäte, pretože záznam o validácii zostavený dodatočne je ťažké obhájiť, ak sa bezpečnostný technik neskôr opýta, ktorá konkrétna revízia zariadenia bola testovaná. Terénni technici, ktorí vykonávajú túto prácu v rôznych závodoch a regulačných prostrediach, majú tendenciu štandardizovať formát záznamu už v ranom štádiu, pretože konzistentná šablóna robí auditovateľným zavádzanie viacerých buniek, a nie súbor jednorazových správ.

Prečo sa to stáva ťažším v nebezpečnom a vysokoobjemovom prostredí

Validácia obmedzenia výkonu a sily nie je jednorazová úloha, ktorá sa ľahko prenáša medzi aplikáciami. Bunka postavená pre všeobecnú montáž a neskôr prepracovaná pre inú skupinu dielov sa musí premerať, pretože nový nástroj a obrobok menia kontaktnú geometriu, ktorú pôvodný test pokrýval. Kolaboratívne aplikácie odolné voči výbuchu pridávajú ďalšiu vrstvu, pretože kryty a preplachovacie systémy s certifikáciou ATEX alebo IECEx menia hmotnosť nástroja a tuhosť povrchu v presných kontaktných bodoch, ktoré validácia meria, a certifikácia pokrývajúca riziko vznietenia nehovorí nič o kontaktnej sile. Vysokoobjemové automobilové linky postavené podľa procesnej disciplíny IATF16949 stále vyžadujú rovnaké fyzické meranie na dokončenej stanici; zdokumentovaný systém kvality kontroluje, ako konzistentne sa test vykonáva, nie to, či sú podkladové čísla sily a tlaku úspešné.

Aj v tomto prípade je globálna stopa terénnych inžinierov dôležitejšia, než sa zdá na papieri. Dodávateľ s technikmi iba v jednom regióne má problém opakovať toto meranie konzistentne vo všetkých závodoch v rôznych krajinách, zatiaľ čo sieť dostatočne veľká na to, aby vyslala vyškoleného technika s rovnakým meradlom a rovnakou metódou na každé miesto, udržiava záznamy o validácii porovnateľné počas celého zavádzania, a nie závislé od toho, kto je náhodou k dispozícii lokálne.

Porovnanie metód obmedzovania výkonu a sily s inými metódami spolupráce

Obmedzenie výkonu a sily je jednou zo štyroch metód, ktoré norma ISO/TS 15066 uznáva pre kolaboratívnu prevádzku, a je jedinou, ktorá sa overuje prostredníctvom priameho merania fyzického kontaktu, a nie prostredníctvom vzdialenosti alebo logiky dohľadu. Nasledujúca tabuľka sumarizuje, čo každá metóda v skutočnosti overuje a aké dôkazy validácia poskytuje, čo je užitočné, keď musí posúdenie rizika odôvodniť, prečo bola pre danú úlohu zvolená jedna metóda pred inou.

Čo to znamená pre kupujúceho, ktorý špecifikuje kolaboratívnu bunku

Dodávateľ, ktorý uvádza „kolaboratívnu robotickú bunku“ bez toho, aby opísal, ako sa bude merať výkon a obmedzenie sily na hotovom nástroji a obrobku, uvádza predpoklad, nie overený návrh. Pred podpisom sa kupujúci môže oprávnene opýtať, ktoré oblasti tela boli identifikované ako pravdepodobné kontaktné body, aké zariadenie bude merať silu a tlak, či sa pri teste použije skutočný výrobný nástroj a skutočný diel namiesto ľahšej náhrady a čo sa stane procedurálne, ak sa na niektorom mieste nepodarí dosiahnuť výsledok pri prvom prechode. Dodávatelia, ktorí dokážu na tieto otázky odpovedať konkrétne s už existujúcou šablónou dokumentácie, opisujú proces, ktorý už predtým spustili, a nie proces, ktorý chcú improvizovať počas akceptačných testov.

Pre čitateľov, ktorí chcú základy kolaboratívneho robota najprv spoznať pred detailmi merania, naša kompletný sprievodca fungovaním kolaboračných robotov Zahŕňa štyri metódy, aplikácie a kritériá výberu na prehľadnej úrovni.

Často kladené otázky

Čo znamená validovať limity výkonu a sily podľa normy ISO/TS 15066?

Znamená to fyzické meranie špičkovej prechodovej a kvázistatickej kontaktnej sily a tlaku na skutočnom konci nástroja, obrobku a rozložení bunky pomocou pružinového zariadenia na meranie sily a tlaku umiestneného v každom možnom kontaktnom bode a porovnanie nameraných hodnôt s limitnými hodnotami oblasti tela, ktoré posúdenie rizika označilo za relevantné. Certifikácia voľného priestoru robota nenahrádza toto meranie.

Existuje rozdiel medzi prechodnými a kvázistatickými kontaktnými limitmi?

Áno. Prechodný kontakt zahŕňa krátkodobý náraz predtým, ako zareaguje bezpečnostná funkcia, a kvázistatický kontakt zahŕňa zachytenie alebo zovretie osoby v mieste, kde sa sila nahromadí a drží. Norma ISO/TS 15066 stanovuje samostatné limitné hodnoty pre každú z nich a nástroj alebo upínací prípravok, ktorý prejde jedným testom, môže stále prepadnúť druhému, ak vytvorí bod zovretia, ktorý by test iba s prechodným kontaktom nezachytil.

Môže výpočet nahradiť meranie fyzikálnej sily a tlaku?

Výpočet založený na menovitom výkone robota môže podporiť predbežné posúdenie rizika, ale zvyčajne nezohľadňuje geometriu nástroja a upínacieho prípravku a v porovnaní so skutočným údajom poskytuje optimistické hodnoty, pretože tlak určuje skutočná kontaktná plocha a tuhosť povrchu. Dôkaz o zhode, ktorý notifikovaný orgán alebo bezpečnostný technik zákazníka očakáva, je fyzické meranie v hotovej bunke, nie vypočítaný odhad.

Čo by mal obsahovať záznam o validácii technickej dokumentácie?

Minimálne: testovaná oblasť telesa a dôvod jej výberu, konkrétny nástroj, obrobok, rýchlosť a užitočné zaťaženie použité počas testu, maximálne hodnoty sily a tlaku v každom kontaktnom mieste, použité limitné hodnoty a ich zdroj a usporiadanie a výsledok opakovaného testu pre každé miesto, ktoré zlyhalo pri prvom pokuse.

Vzťahuje sa jednorazové obmedzenie výkonu a sily na prechod aj na budúce zmeny v bunke?

Nie. Nová rodina dielov, revidovaný chápadlo, iný upínací prípravok alebo zmena rýchlosti cyklu zmení geometriu kontaktu a je potrebné ju premerať. Validácia obmedzenia výkonu a sily je viazaná na konkrétnu konfiguráciu nástroja a obrobku, ktorá bola testovaná, nie na model robota vo všeobecnosti.

Kľúčové poznatky

• Obmedzenie výkonu a sily sa overuje fyzickým meraním kontaktnej sily a tlaku na skutočnom nástroji a obrobku, nie spoliehaním sa na vlastnú certifikáciu voľného priestoru robota.
• Prechodný kontakt a kvázistatický kontakt používajú rôzne limitné hodnoty a vyžadujú si samostatné kontroly; nástroj, ktorý splní jednu z nich, môže stále zlyhať v druhej.
• Limity oblastí tela sa značne líšia, takže bod merania sa musí zhodovať s miestom, kde je podľa posúdenia rizika pravdepodobné, že ku kontaktu môže dôjsť, nie s najvhodnejším miestom na testovanie.
• Výpočet môže podporiť posúdenie rizika, ale dôkazom zhody s normou je fyzický údaj zo zariadenia na meranie sily a tlaku v dokončenej bunke.
• Každé zlyhané miesto vyžaduje zdokumentovanú opravu a opätovné otestovanie s použitím rovnakej metódy a celý záznam patrí do vlastného technického súboru bunky.

Správne vykonanie tohto kroku odlišuje kolaboratívnu bunku, ktorá prežije svoj prvý bezpečnostný audit, od tej, ktorá vyzerala, že je v súlade s predpismi len na papieri. Spoločnosť EVST (EVS TECH CO., LTD), výrobca a integrátor robotiky so sídlom v Čcheng-tu, založená koncom roka 2018, realizuje automatizačné projekty vo viac ako 100 krajinách a jej tímy pre uvedenie do prevádzky vykonávajú toto meranie ako štandardný krok akceptačného testu na kolaboratívnych bunkách, a nie ako dodatočnú požiadavku bezpečnostného technika zákazníka. Tímy, ktoré špecifikujú kolaboratívnu aplikáciu a chcú druhý názor na meracie body, nástroje alebo dokumentáciu, sa na nás môžu obrátiť prostredníctvom evsrobot.com.

O autorovi: Redakčný tím EVST píše o bezpečnosti a dodržiavaní predpisov v oblasti priemyselnej automatizácie pre inžinierske a BOZP tímy, ktoré špecifikujú alebo akceptujú robotické bunky. EVST je výrobca a integrátor robotiky so sídlom v Čcheng-tu, ktorý realizuje automatizačné projekty vo viac ako 100 krajinách s certifikáciou CE / SGS / TUV tretích strán a certifikáciou IATF16949 pre automobilový priemysel v rámci všetkých relevantných produktových radov.

Autor: Redakčný tím EVST
Hodnotené: Redakčný tím EVST
Naposledy aktualizované: Júla 23, 2026
Metóda: Validačný rámec kontaktných bodov EVST – metodika v teréne na porovnávanie meraní limitov výkonu a sily s limitmi oblastí tela podľa normy ISO/TS 15066 na hotovom nástroji a obrobku, nenahrádza vlastné zdokumentované hodnotenie rizík systémovým integrátorom.
Redakčná politika · Pravidlá opráv · Podmienky používania