Kako preveriti omejitve moči in sile po standardu ISO/TS 15066 (2026)

Z Uredniška ekipa EVST · Zadnja posodobitev: 23. julij 2026

Potrjevanje omejitev moči in sile pod ISO / TS 15066 pomeni fizično merjenje prehodne in kvazistatične kontaktne sile in tlaka na dejanskem končnem efektorju in obdelovancu pri dejanski delovni hitrosti ter primerjavo odčitkov z omejitvami telesnega območja v biomehanskih tabelah standarda. Certifikacija kolaborativnega robota tega ne zajema. Meritev se mora izvesti na končani celici, ne na goli roki.

Ta članek je navodila za merjenje. Za samo revizijo iz leta 2025 glejte našo vodnik po standardih za skupno varnost ISO 10218/TS 15066; za koga je ocena tveganja na ravni celice v skladu ISO 10218-2: 2025, Si oglejte naš vodnik za integracijo celicTa se nadaljuje po obeh, na točki, kjer ocena tveganja pravi, da velja omejevanje moči in sile in nekdo mora to dokazati.

Zakaj številka podatkovnega lista ni potrjena številka

Proizvajalci robotov objavljajo podatke o sili in hitrosti za golo roko, ki se premika v prostem prostoru. Te številke opisujejo robota, ne celice. Ko dodamo prijemalo, vpenjalo in obdelovanec, se geometrija stika popolnoma spremeni: topi prst prijemala, ki se zapre na zaobljenem delu, porazdeli silo po širokem območju, medtem ko isto prijemalo, ki drži del z ostrim robom ali štrlečim pritrdilnim elementom, koncentrira isto silo na delček kontaktne površine, pri čemer biomehanske omejitve dejansko omejujejo tlak, ne le sila.

V skladu s standardom ISO/TS 15066 je omejevanje moči in sile opredeljeno na točki stika med robotskim sistemom in osebo, kar vključuje orodje in obdelovanec kot del robotskega sistema za ta namen. Celico je mogoče zgraditi okoli robota, ki je sam po sebi popolnoma skladen s predpisi, pa še vedno ne izpolnjuje zahtev glede omejevanja moči in sile, ko je pritrjeno pravo orodje, ker standard nikoli ni testiral robota ločeno. Vedno je testiral stik.

Prehodni in kvazi-statični stik sta dve različni meritvi

Standard ISO/TS 15066 ločuje stik v dve kategoriji, validacija, ki preveri le eno od njiju, pa je nepopolna. Prehodni stik zajema kratkotrajen udarec, na primer, če premikajoči se robot udari v osebo, preden se katera koli varnostna funkcija lahko odzove; kvazistatični stik zajema osebo, ki se ujame ali stisne med robota in fiksno površino, kjer se sila kopiči in zadržuje, namesto da bi se sunkovito dvignila in sprostila. Omejitve za obe kategoriji se razlikujejo, ker je mehanizem poškodbe drugačen, orodje, ki prestane preskus prehodnega udarca, pa lahko še vedno ne prestane scenarija vpenjanja, če lahko pritisne roko ob rob vpenjala.

V praksi mora načrt validacije pred začetkom meritev določiti, kje se lahko v postavitvi celice verjetno pojavi vsaka vrsta stika. Prehodni stik se preveri vzdolž poti približevanja in umika robota. Kvazistatični stik se preveri na vsaki lokaciji, kjer lahko orodje, obdelovanec ali vpenjalo zapre režo ob roki, roki ali telesu osebe, ker se tam zgodi vpenjanje, in ta mesta so redko tista, ki jih inženir najprej opazi na risbi.

Branje meja telesnih regij brez ugibanja številk

Priloga A k standardu ISO/TS 15066 tabelarično prikazuje dovoljene prehodne in kvazistatične vrednosti kontaktne sile in tlaka na določenih delih telesa, od lobanje in obraza do spodnjih delih nog in stopal, dovoljene vrednosti pa se razlikujejo glede na del telesa, ker se občutljivost tkiva razlikuje glede na del telesa. Številka, ki je sprejemljiva za stik na podlakti, je lahko precej nad omejitvijo na konici prsta ali obrazu, zato ena sama nastavitev »varne hitrosti« ne more nadomestiti merjenja na dejanski kontaktni točki, ki jo je ugotovila ocena tveganja.

Praktična posledica je, da je treba območje izbrati tako, da se ujema z dejansko celico, ne pa z najprimernejšo za testiranje. Če je roka operaterja verjetna kontaktna točka med obremenitvijo dela, prevladajo omejitve roke in prstov. Če bi lahko osebo zadeli v trup, ko hodi mimo nihajočega se vpenjala, prevladajo omejitve trupa in to nista isti številki. Branje napačne vrstice tabele ustvari validacijo, ki je videti stroga in ne dokazuje ničesar o dejanskem tveganju.

Merilno orodje: Kaj dejansko počne merilnik sile in tlaka

Standard ISO/TS 15066 opisuje merjenje z vzmetno napravo za merjenje kontaktne sile in tlaka, nameščeno na mestu in v orientaciji, ki ju določa ocena tveganja, pri čemer robot izvaja gibanje, ki na tej točki povzroči najslabši možen stik. Naprava med dogodkom odčita največjo silo in v kombinaciji z znano kontaktno površino orodja ali vpenjala tlak na tem stiku. Obe vrednosti se primerjata z mejo za preizkušano območje telesa in obe morata neodvisno preseči mejo, saj lahko stik prenese silo in še vedno odpove pri tlaku, če je kontaktna površina majhna.

Ekipe za zagon včasih namesto fizične meritve uporabijo grob izračun z uporabo nazivne izhodne sile robota. Ta pristop popolnoma zgreši geometrijo orodja in dosledno daje optimistične številke, ker izračun predpostavlja enakomeren stik, pravi prijemalo ali vpenjalo pa ga le redko ponuja. Glede na strukturo samega standarda ISO/TS 15066 lahko izračun podpira oceno tveganja, vendar je lastna pot skladnosti standarda meritev v končni celici, priglašeni organ ali varnostni inženir stranke pa pričakuje, da bo v datoteki videl fizično odčitavanje.

Praktično zaporedje meritev za dejansko orodje in obdelovanec

Zaporedje, ki se obnese v pregledu, se začne s seznamom verjetnih lokacij stika iz ocene tveganja, ne z orodjem, ki je nameščeno tisti dan. Vsaka lokacija se preizkusi pri dejanski proizvodni hitrosti in obremenitvi robota, z uporabo dejanskega orodja na koncu roke in pristnega proizvodnega dela, ker lažji testni del spremeni efektivno maso ob stiku, nižja hitrost testiranja pa podceni prehodni vpliv. Merilnik se namesti na določeno točko, izvede se gibanje in zabeležijo se odčitki največje sile in tlaka glede na omejitev področja telesa za to lokacijo, preden se premakne na naslednjo.

Vsaka lokacija, ki ne uspe, dobi po spremembi drugi prehod, pa naj gre za mehkejšo površino orodja, zaobljen rob vpenjala, zmanjšano hitrost približevanja ali prestavljeno kontaktno točko, ponovni preizkus pa uporablja isto metodo kot originalni preizkus, tako da so številke pred in po primerljive. V tem koraku naša ekipa za zagon porabi največ časa za novo sodelovalno celico, saj revizija vpenjala, ki je na risbi videti nepomembna, pogosto spremeni geometrijo stika dovolj, da meritev premakne iz prehoda v neuspeh, in edini način, da to ugotovimo, je, da ponovno izmerimo in ne da predvidevamo.

Kjer prave celice običajno ne opravijo prve meritve

Ista peščica oblikovnih odločitev se vedno znova pojavlja v celicah, ki ne uspejo na prvem preizkusu moči in omejevanja sile. Ostri prsti prijemala ali izpostavljene glave pritrdilnih elementov koncentrirajo silo na majhno kontaktno površino in potisnejo tlak čez mejo, tudi ko je skupna sila znotraj dosega. Togi elementi brez skladnosti ustvarjajo trdo kvazistatično vpenjalno točko, ki bi se ji mehkejši ali vzmetni element izognil. Hitrost približevanja, nastavljena za pretočnost in ne za najslabši možni scenarij stika, potisne prehodno silo nad mejo točno v trenutku, ko bi lahko bila oseba prisotna. Obdelovanci z ostrimi robovi, odsevi ali štrlečimi elementi spremenijo efektivno geometrijo stika od tiste, ki je bila predpostavljena v CAD modelu, uporabljenem za načrtovanje celice.

Nobena od teh težav ni povezana z robotiko in nobena od njih ne zahteva opustitve omejevanja moči in sile kot zaščitne metode. Zahtevajo zamenjavo orodja, vpenjala ali profila hitrosti na določenem mestu, kjer je prišlo do okvare, in nato ponovno merjenje na tem mestu. Celica, ki ne opravi meritve v prvem prehodu, je normalen rezultat dejanske meritve in ne znak, da je bil sodelovalni pristop za aplikacijo napačen.

Dokumentiranje validacije tehnične datoteke

Meritev, ki ni zapisana, ne obstaja za namene skladnosti. Zapis, ki ga pričakuje varnostni inženir stranke ali priglašeni organ, vključuje preizkušeno območje telesa in razlog za njegovo izbiro, orodje, obdelovanec, hitrost in koristno obremenitev, uporabljeno med preskusom, odčitke največje sile in tlaka, zabeležene na vsaki kontaktni točki, mejne vrednosti, uporabljene za primerjavo, in njihov vir ter razporeditev vseh lokacij, ki so v prvem prehodu odpovedale, skupaj z rezultatom ponovnega preskusa po odpravi napake. Ta zapis postane del tehnične datoteke celice, ločen od izjave proizvajalca robota, ker se certificira končna celica in ne komponenta.

EVST-ove ekipe za zagon to dokumentacijo obravnavajo kot dobavljiv izdelek z lastnim korakom odobritve, ki je izdelan med sprejemnim testiranjem in ne kasneje rekonstruiran po spominu, saj je zapis o validaciji, sestavljen naknadno, težko zagovarjati, če varnostni inženir kasneje vpraša, katera specifična revizija naprave je bila preizkušena. Terenski inženirji, ki to delo opravljajo v različnih obratih in regulativnih okoljih, običajno že zgodaj standardizirajo obliko zapisa, saj je dosledna predloga tista, zaradi katere je uvedba več celic pregledna, namesto da gre za niz enkratnih poročil.

Zakaj je to težje v nevarnih in obsežnih okoljih

Validacija omejevanja moči in sile ni enkratna vaja, ki se gladko prenaša med aplikacijami. Celico, zgrajeno za splošno montažo in kasneje preurejeno za drugo družino delov, je treba ponovno izmeriti, ker novo orodje in obdelovanec spremenita geometrijo stika, ki jo je zajemal prvotni test. Sodelovalne aplikacije, odporne proti eksploziji, dodajo še eno plast, saj ohišja in sistemi za čiščenje z oznako ATEX ali IECEx spremenijo maso orodja in togost površine na natančnih kontaktnih točkah, ki jih meri validacija, certifikat, ki zajema tveganje vžiga, pa ne pove ničesar o kontaktni sili. Velikoserijske avtomobilske linije, zgrajene v skladu s procesno disciplino IATF16949, še vedno potrebujejo enake fizične meritve na končni postaji; dokumentiran sistem kakovosti nadzoruje, kako dosledno se test izvaja, ne pa ali so osnovne vrednosti sile in tlaka ustrezne.

Tudi tukaj je globalni odtis terenskega inženiringa pomembnejši, kot je videti na papirju. Dobavitelj s tehniki le v eni regiji se težko dosledno ponavlja te meritve v vseh tovarnah v različnih državah, medtem ko omrežje, ki je dovolj veliko, da na vsako lokacijo pošlje usposobljenega inženirja z istim merilnikom in isto metodo, ohranja primerljivost zapisov o validaciji med uvajanjem in ne odvisi od tega, kdo je slučajno na voljo lokalno.

Kako se omejevanje moči in sile primerja z drugimi sodelovalnimi metodami

Omejevanje moči in sile je ena od štirih metod, ki jih standard ISO/TS 15066 priznava za sodelovalno delovanje, in je edina, ki se potrjuje z neposrednim merjenjem fizičnega stika in ne z razdaljo ali nadzorno logiko. Spodnja tabela povzema, kaj vsaka metoda dejansko preverja in katere dokaze ustvari validacija, kar je uporabno, kadar mora ocena tveganja utemeljiti, zakaj je bila za določeno nalogo izbrana ena metoda namesto druge.

Kaj to pomeni za kupca, ki določi sodelovalno celico

Dobavitelj, ki navaja »sodelujočo robotsko celico«, ne da bi opisal, kako se bosta merili moč in omejitev sile na končnem orodju in obdelovancu, navaja predpostavko in ne potrjene zasnove. Pred podpisom lahko kupec razumno vpraša, katera področja telesa so bila opredeljena kot verjetne kontaktne točke, katera naprava bo merila silo in tlak, ali bo preskus uporabil dejansko proizvodno orodje in pravi del namesto lažjega nadomestka ter kaj se zgodi proceduralno, če lokacija v prvem prehodu ne uspe. Dobavitelji, ki lahko na ta vprašanja odgovorijo konkretno z že pripravljeno predlogo dokumentacije, opisujejo postopek, ki so ga že izvedli, in ne tistega, ki ga nameravajo improvizirati med sprejemnim testiranjem.

Za bralce, ki želijo osnove kolaborativnih robotov pred podrobnostmi meritev, je naša popoln vodnik o delovanju kobotov zajema štiri metode, aplikacije in izbirna merila na pregledni ravni.

Pogosto zastavljena vprašanja

Kaj pomeni potrjevanje omejitev moči in sile v skladu s standardom ISO/TS 15066?

To pomeni fizično merjenje najvišje prehodne in kvazistatične kontaktne sile in tlaka na dejanskem koncu orodja, obdelovanca in postavitve celice z uporabo vzmetne merilne naprave za silo in tlak, nameščene na vsaki verjetni kontaktni točki, in primerjavo odčitkov z mejnimi vrednostmi za področje telesa, ki jih je ocena tveganja opredelila kot ustrezne. Certifikat robota za prosti prostor ne nadomesti te meritve.

Ali obstaja razlika med prehodnimi in kvazistatičnimi kontaktnimi omejitvami?

Da. Prehodni stik zajema kratkotrajen udarec, preden se odzove varnostna funkcija, kvazistatični stik pa zajema ujetost ali vpetje osebe, kjer se sila kopiči in zadržuje. Standard ISO/TS 15066 določa ločene mejne vrednosti za vsako od njih, orodje ali vpenjalo, ki prestane en preskus, pa lahko še vedno ne prestane drugega, če ustvari točko vpetja, ki je preskus samo s prehodnim stikom ne bi zajel.

Ali lahko izračun nadomesti merjenje fizične sile in tlaka?

Izračun, ki temelji na nazivni izhodni moči robota, lahko podpira predhodno oceno tveganja, vendar običajno ne upošteva geometrije orodja in vpenjalne naprave ter daje optimistične številke v primerjavi z dejanskim odčitkom, saj dejanska kontaktna površina in togost površine določata tlak. Dokaz o skladnosti, ki ga pričakuje priglašeni organ ali inženir za varnost strank, je fizična meritev na končni celici, ne pa izračunana ocena.

Kaj mora vsebovati zapis o validaciji za tehnično dokumentacijo?

Vsaj: preizkušeno območje telesa in razlog za njegovo izbiro, specifično orodje, obdelovanec, hitrost in koristna obremenitev, uporabljena med preskusom, odčitki največje sile in tlaka na vsaki kontaktni točki, uporabljene mejne vrednosti in njihov vir ter razporeditev in rezultat ponovnega preskusa za vsako mesto, ki ni bilo uspešno pri prvem poskusu.

Ali enkratna omejitev moči in sile pokriva prihodnje spremembe celice?

Ne. Nova družina delov, spremenjeno prijemalo, drugačno vpenjalo ali sprememba hitrosti cikla spremeni geometrijo stika in jo je treba ponovno izmeriti. Validacija omejitve moči in sile je vezana na specifično konfiguracijo orodja in obdelovanca, ki je bila preizkušena, ne na model robota na splošno.

Ključni izdelki

• Omejitev moči in sile se potrdi s fizičnim merjenjem kontaktne sile in tlaka na dejanskem orodju in obdelovancu, ne pa z zanašanjem na lastno certifikacijo prostega prostora robota.
• Prehodni stik in kvazistatični stik uporabljata različni mejni vrednosti in zahtevata ločena preverjanja; orodje, ki prestane eno, lahko še vedno ne prestane drugega.
• Meje telesnih predelov se zelo razlikujejo, zato se mora merilna točka ujemati s mestom, kjer je po oceni tveganja verjetno, da lahko pride do stika, ne pa z najprimernejšo lokacijo za testiranje.
• Izračun lahko podpira oceno tveganja, vendar je dokaz o skladnosti s standardom fizični odčitek naprave za merjenje sile in tlaka v dokončani celici.
• Vsaka neuspešna lokacija potrebuje dokumentirano popravilo in ponovni preizkus z isto metodo, celoten zapis pa spada v lastno tehnično datoteko celice.

Prav ta pravilna rešitev loči sodelovalno celico, ki preživi prvi varnostni pregled, od tiste, ki je bila le na papirju videti skladna. EVST (EVS TECH CO., LTD), proizvajalec in integrator robotike s sedežem v Chengduju, ustanovljen konec leta 2018, izvaja projekte avtomatizacije v več kot 100 državah, njihove ekipe za zagon pa to meritev izvajajo kot standardni korak sprejemnega preizkusa na sodelovalnih celicah in ne kot naknadno zahtevo varnostnega inženirja stranke. Ekipe, ki specificirajo sodelovalno aplikacijo in želijo drugo mnenje o merilnih točkah, orodjih ali dokumentaciji, se lahko obrnejo na nas prek evsrobot.com.

O avtorju: Uredniška ekipa EVST piše o varnosti in skladnosti industrijske avtomatizacije za inženirske in EHS ekipe, ki specificirajo ali sprejemajo robotske celice. EVST je proizvajalec in integrator robotike s sedežem v Chengduju, ki izvaja projekte avtomatizacije v več kot 100 državah, s certifikati tretjih oseb CE / SGS / TUV in certifikatom avtomobilske kakovosti IATF16949 za vse ustrezne linije izdelkov.

Avtor: Uredniška ekipa EVST
Pregledal: Uredniška ekipa EVST
Zadnja posodobitev: Julij 23, 2026
Metoda: Okvir za validacijo kontaktnih točk EVST – terenska metodologija za zaporedje meritev omejevanja moči in sile glede na omejitve področja telesa po standardu ISO/TS 15066 na končnem orodju in obdelovancu, ne pa nadomestilo za dokumentirano oceno tveganja sistemskega integratorja.
Uredniška politika · Politika popravkov · Pogoji uporabe