Коллаборативные роботы для безопасного взаимодействия

Эволюция стандартов безопасности коллаборативных роботов

От закрытых систем к сотрудничеству человека и робота

Старые системы безопасности на основе робототехники в принципе работали за счет размещения людей и машин в отдельных ограждениях. Проблема была очевидной: такие установки ограничивали возможности фабрик и создавали всевозможные задержки во время производственных процессов. Всё изменилось, когда сотрудничество человека и робота стало набирать обороты как новый подход к мерам безопасности. Предприятия начали убирать эти физические барьеры между рабочими и роботами, добавляя более продуманные функции безопасности, которые действительно работают. То, что мы наблюдали, довольно примечательно. Недавние исследования показывают, что приближение людей к их роботизированным коллегам по работе на самом деле делает рабочие места в целом безопаснее, потому что технологии совместных роботов постоянно совершенствуются в предотвращении несчастных случаев. И помимо преимуществ в области безопасности, компании сообщают, что теперь могут выполнять больше задач, не нарушая защиту работников.

Роль NIOSH в обеспечении безопасности робототехники на рабочем месте

Национальный институт охраны труда и техники безопасности, известный как NIOSH, действительно определяет подход к обеспечению безопасности на рабочих местах, где используются роботы. Их главная цель, очевидно, заключается в том, чтобы защитить здоровье работников и обеспечить их безопасность, для чего они разрабатывают правила и проводят различные исследования, влияющие на функционирование роботизированных систем. Например, их исследования в области безопасности роботов действительно привели к введению более строгих требований безопасности на многих заводах, что значительно снизило уровень травматизма. NIOSH тесно сотрудничает с такими организациями, как OSHA и Ассоциацией развития автоматизации. Такое сотрудничество способствует тому, что отрасли переходят к более эффективным методам обеспечения безопасности, позволяющим людям работать рядом с роботами без риска получить травму. Предприятия, которые следуют этим стандартам, сообщают о меньшем количестве несчастных случаев в целом. Некоторые утверждают, что после внедрения этих изменений их страховые расходы снизились. Это показывает, насколько велико влияние NIOSH на реальную ситуацию в производственной сфере.

Элементы соответствия ISO/TS 15066:2016

ISO/TS 15066:2016 служит основным руководством для обеспечения безопасности людей, работающих совместно с роботами. Данный документ содержит важные правила, которым должен следовать любой участник производственного процесса. В частности, рассматриваются вопросы правильной оценки рисков, устанавливаются пределы допустимого приближения людей к движущимся частям оборудования, а также пошагово объясняется, как безопасно эксплуатировать такие системы совместно. Соблюдение этих правил имеет смысл с нескольких точек зрения. Работники защищены, а производственные процессы в целом становятся более эффективными. В реальных условиях применения многие предприятия в различных отраслях отметили значительные улучшения после внедрения этого стандарта. Количество инцидентов, связанных с безопасностью, заметно снизилось, а в ряде случаев возросла и продуктивность. Когда компании добросовестно соблюдают эти требования, они делают больше, чем просто формальное выполнение регуляторных требований. Они создают рабочие места, где сотрудники чувствуют себя в безопасности, что естественным образом ведет к повышению эффективности и открывает возможности для новых инноваций в области робототехники в будущем.

Основные функции безопасности, обеспечивающие взаимодействие с cobot

Технология ограничения силы в сочленениях

Ограничивающие усилие соединения играют важную роль в обеспечении безопасности работников при их совместной работе с совместными роботами (коботами). Эти соединения, по сути, уменьшают мощность и силу, когда робот сталкивается с человеком непреднамеренно. Такая функция значительно снижает количество травм на рабочих местах. Исследования показывают, что компании, использующие эту технологию, сталкиваются с меньшим количеством несчастных случаев в целом. Например, в автомобилестроительной отрасли многие производители автомобилей уже оснащают свои сборочные линии такими механизмами безопасности. То же самое происходит и на заводах, выпускающих товары народного потребления. Работники больше не должны беспокоиться о том, что получат травмы, выполняя задачи рядом с роботизированными манипуляторами. Большинство крупных отраслей промышленности начали внедрять эти системы в свою деятельность, демонстрируя реальную заботу о благополучии сотрудников, а не просто формально соблюдая нормативные требования.

системы 3D-визуализации для предотвращения столкновений

В рабочих зонах, где люди и роботы делят пространство, 3D-системы визуализации играют ключевую роль в предотвращении столкновений. Когда кто-либо входит в рабочую зону совместного робота (cobot) или внезапно появляется препятствие, эти передовые датчики мгновенно обнаруживают это. Робот автоматически останавливается или изменяет направление движения, чтобы избежать контакта. Предприятия, внедрившие эту технологию, сообщили о меньшем количестве производственных травм в прошлом году, согласно отраслевым отчетам. То, что делает эти системы особенно ценными, — это их реальное функционирование на практике, а не только в теории. В будущем производители ожидают дальнейшего улучшения как показателей безопасности, так и уровня производительности по мере развития технологий датчиков. Это означает более безопасные условия труда с сохранением высоких темпов производства на предприятиях различных отраслей.

Протоколы аварийной остановки в коллаборативных рабочих пространствах

Протоколы безопасности для аварийной остановки играют важную роль в совместных рабочих средах. Когда что-то идет не так или возникает неожиданная ситуация, эти системы должны быстро остановить работу роботов, чтобы избежать травм. В большинстве установок предусмотрены большие красные кнопки, к которым может легко добраться любой человек, находящийся рядом с машиной. Мы наблюдали множество ситуаций, когда кто-либо нажимал эту кнопку вовремя, чтобы предотвратить аварию. Однако хорошие аварийные системы не строятся на догадках. Они требуют правильного планирования и соблюдения установленных стандартов в различных отраслях. Производители, которые хотят обеспечить защиту своих работников как в повседневной работе, так и в экстремальных ситуациях, должны убедиться, что их аварийные протоколы соответствуют рекомендациям экспертов.

Промышленные применения, требующие безопасной интеграции cobot

Точная лазерная сварка в автомобилестроении

В мире автомобилестроения все чаще применяются совместные роботы, часто называемые cobots, которые постоянно берутся за работы по лазерной сварке. Эти машины обеспечивают более высокую эффективность и точность в задачах, ранее выполняемых вручную. Благодаря своим современным сенсорам и способности адаптироваться в процессе работы, cobots справляются с деликатными задачами лазерной сварки, с которыми людям было бы сложно справляться постоянно. Преимущества выходят за рамки одного лишь качества исполнения. На заводах отмечают меньшее количество травм, так как работники больше не подвергаются опасности, связанной с лазерными лучами. Исследование, проведенное Ассоциацией индустрии робототехники, на самом деле показало, что на рабочих местах, где используются такие автоматизированные системы, количество аварий сократилось примерно на 70%. Разумеется, для обеспечения безопасности необходимо строго соблюдать рекомендации ISO. Это включает проведение тщательной оценки рисков и встраивание мер безопасности непосредственно в оборудование при настройке станций лазерной сварки.

Операции автоматизированного лазерного резания

Использование совместных роботов (cobot) в операциях лазерной резки действительно повышает уровень безопасности и общую производительность. Эти машины выполняют все однообразные повторяющиеся задачи, что обеспечивает более стабильное качество резки и снижает количество несчастных случаев на рабочем месте. Некоторые недавние исследования, проведенные в промышленных центрах, показали, что внедрение cobot-технологий в процессы лазерной резки позволяет снизить уровень инцидентов примерно на 60 процентов. Однако безопасность остается главной проблемой. Предприятия должны разработать четкие стандартные операционные процедуры (SOP), обеспечить надлежащее обучение персонала, работающего с роботами, а также получить доступ к современным программным инструментам, которые обеспечивают бесперебойную работу. Еще один разумный шаг — установка датчиков, позволяющих cobot-роботам определять присутствие людей поблизости. Это простое дополнение снижает риск случайных столкновений и создает более безопасную обстановку на производственной площадке, где люди и машины работают бок о бок.

Гибкая обработка материалов в сборке электроники

Совместные роботы, или коботы, становятся незаменимыми инструментами на электронных производственных участках благодаря своей способности гибко перемещать материалы. Эти машины работают непосредственно рядом с людьми, выполняя такие задачи, как размещение компонентов, их повторный захват и поддержание порядка. Результатом становится заметный рост объема выполняемой работы в течение дня. Важным преимуществом также является безопасность, поскольку коботы способствуют улучшению эргономики рабочих мест, снижая уровень усталости работников и риск травм со временем. Согласно отраслевым данным, предприятия, применяющие коботов, сообщают примерно на 30% меньше инцидентов, связанных с безопасностью, по сравнению с традиционными производственными линиями. Чтобы бизнес мог в полной мере воспользоваться преимуществами инвестиций, целесообразно внедрять надежные протоколы безопасности. Регулярная проверка оборудования и проведение постоянных обучающих занятий для персонала по правильной эксплуатации коботов значительно способствуют поддержанию высоких стандартов. По мере роста производственных потребностей возрастает и эффективность этих партнёрств между человеком и машиной.

Новые технологии в безопасности коботов

Мобильные системы коботов для строительных площадок

Мобильные совместные роботы меняют подход к безопасности на строительных площадках, поскольку предлагают то, чего не могут обеспечить традиционные машины и оборудование, когда речь идет о перемещении в стесненных условиях и выполнении различных задач. Эти маленькие помощники не остаются неподвижными, как обычные станки; напротив, они самостоятельно передвигаются по сложным строительным площадкам, где люди могут подвергаться риску. Однако внедрение этих технологичных устройств в строительную отрасль не всегда проходит гладко. В строительной отрасли существует множество правил по защите работников, поэтому компаниям необходимо определить, как эти новые инструменты вписываются в существующие рамки безопасности, прежде чем внедрять их в широком масштабе. Испытания в реальных условиях на нескольких крупных строительных проектах показали, что когда совместные роботы берут на себя монотонную или опасную повторяющуюся работу, работники становятся в целом безопаснее. Количество аварий заметно снижается, и улучшаются общие условия для всех, кто находится на строительной площадке.

Алгоритмы прогнозирования столкновений на основе ИИ

Алгоритмы прогнозирования столкновений, основанные на искусственном интеллекте, меняют подход к вопросам безопасности при эксплуатации совместных роботов. Эти интеллектуальные системы способны обнаруживать потенциальные угрозы заранее, что делает их чрезвычайно полезными на производственных площадках. Машинное обучение позволяет алгоритмам распознавать закономерности, которые могут остаться незамеченными для человека, предупреждая операторов о потенциально опасных ситуациях задолго до того, как кто-либо пострадает. Некоторые исследования показывают, что на предприятиях, внедривших ИИ в своих совместных роботах, количество несчастных случаев сократилось в целом, хотя результаты зависят от качества реализации. В будущем производители ожидают, что такие системы будут становиться все умнее. Можно предположить, что появятся алгоритмы, которые смогут не только предсказывать возникновение проблем, но и предотвращать их в реальном времени, делая рабочие места еще более безопасными для всех участников процесса. Разумеется, для этого необходимо преодолеть определенные технические трудности.

Интеграция носимых датчиков для защиты работников

Носимые сенсоры делают совместных роботов более безопасными, добавляя дополнительные уровни защиты для людей, работающих рядом с ними. Эти устройства отслеживают такие параметры, как температура тела, частота сердечных сокращений и температура окружающей среды, а затем отправляют предупреждения, если что-либо выглядит рискованным, как для работников, так и для их роботизированных партнёров. Некоторые исследования показывают, что на рабочих местах, где используется носимая электроника, общее число травм снижается. Конечно, всё ещё существуют трудности, связанные с обеспечением правильного взаимодействия этих устройств с совместными роботами. Большинству компаний требуется лучшая совместимость между различными брендами сенсоров и моделями роботов, чтобы они могли мгновенно обмениваться информацией и своевременно реагировать на потенциально опасные ситуации.

Внедрение безопасных рабочих процессов с ко-роботами

Методологии оценки рисков

Оценка рисков остается важной для обеспечения безопасности людей, работающих с совместными роботами. Эти оценки позволяют выявлять проблемы до их возникновения во время работы совместных роботов и взаимодействия работников с ними. Большинство компаний приходят к выводу, что соблюдение хороших отраслевых практик играет большую роль в обеспечении безопасности на рабочем месте. Например, в производственных цехах соблюдение надлежащих мер безопасности часто повышает производительность примерно на 20–25%, не нанося ущерба благополучию сотрудников, согласно исследованию Мэйсона и его коллег в 2019 году. Анализ реальных приложений показывает, что комплексные проверки рисков действительно снижают количество несчастных случаев и делают взаимодействие человека и робота более эффективным изо дня в день.

Лучшие практики конфигурирования зон безопасности

Правильная настройка зон безопасности значительно снижает риск аварий при совместной работе людей и коботов. Большинство инцидентов происходят возле сборочных линий или погрузочных платформ, где работники часто перемещаются. Эффективные меры безопасности включают четкую разметку границ, чтобы каждый знал, где он должен находиться. Некоторые заводы добились хороших результатов, используя физические барьеры в сочетании с визуальными индикаторами. Также все чаще применяются лазерные сканеры и датчики приближения, которые постоянно проверяют, не приблизился ли кто-нибудь слишком близко к рабочему пространству кобота. Эти системы автоматически замедляют или останавливают работу при необходимости. Компании, внедряющие надежные меры безопасности, не только защищают своих сотрудников, но и повышают производительность, поскольку коботы могут работать на полную мощность без постоянных остановок для проверки безопасности.

Требования к обучению операторов

Очень важно правильно обучить операторов, если мы хотим, чтобы они безопасно работали с совместными роботами. Хорошее обучение должно включать технические аспекты, касающиеся того, как работают эти машины, а также все правила безопасности, которым должен следовать каждый. В настоящее время многие компании предлагают курсы сертификации, которые помогают работникам ознакомиться с требованиями, необходимыми при работе с совместными роботами. Некоторые исследования показывают, что компании, которые инвестируют средства в тщательное обучение персонала, реже сталкиваются с несчастными случаями на своих объектах. Когда предприятия сосредотачиваются на качественном обучении своих сотрудников, они фактически создают более безопасные рабочие места и повышают общий уровень производительности. Кроме того, сотрудники в целом чувствуют себя лучше, зная, что им были предоставлены надлежащие инструкции.