Kolaboratívne roboty pre bezpečné vzájomné pôsobenie

Vývoj bezpečnostných štandárdu pre kollaboratívne roboty

Od zabezpečených systémov po spoluprácu človeka a robota

Staršie bezpečnostné systémy robotov fungovali v podstate tak, že ľudí a stroje umiestňovali do oddelených klietok. Problém bol zrejmý: tieto usporiadania obmedzovali možnosti výrobných závodov a počas výrobných cyklov spôsobovali rôzne meškania. Všetko sa zmenilo, keď sa spolupráca človeka a robota začala presadzovať ako nový prístup k bezpečnostným opatreniam. Závody začali odstraňovať tieto fyzické bariéry medzi pracovníkmi a robotmi a pridávať inteligentnejšie bezpečnostné funkcie, ktoré naozaj fungujú. To, čo sa následne odohralo, bolo pôsobivé. Nedávne výskumy ukazujú, že priblíženie ľudí k ich robotickým kolegom v skutočnosti zvyšuje celkovú bezpečnosť na pracoviskách, pretože technológia spolupracujúcich robotov sa neustále zdokonaľuje v prevencii nehôd. A čo je za tým, okrem bezpečnostných výhod uvádzajú spoločnosti, že sú schopné dosiahnuť viac, a to bez toho, aby ohrozili ochranu pracovníkov.

Úloha NIOSH v bezpečnosti pracovisk s robotmi

Národný ústav pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci, známy ako NIOSH, výrazne ovplyvňuje, ako sú pracoviská pri robotoch bezpečné. Ich hlavným cieľom je samozrejme udržať pracovníkov v bezpečí a zdraví, čo dosahujú stanovovaním pravidiel a vykonávaním rôznych výskumov, ktoré ovplyvňujú prevádzku robotických systémov. Vezmite napríklad ich štúdie o bezpečnosti robotov. Tieto skutočne viedli k zavedeniu prísnejších bezpečnostných požiadaviek vo viacerých továrňach, čím sa výrazne znížila úroveň zranení. NIOSH úzko spolupracuje aj s organizáciami ako OSHA a Association for Advancing Automation. Táto spolupráca podporuje priemysel v smere k lepším spôsobom zabezpečenia, aby ľudia mohli pracovať spolu s robotmi bez poškodenia zdravia. Továrne, ktoré dodržiavajú tieto štandardy, hlásia celkovo menej nehôd. Niektoré dokonca uvádzajú, že ich poistné náklady klesli po zavedení týchto zmien. To ukazuje, aký veľký vplyv má NIOSH v reálnych výrobných prostrediach.

Základy dodržiavania normy ISO/TS 15066:2016

ISO/TS 15066:2016 slúži ako základný sprievodca pre zabezpečenie bezpečnosti ľudí pri práci s robotmi. Tento dokument poskytuje zásadné pravidlá, ktoré musia dodržiavať všetci, ktorí sú zapojení do výroby. Medzi iným sa zameriava na správne posudzovanie rizík, stanovuje hranice, ktoré určujú, ako blízko sa ľudia môžu priblížiť k pohybujúcim sa častiam, a krok za krokom vysvetľuje, ako bezpečne spolupracovať s týmito systémami. Dodržiavanie týchto pravidiel má viacero výhod. Pracovníci sú chránení a zároveň podniky efektívnejšie fungujú. Pri pohľade na reálne aplikácie vidíme, že mnohé továrne v rôznych odvetviach dosiahli výrazné zlepšenia po prijatí tohto štandardu. Počet bezpečnostných incidentov výrazne klesol a v niekoľkých prípadoch dokonca stúpla produktivita. Keď podniky plnia tieto požiadavky, nerobia len formálnu povinnosť pre úrady. Vytvárajú pracovné prostredie, kde sa zamestnanci cítia v bezpečí, čo prirodzene vedie k lepšiemu výkonu a otvára možnosti pre nové inovácie v oblasti robotiky v budúcnosti.

Základné bezpečnostné funkcie umožňujúce interakciu s kobotmi

Technológia spojov s obmedzením sily

Obmedzujúce sily v kĺboch sú veľmi dôležité na zabezpečenie pracovníkov, ktorí pracujú spoločne s kobotmi (spolupracujúcimi robotmi). Tieto kĺby v podstate znižujú výkon a silu vždy, keď robot neočakávane narazí do niekoho. Táto funkcia výrazne prispieva k zníženiu počtu zranení na pracoviskách. Výskumy ukazujú, že spoločnosti využívajúce túto technológiu zaznamenávajú v porovnaní s ostatnými menej nehôd. Vezmime si automobilový priemysel – mnohé automobilky dnes vybavujú montážné linky práve týmito bezpečnostnými mechanizmami. To isté platí aj pre továrne vyrábajúce spotrebné tovary. Pracovníci už nemusia mať obavy, že sa pri práci priamo vedľa robotických ramien zrania. Väčšina hlavných odvetví priemyslu začala tieto systémy integrovať do svojich operácií, čím prejavujú skutočný záujem o pohodu zamestnancov, a nie len formálne plnenie predpisov.

3D vizuálne systémy na vyhýbanie sa kolíziám

V pracoviskách, kde ľudia a roboti zdieľajú priestor, zohrávajú 3D vizačné systémy kľúčovú úlohu pri predchádzaní zrážkam. Keď niekto vstúpi do pracovnej zóny spolupracujúceho robota alebo sa náhle objaví prekážka, tieto pokročilé snímače to okamžite zaznamenajú. Robot potom automaticky zastaví alebo zmení smer pohybu, aby sa predišlo kontaktu. Podľa priemyselných správ uvádzajú továrne, ktoré tuto technológiu implementovali, v uplynulom roku menej pracovných úrazov. To, čo robí tieto systémy tak cennými, je ich skutočná funkčnosť v praxi, nie len teoreticky. Do budúcnosti očakávajú výrobcovia ďalšie zlepšovanie nielen z hľadiska bezpečnostných rezerv, ale aj produktivity. To znamená bezpečnejšie pracovné podmienky a zároveň udržanie vysokých výrobných výkonov v výrobných zariadeniach rôznych odvetví priemyslu.

Protokoly núdzového zastavenia v kolaboratívnych pracovných priestoroch

Bezpečnostné protokoly pre núdzové zastavenie majú kľúčovú úlohu v spolupracujúcich pracovných prostrediach. Keď niečo nefunguje alebo nastane neočakávaná situácia, tieto systémy musia rýchlo zastaviť činnosť robotov, aby sa predišlo zraneniam. Väčšina konfigurácií má tieto veľké červené tlačidlá, ku ktorým má každý ľahký prístup, ak je v blízkosti stroja. Videli sme mnoho situácií, kedy niekto včas stlačil toto tlačidlo a zamedzil nehode. Dôkladné núdzové systémy sa však nebudujú na odhade. Vyžadujú si správne plánovanie a dodržiavanie ustanovených noriem v rámci priemyslu. Výrobcovia, ktorí chcú chrániť svojich pracovníkov v každodenných situáciách aj v prípade komplikácií, by mali zabezpečiť, aby ich núdzové protokoly zodpovedali odporúčaniam odborníkov.

Priemyselné aplikácie vyžadujúce bezpečnú integráciu cobotov

Presná laserová spájka v autombilovej výrobe

Svet automobilovej výroby vidí stále viac kolaboratívnych robotov, často nazývaných koboty, ktoré vykonávajú práce pri laserovom zváraní. Tieto stroje prinášajú vyššiu efektivitu a presnosť pri práci, ktorá bola predtým náročná na ručné vykonávanie. Vďaka svojim pokročilým snímačom a schopnosti prispôsobiť sa za letu, koboty zvládajú jemné úlohy pri laserovom zváraní, ktoré by pre ľudí boli ťažko dosiahnuteľné. Výhody však idú ďalej než len presnosť. To znamená aj menej zranení, keďže pracovníci už nie sú vystavení nebezpečným laserovým lúčom. Štúdia od Robotics Industry Association ukázala, že pracoviská využívajúce tieto automatizované systémy zaznamenali približne o 70 % menej nehôd. Samozrejme, aby všetko bolo bezpečné, je potrebné dôsledne dodržať normy ISO. To zahŕňa dôkladné posúdenie rizík a zabudovanie bezpečnostných prvkov priamo do konštrukcie zariadenia pri nastavovaní stanice na laserové zváranie.

Operácie automatizovaného laserového rezáca poľa

Použitie kobotov pri laserovom rezaní skutočne zvyšuje bezpečnostné limity a celkovú produktivitu. Tieto stroje zvládnu všetky nudné opakované úlohy, čo znamená lepšiu konzistenciu rezov a menej pracovných úrazov. Niektoré nedávne štúdie z výrobných centier ukazujú, že keď podniky začlenia koboty do svojich procesov laserového rezania, počet incidentov klesne približne o 60 percent. Bezpečnosť však ostáva na prvom mieste. Prevádzky potrebujú dobré štandardné prevádzkové postupy (SOP), primerané školenia pre zamestnancov pracujúcich pri týchto robotoch a tiež prístup k tým sofistikovaným programovacím nástrojom, ktoré zabezpečia hladký chod všetkého. Ešte jedna rozumná opatrnosť? Pridanie snímačov, aby koboty vedeli skutočne rozpoznať, keď sa ľudia priblížia. Táto jednoduchá úprava znižuje počet náhodných kolízií a vytvára oveľa bezpečnejšie prostredie na výrobe, kde ľudia a stroje delia pracovný priestor.

Pružná obsluha materiálov v elektronickom montážnom procese

Kolaboratívne roboty, alebo koboty, sa stávajú nevyhnutnými nástrojmi v dielňach zameraných na montáž elektroniky vďaka svojej schopnosti pružne manipulovať s materiálom. Tieto stroje pracujú priamo vedľa ľudí a zabezpečujú úlohy, ako napríklad umiestňovanie súčiastok na správne miesto, ich opätovné zdvíhanie a udržiavanie poriadku. Výsledkom je zreteľné zvýšenie výkonu počas pracovného dňa. Bezpečnosť je ďalšou významnou výhodou, keďže koboty pomáhajú zabezpečiť lepšiu ergonomickú výbavu pracovných staníc, čím sa v dlhodobom horizonte zníži únava a počet zranení pracovníkov. Podľa priemyselných údajov uvádzajú továrne využívajúce koboty približne o 30 % menej bezpečnostných incidentov v porovnaní s tradičnými pracovnými prostrediami. Pre podniky, ktoré chcú maximalizovať návratnosť svojich investícií, je rozumné zaviesť pevné bezpečnostné protokoly. Pravidelné kontroly zariadení a nepretržité školenia pre personál o správnej obsluhe kobotov výrazne prispievajú k udržiavaniu vysokých noriem. Keď sa zvyšujú výrobné potreby, zároveň môže rásť aj efektívnosť týchto partnerstiev medzi človekom a strojom.

Vynikajúce technológie v bezpečnosti kobotov

Mobilné systémy kobotov pre stavebné miesta

Mobilné kolaboratívne roboty menia spôsob, akým sa na stavbách zabezpečuje bezpečnosť, pretože ponúkajú niečo, čo si tradičné zariadenia nemôžu dovoliť – pohyb v tesných priestoroch a vykonávanie rôznych úloh. Títo malí pomocníci sa nepohybujú len tak ako bežné stroje; pohybujú sa samostatne po zložitých pracovných plochách, kde by sa inak mohli zraniť ľudia. Avšak zavedenie týchto technických zariadení do praxe nie je vždy hladké. Stavebný priemysel má veľa pravidiel týkajúcich sa ochrany pracovníkov, preto musia spoločnosti zistiť, ako tieto nové nástroje zapadajú do existujúcich bezpečnostných rámcov pred ich nasadením. Reálne testy na viacerých väčších stavebných projektoch ukazujú, že keď coboty zabezpečujú nudnú alebo nebezpečnú opakovanú prácu, pracovníci sú v skutočnosti bezpečnejší. Počet nehôd výrazne klesá a všeobecné podmienky sa zlepšujú pre všetkých pracujúcich na stavbe.

Prediktívne algoritmy kolízií podporované umelej inteligenciou

Prediktívne kolízne algoritmy riadené umelej inteligenciou menia spôsob, akým uvažujeme o bezpečnosti pri spolupráci robotov. Tieto inteligentné systémy dokážu vopred rozpoznať možné nebezpečenstvá, čo ich činí veľmi cennými na výrobných linkách. Strojové učenie pomáha týmto algoritmom rozpoznávať vzory, ktoré by ľudia mohli prehliadnuť, a tak môžu upozorňovať operátorov na nebezpečné situácie dlho predtým, než by k úrazu mohlo dôjsť. Niektoré štúdie ukazujú, že pracoviská využívajúce umeleú inteligenciu integrovanú do svojich spolupracujúcich robotov hlásia celkovo menej úrazov, hoci výsledky sa môžu líšiť v závislosti od kvality implementácie. Do budúcnosti očakávajú výrobcovia, že tieto systémy budú postupne chytrejšie. Môžeme očakávať algoritmy, ktoré nebudú len predpovedať problémy, ale dokážu ich v reálnom čase aj zabrániť, čím bude pracovné prostredie bezpečnejšie pre všetkých zúčastnených. Samozrejme, aby sme to dosiahli, bude najskôr potrebné prekonať niekoľko technických prekážok.

Integrácia nositeľných senzorov pre ochranu pracovníkov

Nositeľné senzory zabezpečujú bezpečnejšiu spoluprácu ľudí a kobotov tým, že pridávajú ďalšie ochranné vrstvy pre osoby pracujúce po ich boku. Tieto zariadenia sledujú napríklad telesnú teplotu, srdcový rytmus a okolité teploty a následne pošlú výstrahy, keď niečo predstavuje riziko – a to súčasne pre pracovníkov aj pre ich robotických partnerov. Niektoré štúdie ukazujú, že v pracoviskách využívajúcich nositeľnú technológiu dochádza k menšiemu počtu zranení. Samozrejme, stále existujú prekážky, ktoré musia byť vyriešené, aby tieto zariadenia mohli správne komunikovať s kobotmi. Väčšina spoločností potrebuje lepšiu kompatibilitu medzi rôznymi značkami senzorov a modelmi robotov, aby mohli informácie okamžite vymieňať a reagovať primerane na nebezpečné situácie, keď k nim dôjde.

Implementácia bezpečných pracovných postupov s kobotmi

Metodológie hodnotenia rizik

Hodnotenie rizík zostáva nevyhnutným prvkom pri zabezpečovaní bezpečnosti ľudí v blízkosti spolupracujúcich robotov. Tieto hodnotenia umožňujú včasné odhalenie problémov, ktoré by mohli nastať počas prevádzky robotov spolupracujúcich s ľuďmi. Väčšina spoločností zisťuje, že dodržiavanie osvedčených postupov priemyslu má významný vplyv na bezpečnosť na pracovisku. Vezmime si napríklad výrobné haly, kde správne bezpečnostné protokoly často zvyšujú výstup o 20-25 %, a to bez ohrozenia pohody zamestnancov, ako uviedol v roku 2019 Mason spolu so svojimi kolegami. Analýza reálnych aplikácií ukazuje, ako dôkladné kontroly rizík skutočne znižujú počet úrazov a zabezpečujú efektívnejšiu spoluprácu medzi ľuďmi a robotmi deň po dni.

Najlepšie praxe na konfiguráciu bezpečnostných zón

Správne nastavenie bezpečnostných zón má veľký vplyv na prevenciu úrazov, keď ľudia pracujú spolu s kobotmi. Väčšina incidentov sa odohráva v blízkosti montážnych linkov alebo nakládacích dokov, kde sa pracovníci často pohybujú. Dobré bezpečnostné protokoly zahŕňajú jasné označenie hraníc, aby každý vedel, kde by mal byť. Niektoré továrne dosahujú vynikajúce výsledky využitím fyzických bariér v kombinácii s vizuálnymi indikátormi. Lasery a snímače blízkosti sa tiež stávajú populárnymi nástrojmi, ktoré neustále kontrolujú, či sa niekto nepriblížil príliš k pracovnému priestoru kobotov. Tieto systémy automaticky spomaľujú alebo zastavujú prevádzku, keď je to potrebné. Spoločnosti, ktoré zavádzajú správne bezpečnostné opatrenia, nielen chránia svojich zamestnancov, ale zaznamenávajú aj zlepšenie výrobných rát, keďže koboty môžu pracovať na plný výkon bez neustálych prerušení kvôli bezpečnostným kontrolám.

Požiadavky na školenie operátora

Je veľmi dôležité, aby boli obsluhy riadne vyškolené, ak chceme, aby bezpečne pracovali so spolupracujúcimi robotmi. Dobré školenie by malo zahŕňať technické informácie o tom, ako tieto stroje fungujú, spolu so všetkými bezpečnostnými pravidlami, ktoré musia všetci dodržiavať. Mnohé spoločnosti dnes ponúkajú certifikačné kurzy, ktoré pomáhajú pracovníkom zoznámiť sa s požiadavkami pri manipulácii s kobotmi. Niektoré štúdie ukazujú, že firmy, ktoré investujú do dôkladného školenia, majú vo svojich zariadeniach menej úrazov. Keď podniky sústredia svoje úsilie na dôkladné školenie svojich zamestnancov, v skutočnosti vytvárajú bezpečnejšie pracovné prostredie a zároveň zvyšujú celkovú produktivitu. Okrem toho sa zamestnanci vo všeobecnosti cítia lepšie, keď vedia, že dostali primerané pokyny.