Промишлени роботи: безопасни роботизирани работни станции

Индустриалните роботи са високотехнологични автоматизирани устройства, проектирани за изпълнение на задачи, свързани с производството, монтажа и манипулирането на материали. Благодарение на своята прецизност, бързина и ефективност, тези роботи играят ключова роля в модернизирането и оптимизирането на индустриалните процеси. В днешния динамично развиващ се технологичен свят индустриалните роботи се превръщат в незаменим елемент в много отрасли – от автомобилната индустрия до електрониката и фармацевтиката.

Видове индустриални роботи и възможности за приложение

Индустриалните роботи могат да бъдат разделени на няколко основни категории в зависимост от тяхната конструкция и предназначение:

• Картезиански роботи: Имат три линейни движения, които се извършват по осите X, Y, Z. Широко се използват в процеси pick and place, при монтаж и в CNC приложения.
• SCARA роботи: Тези роботи имат четири степени на свобода и са особено ефективни при сглобяване на компоненти, опаковане и преместване на материали.
• Цилиндрични роботи: Характеризират се с цилиндрично движение и се използват при заваряване, леене и монтажни операции.
• Сферични роботи: Имат сферични движения и се използват в монтажни и манипулационни процеси, при които се изисква прецизно позициониране.
• Delta роботи: Отличават се с лека конструкция и се използват в бързи приложения pick and place, при опаковане и сортиране.

Индустриалните роботи намират приложение в различни отрасли, като автомобилостроене, електроника, хранително-вкусова промишленост, фармацевтична индустрия и много други. Тяхната универсалност и способност да изпълняват сложни задачи ги правят незаменими в съвременната индустриална автоматизация.

Най-популярни производители на индустриални роботи

В сектора на индустриалната роботика доминират няколко водещи производители, които имат значителен пазарен дял както на европейско ниво, така и на полския пазар. Ето преглед на най-важните участници:

Тези данни са от най-новите пазарни доклади и анализи, които показват доминацията на няколко основни играча на пазара на индустриална роботика. ABB, KUKA, FANUC и Yaskawa са компании, които се отличават с иновативност и широко продуктово портфолио, съобразено с различни индустриални потребности​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Индустриални роботи: роботизирани работни станции

Роботизираните работни станции са специално проектирани работни зони, оборудвани с индустриални роботи за изпълнение на конкретни задачи. Тези станции могат да се използват в различни приложения, като заваряване, монтаж, механична обработка или опаковане. Внедряването на роботизирани работни станции е свързано с множество ползи, включително по-висока ефективност, прецизност и безопасност на машините и линиите.

Ползи от използването на роботизирани работни станции

1. Повишена ефективност: Индустриалните роботи могат да работят 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата, което значително увеличава производителността. Благодарение на автоматизацията на процесите компаниите могат да постигнат по-високо качество на продуктите за по-кратко време.
2. Прецизност и повторяемост: Роботите изпълняват задачите с висока точност и повторяемост, което свежда до минимум производствените грешки и осигурява постоянно качество на продуктите.
3. Безопасност на служителите: Въвеждането на роботи за изпълнение на опасни задачи, като заваряване или обработка на материали, значително намалява риска от инциденти на работното място. Роботите могат да работят в тежки условия, при които присъствието на човек би било опасно.
4. Гъвкавост: Роботизираните работни станции могат лесно да бъдат адаптирани към различни задачи и производствени процеси, което повишава гъвкавостта на производството и позволява бърза реакция при пазарни промени.

Примери за приложение на роботизирани работни станции

• Заваряване: Заваръчните роботи се използват широко в автомобилната промишленост, където точността и бързината са от решаващо значение. Благодарение на внедряването на съвременни технологии, като лазерно заваряване, е възможно да се постигне високо качество на заваръчните съединения.
• Монтаж: Монтажните роботи се използват за сглобяване на електронни, механични и други компоненти. Прецизните манипулатори позволяват бърз и точен монтаж дори на най-малките елементи.
• Опаковане: Роботите за опаковане автоматизират процеса на пакетиране на продуктите, което ускорява цялата производствена линия. Благодарение на усъвършенствани системи за машинно зрение роботите могат да разпознават и сортират продукти с различни форми и размери.
• Механична обработка: Роботите могат да бъдат оборудвани с различни инструменти за механична обработка, като фрезоване, струговане или шлифоване. Автоматизирането на тези процеси повишава точността и ефективността на производството.

Индустриални роботи: ключови изисквания на стандарта БДС EN ISO 10218-1

Стандартът БДС EN ISO 10218-1 определя редица изисквания и насоки, чиято цел е да осигурят безопасната употреба на индустриални роботи. По-долу представяме десетте най-важни аспекта на този стандарт:

1. Идентифициране на опасностите и оценка на риска

Идентифицирането на потенциалните опасности, свързани с индустриалните роботи, както и оценката на риска, са основни стъпки за осигуряване на безопасност. Стандартът изисква всички опасности да бъдат идентифицирани, а рискът — оценен. Въз основа на тази оценка се въвеждат подходящи защитни мерки, чиято цел е да сведат до минимум риска за операторите и останалите работещи.

„Процесът на оценка на риска трябва да обхваща идентифицирането на всички потенциални опасности и оценката на свързания с тях риск, както и внедряването на подходящи защитни мерки“.

2. Проектиране на безопасни роботизирани системи

Проектирането на роботизирани системи в съответствие със стандарта трябва да отчита минимизирането на риска още на етапа на конструкцията. Това се отнася до компонентите за предаване на мощност, електрическото оборудване и системите за управление. Всички тези елементи трябва да бъдат проектирани така, че да осигуряват максимална безопасност при използване.

3. Защитни мерки

Стандартът БДС EN ISO 10218-1 определя изискванията към защитните мерки, като физически прегради, блокировки и аварийни стоп бутони. Тези мерки имат за цел да предотвратят случаен достъп до опасните работни зони на роботите и да гарантират, че при аварийни ситуации роботът може да бъде спрян бързо и безопасно.

4. Системи за управление, свързани с безопасността

Системите за управление на роботите трябва да отговарят на определени критерии за работоспособност, за да се гарантира, че всяка неизправност води до безопасно състояние. Стандартът изисква тези системи да бъдат проектирани по начин, който свежда до минимум риска от отказ и осигурява подходящи защитни механизми при възникване на технически проблеми.

5. Безопасна работа с роботи

Стандартът определя изискванията за безопасна работа с роботи, включително процедурите за пускане, спиране и превключване на режимите на работа. Важно е операторите да бъдат надлежно обучени и да са наясно с потенциалните опасности, свързани с използването на роботите.

6. Инструкции за експлоатация и документация

Всеки робот трябва да се доставя с пълна документация, която съдържа инструкции за експлоатация, предупреждения за безопасност и указания за поддръжка. Тази документация е ключов елемент за осигуряване на безопасността и трябва да бъде лесно достъпна за всички потребители на роботите.

7. Обучение на операторите

Операторите на индустриални роботи трябва да бъдат надлежно обучени за безопасното използване на оборудването. Обучението следва да обхваща както теоретичните, така и практическите аспекти на работата с роботите, както и процедурите за действие при аварийни ситуации.

8. Поддръжка и технически прегледи

Редовната поддръжка и техническите прегледи са необходими, за да се поддържат роботите в безопасно експлоатационно състояние. Стандартът определя изискванията относно честотата и обхвата на прегледите, както и процедурите по поддръжка, които трябва да се извършват от квалифициран персонал.

9. Оценяване на съответствието и сертифициране

Индустриалните роботи трябва да отговарят на изискванията на стандарта БДС EN ISO 10218-1 и на други приложими стандарти за безопасност. Оценяването на съответствието и сертифицирането са ключови елементи, които гарантират, че роботите изпълняват всички изисквани критерии за безопасност, преди да бъдат пуснати на пазара.

10. Контрол след внедряване

След внедряването на роботи в работната среда е необходимо да се извършват редовни проверки и наблюдение на тяхната работа. Целта е да се гарантира, че роботите продължават да отговарят на изискванията за безопасност, както и да се установяват и отстраняват потенциални опасности, които могат да възникнат по време на експлоатация.

Индустриалните роботи и роботизираните работни станции играят ключова роля в съвременната индустрия, като осигуряват по-висока производителност, прецизност и безопасност. Прилагането на стандарти за безопасност, като БДС EN ISO 10218-1, е необходимо за минимизиране на риска и защита на работещите. С развитието на роботизираните технологии може да се очаква още по-голямо значение и по-широко приложение в различни индустриални сектори. Бъдещето на индустриалната роботика е обещаващо, с множество нови приложения и иновации, които могат да променят производството и други отрасли.

Индустриални роботи и маркировката CE

Индустриалните роботи, макар често да са част от по-големи интегрирани системи, трябва да отговарят на определени изисквания, за да получат маркировка CE. Маркировката CE е задължително обозначение за много продукти, продавани в Европейското икономическо пространство (EEA), и показва, че продуктът отговаря на европейските изисквания за здраве, безопасност и опазване на околната среда.

Незавършени машини

Индустриалните роботи се разглеждат като незавършени машини, тъй като обикновено изискват интегриране с други системи в рамките на по-големи производствени линии. Съгласно Директивата за машините (2006/42/EC), незавършените машини не могат самостоятелно да бъдат маркирани със знака CE. Въпреки това те трябва да отговарят на определени изисквания:

1. Декларация за вграждане (Declaration of Incorporation):
   • Производителят на незавършената машина трябва да предостави декларация за вграждане, в която се посочва, че съответната машина е предназначена за вграждане в други машини или системи и не може да се използва самостоятелно, преди да бъде интегрирана и оценена съгласно Директивата за машините.
2. Инструкция за монтаж:
   • Производителят трябва да предостави подробна инструкция за монтаж, в която е описано как незавършената машина да бъде безопасно интегрирана с друго оборудване.

Краен процес на CE сертифициране

Когато индустриалният робот бъде интегриран с други системи като част от по-голяма машина, отговорността за получаването на пълната маркировка CE е на крайния производител. Процесът на CE сертифициране включва:

1. Оценка на съответствието:
   • Цялата интегрирана система трябва да премине оценка на съответствието съгласно приложимите директиви, включително Директивата за машините (2006/42/EC), Директивата EMC (2014/30/ЕС), както и други приложими директиви, например Директивата за ниско напрежение (LVD).
2. Техническа документация:
   • Крайният производител трябва да подготви пълна техническа документация, която съдържа информация за всички интегрирани компоненти, оценката на риска и изпитванията за съответствие.
3. ЕО декларация за съответствие WE:
   • Крайният производител трябва да изготви ЕО декларация за съответствие, в която се посочва, че цялата интегрирана система отговаря на всички изисквания на съответните директиви.
4. Маркировка CE:
   • След приключване на процеса по оценка на съответствието и изготвяне на ЕО декларацията за съответствие крайният производител може да постави маркировката CE върху цялата интегрирана система (обърнете внимание, че знакът CE върху самия робот не се отнася до Директивата за машините).

Индустриални роботи: практически аспекти

Пример

Фирма интегратор на индустриални роботи доставя своите продукти като части от по-големи системи за индустриална автоматизация. Всеки робот се доставя с декларация за вграждане и инструкция за монтаж. Интеграторът, който включва тези роботи в производствената линия, носи отговорност да гарантира, че цялата система отговаря на изискванията на директивите на ЕС и да получи маркировка CE за цялата система.

Индустриална автоматизация и индустриални роботи

Индустриалната автоматизация и индустриалните роботи са два ключови елемента на съвременното производство, които работят в тясно взаимодействие за оптимизиране на процесите и повишаване на ефективността. Точките им на пресичане са многобройни и обхващат различни аспекти — от проектирането и програмирането до внедряването и поддръжката на системите.

1. Автоматизация на производствените процеси:
   • Индустриалната автоматизация използва индустриални роботи за автоматизиране на различни етапи от производството, което позволява повишаване на ефективността и намаляване на разходите. Тези роботи могат да бъдат програмирани да изпълняват прецизни задачи, като монтаж, заваряване или опаковане.
2. PLC програмиране:
   • PLC програмирането (Programmable Logic Controllers) играе ключова роля при интегрирането на индустриалните роботи с други системи за автоматизация. PLC управляват работата на роботите, като осигуряват синхронизация и безпроблемно функциониране на цялата производствена система.
3. Конструкторско бюро и Проектиране на машини:
   • Конструкторските бюра се занимават с проектиране на машини, които работят съвместно с индустриални роботи. Проектирането на машини включва разработване на компоненти и системи, съвместими с роботите, което е от ключово значение за ефективната автоматизация.
4. Безопасност на машините и хармонизирани стандарти:
   • Осигуряването на безопасността на машините е един от най-важните аспекти при интеграцията на индустриалната автоматизация и роботите. Хармонизираните стандарти, като БДС EN ISO 10218-1, определят изискванията за безопасност, които трябва да бъдат изпълнени, за да могат системите да работят безопасно и ефективно.
5. Аутсорсинг на инженери:
   • Аутсорсингът на инженери позволява на компаниите да наемат специалисти за проектиране, програмиране и внедряване на системи за автоматизация и роботика. По този начин предприятията могат да се възползват от най-новите технологии и експертни знания, без да е необходимо постоянно да поддържат голям инженерен екип.
6. Изграждане на индустриални машини:
   • Изграждането на индустриални машини включва интеграция на роботи и системи за автоматизация. Конструкцията на машините трябва да бъде пригодена за работа с роботи, което изисква прецизно планиране и координация между различните инженерни екипи.

Индустриалната автоматизация и индустриалните роботи формират сложни, интегрирани системи, които изискват сътрудничество на много нива — от проектирането и програмирането до внедряването и поддръжката. Хармонизираните стандарти и безопасността на машините и линиите са от ключово значение, за да се гарантира, че тези системи работят ефективно и безопасно.