Průmyslové roboty: bezpečná robotizovaná pracoviště

Průmyslové roboty jsou pokročilá automatizační zařízení navržená k provádění úloh souvisejících s výrobou, montáží a manipulací s materiálem. Díky své přesnosti, rychlosti a efektivitě hrají klíčovou roli při modernizaci a optimalizaci průmyslových procesů. V dnešním dynamicky se rozvíjejícím technologickém světě se průmyslové roboty stávají nepostradatelnou součástí mnoha odvětví, od automobilového průmyslu přes elektronický průmysl až po farmaceutický průmysl.

Typy průmyslových robotů a možnosti použití

Průmyslové roboty lze podle konstrukce a účelu rozdělit do několika základních kategorií:

• Karteziánské roboty: Mají tři lineární pohyby podél os X, Y a Z. Běžně se používají v procesech pick and place, při montáži a v CNC aplikacích.
• Roboty SCARA: Tyto roboty mají čtyři stupně volnosti a jsou obzvlášť efektivní při montáži dílů, balení a manipulaci s materiálem.
• Cylindrické roboty: Vyznačují se válcovým pracovním prostorem a používají se při svařování, odlévání a montážních operacích.
• Sférické roboty: Mají sférický pracovní prostor a používají se v montážních a manipulačních procesech, kde je vyžadováno přesné polohování.
• Delta roboty: Mají lehkou konstrukci a používají se v rychlých aplikacích pick and place, při balení a třídění.

Průmyslové roboty nacházejí uplatnění v různých odvětvích, jako jsou automobilový, elektronický, potravinářský a farmaceutický průmysl a mnoho dalších. Jejich všestrannost a schopnost vykonávat složité úkoly z nich činí neocenitelnou součást moderního průmyslu.

Nejvýznamnější výrobci průmyslových robotů

V oblasti průmyslové robotiky dominuje několik předních výrobců, kteří mají významný podíl na trhu jak v Evropě, tak v Polsku. Níže uvádíme přehled nejdůležitějších hráčů:

Tato data pocházejí z nejnovějších tržních zpráv a analýz, které potvrzují dominanci několika hlavních hráčů na trhu průmyslové robotiky. ABB, KUKA, FANUC a Yaskawa jsou společnosti, které vynikají inovacemi a širokým portfoliem produktů přizpůsobených různým potřebám průmyslu​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Průmyslové roboty: robotizovaná pracoviště

Robotizovaná pracoviště jsou speciálně navržené pracovní prostory vybavené průmyslovými roboty pro vykonávání konkrétních úloh. Tato pracoviště lze využít v různých aplikacích, jako je svařování, montáž, obrábění nebo balení. Zavedení robotizovaných pracovišť přináší řadu výhod, včetně vyšší efektivity, přesnosti a bezpečnosti práce.

Výhody využití robotizovaných pracovišť

1. Vyšší efektivita: Průmyslové roboty mohou pracovat 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, což výrazně zvyšuje produktivitu výroby. Díky automatizaci procesů mohou firmy dosáhnout vyšší kvality výrobků v kratším čase.
2. Přesnost a opakovatelnost: Roboty vykonávají úkoly s vysokou přesností a opakovatelností, což minimalizuje výrobní chyby a zajišťuje konzistentní kvalitu výrobků.
3. Bezpečnost pracovníků: Nasazení robotů pro nebezpečné úkoly, jako je svařování nebo zpracování materiálů, výrazně snižuje riziko pracovních úrazů. Roboty mohou pracovat v náročných podmínkách, kde by přítomnost člověka byla nebezpečná.
4. Flexibilita: Robotizovaná pracoviště lze snadno přizpůsobit různým úlohám a výrobním procesům, což zvyšuje flexibilitu výroby a umožňuje rychlou reakci na změny na trhu.

Příklady použití robotizovaných pracovišť

• Svařování: Svařovací roboty se široce využívají v automobilovém průmyslu, kde jsou přesnost a rychlost klíčové. Díky nasazení pokročilých technologií, jako je laserové svařování, lze dosáhnout vysoké kvality svarových spojů.
• Montáž: Montážní roboty se používají ke kompletaci elektronických, mechanických i dalších komponent. Přesné manipulátory umožňují rychlou a přesnou montáž i těch nejmenších dílů.
• Balení: Balicí roboty automatizují proces balení výrobků, čímž urychlují celou výrobní linku. Díky využití pokročilých kamerových systémů dokážou roboty rozpoznávat a třídit výrobky různých tvarů a velikostí.
• Mechanické obrábění: Roboty mohou být vybaveny různými nástroji pro mechanické obrábění, jako je frézování, soustružení nebo broušení. Automatizace těchto procesů zvyšuje přesnost i efektivitu výroby.

Průmyslové roboty: klíčové požadavky normy ČSN EN ISO 10218-1

Norma ČSN EN ISO 10218-1 stanovuje řadu požadavků a pokynů, jejichž cílem je zajistit bezpečné používání průmyslových robotů. Níže uvádíme deset nejdůležitějších aspektů této normy:

1. Identifikace nebezpečí a posouzení rizik

Identifikace potenciálních nebezpečí spojených s průmyslovými roboty a posouzení rizik jsou základními kroky k zajištění bezpečnosti. Norma vyžaduje, aby byla identifikována všechna nebezpečí a vyhodnocena rizika. Na základě tohoto posouzení se zavádějí vhodná ochranná opatření, jejichž cílem je minimalizovat riziko pro obsluhu i ostatní pracovníky.

Proces posouzení rizik by měl zahrnovat identifikaci všech potenciálních nebezpečí a vyhodnocení souvisejících rizik, stejně jako zavedení odpovídajících ochranných opatření.

2. Návrh bezpečných robotických systémů

Návrh robotických systémů v souladu s normou musí zohledňovat minimalizaci rizik již ve fázi konstrukce. Týká se to prvků přenosu výkonu, elektrického vybavení i řídicích systémů. Všechny tyto prvky musí být navrženy tak, aby zajišťovaly maximální bezpečnost při používání.

3. Ochranná opatření

Norma ČSN EN ISO 10218-1 stanovuje požadavky na ochranná opatření, jako jsou fyzické bariéry, blokovací zařízení a nouzové vypínače. Tato opatření mají zabránit náhodnému přístupu do nebezpečných pracovních zón robotů a zajistit, aby bylo možné robota v nouzových situacích rychle a bezpečně zastavit.

4. Řídicí systémy související s bezpečností

Řídicí systémy robotů musí splňovat stanovená výkonnostní kritéria, aby bylo zajištěno, že každá porucha povede k bezpečnému stavu. Norma vyžaduje, aby byly tyto systémy navrženy způsobem, který minimalizuje riziko poruch a zajišťuje odpovídající ochranné mechanismy v případě technických problémů.

5. Bezpečný provoz robotů

Norma stanovuje požadavky na bezpečný provoz robotů, včetně postupů pro spouštění, zastavování a přepínání pracovních režimů. Je důležité, aby obsluha byla řádně proškolena a byla si vědoma potenciálních nebezpečí spojených s používáním robotů.

6. Návody k obsluze a dokumentace

Každý robot musí být dodáván s úplnou dokumentací, která obsahuje návod k obsluze, bezpečnostní upozornění a pokyny k údržbě. Tato dokumentace je klíčovým prvkem zajištění bezpečnosti a musí být snadno dostupná všem uživatelům robotů.

7. Školení obsluhy

Obsluha průmyslových robotů musí být odpovídajícím způsobem proškolena v oblasti bezpečného používání zařízení. Školení by mělo zahrnovat jak teoretické, tak praktické aspekty obsluhy robotů i postupy pro řešení nouzových situací.

8. Údržba a technické prohlídky

Pravidelná údržba a technické prohlídky jsou nezbytné pro udržení robotů v bezpečném provozním stavu. Norma stanovuje požadavky na četnost a rozsah kontrol i na postupy údržby, které musí provádět kvalifikovaný personál.

9. Posouzení shody a certifikace

Průmyslové roboty musí splňovat požadavky normy ČSN EN ISO 10218-1 i dalších příslušných bezpečnostních norem. Posouzení shody a certifikace jsou klíčovými prvky pro zajištění toho, aby roboty před uvedením na trh splňovaly všechna požadovaná bezpečnostní kritéria.

10. Kontrola po zavedení

Po zavedení robotů do pracovního prostředí je nutné provádět pravidelné kontroly a sledovat jejich provoz. Cílem je ověřit, že roboty i nadále splňují bezpečnostní požadavky, a včas odhalit a odstranit potenciální rizika, která se mohou během používání objevit.

Průmyslové roboty a robotizovaná pracoviště hrají v moderním průmyslu klíčovou roli, protože přinášejí vyšší produktivitu, přesnost i bezpečnost. Zavádění bezpečnostních norem, jako je ČSN EN ISO 10218-1, je nezbytné pro minimalizaci rizik a ochranu pracovníků. S dalším rozvojem robotických technologií lze očekávat, že jejich význam i využití v různých průmyslových odvětvích poroste. Budoucnost průmyslové robotiky je velmi perspektivní a přináší řadu nových aplikací a inovací, které mohou zásadně proměnit výrobu i další obory.

Průmyslové roboty a označení CE

Průmyslové roboty, přestože jsou často součástí větších integrovaných systémů, musí pro získání označení CE splnit stanovené požadavky. Označení CE je povinné pro mnoho výrobků prodávaných v Evropském hospodářském prostoru (EEA) a potvrzuje, že výrobek splňuje evropské požadavky na ochranu zdraví, bezpečnost a ochranu životního prostředí.

Neúplná strojní zařízení

Průmyslové roboty jsou považovány za neúplná strojní zařízení, protože obvykle vyžadují integraci s dalšími systémy v rámci větších výrobních linek. V souladu se směrnicí o strojních zařízeních (2006/42/EC) nesmějí být neúplná strojní zařízení samostatně označena značkou CE. Musí však splnit určité požadavky:

1. Prohlášení o zabudování (Declaration of Incorporation):
   • Výrobce neúplného strojního zařízení musí dodat prohlášení o zabudování, ve kterém uvádí, že dané zařízení je určeno k zabudování do jiných strojů nebo systémů a nesmí být používáno samostatně, dokud nebude integrováno a posouzeno v souladu se směrnicí o strojních zařízeních.
2. Návod k montáži:
   • Výrobce musí dodat podrobný návod k montáži, který stanoví způsob bezpečné integrace neúplného strojního zařízení s dalším vybavením.

Konečný proces certifikace CE

Jakmile je průmyslový robot integrován s dalšími systémy jako součást většího stroje, odpovědnost za získání úplného označení CE nese konečný výrobce. Proces certifikace CE zahrnuje:

1. Posouzení shody:
   • Celý integrovaný systém musí projít posouzením shody podle příslušných směrnic, včetně směrnice o strojních zařízeních (2006/42/EC), směrnice EMC (2014/30/EU) a dalších použitelných směrnic, například směrnice o nízkém napětí (LVD).
2. Technická dokumentace:
   • Konečný výrobce musí připravit úplnou technickou dokumentaci, která obsahuje informace o všech integrovaných komponentech, posouzení rizik a zkouškách shody.
3. ES prohlášení o shodě:
   • Konečný výrobce musí vypracovat ES prohlášení o shodě, které potvrzuje, že celý integrovaný systém splňuje všechny požadavky příslušných směrnic.
4. Označení CE:
   • Po dokončení procesu posouzení shody a vypracování ES prohlášení o shodě může konečný výrobce umístit označení CE na celý integrovaný systém (pozor: označení CE na samotném robotu se netýká směrnice o strojních zařízeních).

Průmyslové roboty: praktické aspekty

Příklad

Společnost integrující průmyslové roboty dodává své produkty jako součásti větších systémů automatizace výroby. Každý robot je dodáván s prohlášením o zabudování a návodem k montáži. Integrátor, který tyto roboty začleňuje do výrobní linky, odpovídá za to, že celý systém splňuje požadavky směrnic EU, a za získání označení CE pro celý systém.

Průmyslová automatizace a průmyslové roboty

Průmyslová automatizace a průmyslové roboty jsou dva klíčové prvky moderní výroby, které úzce spolupracují při optimalizaci procesů a zvyšování efektivity. Jejich vzájemné propojení je rozsáhlé a zahrnuje různé oblasti – od návrhu a programování až po zavedení a údržbu systémů.

1. Automatizace výrobních procesů:
   • Průmyslová automatizace využívá průmyslové roboty k automatizaci různých fází výroby, což umožňuje zvýšit efektivitu a snížit náklady. Tyto roboty lze programovat pro provádění přesných úloh, jako je montáž, svařování nebo balení.
2. Programování PLC:
   • Programování PLC (Programmable Logic Controllers) hraje klíčovou roli při integraci průmyslových robotů s ostatními automatizačními systémy. PLC řídí činnost robotů, zajišťují synchronizaci a plynulý provoz celého výrobního systému.
3. Konstrukční kancelář a návrh strojů:
   • Konstrukční kanceláře se zabývají návrhem strojů, které spolupracují s průmyslovými roboty. Návrh strojů zahrnuje vytváření komponent a systémů kompatibilních s roboty, což je zásadní pro efektivní automatizaci.
4. Bezpečnost strojů a harmonizované normy:
   • Zajištění bezpečnosti strojů je jedním z nejdůležitějších aspektů integrace průmyslové automatizace a robotů. Harmonizované normy, jako je ČSN EN ISO 10218-1, stanovují bezpečnostní požadavky, které musí být splněny, aby systémy mohly fungovat bezpečně a efektivně.
5. Outsourcing inženýrů:
   • Outsourcing inženýrů umožňuje firmám zapojit specialisty pro návrh, programování a implementaci systémů automatizace a robotiky. Díky tomu mohou podniky využívat nejnovější technologie a odborné know-how, aniž by musely trvale udržovat rozsáhlý tým inženýrů.
6. Konstrukce průmyslových strojů:
   • Konstrukce průmyslových strojů zohledňuje integraci robotů a automatizačních systémů. Konstrukce strojů musí být přizpůsobena spolupráci s roboty, což vyžaduje důkladné plánování a koordinaci mezi různými inženýrskými týmy.

Průmyslová automatizace a průmyslové roboty tvoří složité integrované systémy, které vyžadují spolupráci na mnoha úrovních — od návrhu a programování až po implementaci a údržbu. Harmonizované normy a bezpečnost strojů jsou klíčové pro zajištění toho, aby tyto systémy fungovaly efektivně a bezpečně.