Roboty Przemysłowe: Bezpieczne Stanowiska Zrobotyzowane

Roboty przemysłowe to zaawansowane urządzenia automatyczne, które są zaprojektowane do wykonywania zadań związanych z produkcją, montażem i manipulacją materiałami. Dzięki swojej precyzji, szybkości i wydajności, roboty te odgrywają kluczową rolę w modernizacji i optymalizacji procesów przemysłowych. W dzisiejszym dynamicznie rozwijającym się świecie technologicznym, roboty przemysłowe stają się nieodzownym elementem wielu branż, od motoryzacji po elektronikę i farmaceutykę.

Rodzaje Robotów Przemysłowych i Możliwości Aplikacji

Roboty przemysłowe można podzielić na kilka podstawowych kategorii, w zależności od ich konstrukcji i przeznaczenia:

• Roboty Kartezjańskie: Posiadają trzy przemieszczenia liniowe, które poruszają się wzdłuż osi X, Y, Z. Są powszechnie stosowane w procesach pick and place, montażu oraz aplikacjach CNC.
• Roboty SCARA: Te roboty mają cztery stopnie swobody i są szczególnie efektywne w montażu elementów, pakowaniu oraz przenoszeniu materiałów.
• Roboty Cylindryczne: Charakteryzują się przemieszczeniem cylindrycznym i są używane w spawaniu, odlewaniu oraz operacjach montażowych.
• Roboty Sferyczne: Mają przemieszczenia sferyczne i są używane w procesach montażowych oraz manipulacyjnych, gdzie wymagane jest precyzyjne pozycjonowanie.
• Roboty Delta: Posiadają lekką konstrukcję i są stosowane w szybkich aplikacjach pick and place, pakowaniu oraz sortowaniu.

Roboty przemysłowe znajdują zastosowanie w różnych branżach, takich jak motoryzacja, elektronika, przemysł spożywczy, farmaceutyczny i wiele innych. Ich wszechstronność i zdolność do wykonywania skomplikowanych zadań sprawiają, że są one nieocenione w nowoczesnym przemyśle.

Najpopularniejsi Producenci Robotów Przemysłowych

W branży robotyki przemysłowej dominują kilku wiodących producentów, którzy mają znaczący udział w rynku zarówno na poziomie europejskim, jak i polskim. Oto przegląd najważniejszych graczy:

Dane te pochodzą z najnowszych raportów rynkowych i analiz, które wskazują na dominację kilku głównych graczy na rynku robotyki przemysłowej. ABB, KUKA, FANUC i Yaskawa to firmy, które wyróżniają się innowacyjnością i szerokim zakresem produktów, które są dostosowane do różnych potrzeb przemysłowych​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Roboty przemysłowe: Stanowiska Zrobotyzowane

Stanowiska zrobotyzowane to specjalnie zaprojektowane obszary robocze, które są wyposażone w roboty przemysłowe do wykonywania określonych zadań. Stanowiska te mogą być wykorzystywane w różnych aplikacjach, takich jak spawanie, montaż, obróbka mechaniczna czy pakowanie. Wprowadzenie stanowisk zrobotyzowanych wiąże się z licznymi korzyściami, w tym zwiększoną efektywnością, precyzją i bezpieczeństwem pracy.

Korzyści z Wykorzystania Stanowisk Zrobotyzowanych

1. Zwiększona Efektywność: Roboty przemysłowe mogą pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, co znacząco zwiększa wydajność produkcji. Dzięki automatyzacji procesów, firmy mogą osiągnąć wyższą jakość produktów w krótszym czasie.
2. Precyzja i Powtarzalność: Roboty wykonują zadania z wysoką precyzją i powtarzalnością, co minimalizuje błędy produkcyjne i zapewnia spójność jakości produktów.
3. Bezpieczeństwo Pracowników: Wprowadzenie robotów do wykonywania niebezpiecznych zadań, takich jak spawanie czy obróbka materiałów, znacząco redukuje ryzyko wypadków w miejscu pracy. Roboty mogą pracować w trudnych warunkach, gdzie obecność człowieka byłaby niebezpieczna.
4. Elastyczność: Stanowiska zrobotyzowane mogą być łatwo przystosowane do różnych zadań i procesów produkcyjnych, co zwiększa elastyczność produkcji i umożliwia szybką reakcję na zmiany rynkowe.

Przykłady Zastosowania Stanowisk Zrobotyzowanych

• Spawanie: Roboty spawalnicze są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie precyzja i szybkość są kluczowe. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych technologii, takich jak spawanie laserowe, możliwe jest osiągnięcie wysokiej jakości połączeń spawalniczych.
• Montaż: Roboty montażowe są wykorzystywane do składania komponentów elektronicznych, mechanicznych i innych. Precyzyjne manipulatory pozwalają na szybkie i dokładne montowanie nawet najmniejszych elementów.
• Pakowanie: Roboty pakujące automatyzują proces pakowania produktów, co przyspiesza całą linię produkcyjną. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych systemów wizyjnych, roboty mogą rozpoznawać i sortować produkty o różnych kształtach i rozmiarach.
• Obróbka Mechaniczna: Roboty mogą być wyposażone w różne narzędzia do obróbki mechanicznej, takie jak frezowanie, toczenie czy szlifowanie. Automatyzacja tych procesów zwiększa precyzję i efektywność produkcji.

Roboty przemysłowe: Kluczowe Wymagania Normy PN-EN ISO 10218-1

Norma PN-EN ISO 10218-1:2011 określa szereg wymagań i wytycznych, które mają na celu zapewnienie bezpieczeństwa użytkowania robotów przemysłowych. Poniżej przedstawiamy dziesięć najważniejszych aspektów tej normy:

1. Identyfikacja Zagrożeń i Ocena Ryzyka

Identyfikacja potencjalnych zagrożeń związanych z robotami przemysłowymi oraz ocena ryzyka są podstawowymi krokami w zapewnieniu bezpieczeństwa. Norma wymaga, aby wszystkie zagrożenia były zidentyfikowane, a ryzyko ocenione. Na podstawie tej oceny wdrażane są odpowiednie środki ochronne, które mają na celu minimalizację ryzyka dla operatorów i innych pracowników.

Proces oceny ryzyka powinien obejmować identyfikację wszystkich potencjalnych zagrożeń i ocenę związanego z nimi ryzyka, a także wdrożenie odpowiednich środków ochronnych” .

2. Projektowanie Bezpiecznych Systemów Robotycznych

Projektowanie systemów robotycznych zgodnie z normą musi uwzględniać minimalizację ryzyka już na etapie konstrukcji. Dotyczy to komponentów transmisji mocy, sprzętu elektrycznego oraz systemów sterowania. Wszystkie te elementy muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo użytkowania.

3. Środki Ochronne

Norma PN-EN ISO 10218-1:2011 określa wymagania dotyczące środków ochronnych, takich jak fizyczne bariery, blokady oraz wyłączniki awaryjne. Te środki mają na celu zapobieganie przypadkowemu dostępowi do niebezpiecznych stref pracy robotów oraz zapewnienie, że w sytuacjach awaryjnych można szybko i bezpiecznie zatrzymać robota.

4. Systemy Sterowania Związane z Bezpieczeństwem

Systemy sterowania robotów muszą spełniać określone kryteria wydajności, aby zapewnić, że każda awaria prowadzi do bezpiecznego stanu. Norma wymaga, aby systemy te były projektowane w sposób minimalizujący ryzyko awarii oraz zapewniały odpowiednie mechanizmy ochronne w przypadku wystąpienia problemów technicznych.

5. Bezpieczne Operowanie Robotami

Norma określa wymagania dotyczące bezpiecznego operowania robotami, w tym procedury uruchamiania, zatrzymywania oraz przełączania trybów pracy. Ważne jest, aby operatorzy byli odpowiednio przeszkoleni i świadomi potencjalnych zagrożeń związanych z użytkowaniem robotów.

6. Instrukcje Obsługi i Dokumentacja

Każdy robot musi być dostarczany z kompletną dokumentacją, która zawiera instrukcje obsługi, ostrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa oraz wytyczne dotyczące konserwacji. Dokumentacja ta jest kluczowym elementem zapewnienia bezpieczeństwa i musi być łatwo dostępna dla wszystkich użytkowników robotów.

7. Szkolenie Operatorów

Operatorzy robotów przemysłowych muszą być odpowiednio przeszkoleni w zakresie bezpiecznego użytkowania sprzętu. Szkolenie powinno obejmować zarówno teoretyczne, jak i praktyczne aspekty obsługi robotów, a także procedury postępowania w sytuacjach awaryjnych.

8. Konserwacja i Przeglądy Techniczne

Regularna konserwacja i przeglądy techniczne są niezbędne do utrzymania robotów w bezpiecznym stanie operacyjnym. Norma określa wymagania dotyczące częstotliwości i zakresu przeglądów oraz procedur konserwacyjnych, które muszą być przeprowadzane przez wykwalifikowany personel.

9. Ocena Zgodności i Certyfikacja

Roboty przemysłowe muszą spełniać wymagania normy PN-EN ISO 10218-1:2011 oraz innych odpowiednich standardów bezpieczeństwa. Ocena zgodności i certyfikacja są kluczowymi elementami zapewnienia, że roboty spełniają wszystkie wymagane kryteria bezpieczeństwa przed wprowadzeniem ich na rynek.

10. Kontrola Po Wdrożeniu

Po wdrożeniu robotów w środowisku pracy konieczne jest prowadzenie regularnych kontroli i monitoringu ich działania. Celem jest upewnienie się, że roboty nadal spełniają wymagania bezpieczeństwa oraz identyfikacja i eliminacja potencjalnych zagrożeń, które mogą pojawić się podczas eksploatacji.

Roboty przemysłowe i stanowiska zrobotyzowane odgrywają kluczową rolę we współczesnym przemyśle, zapewniając zwiększoną wydajność, precyzję i bezpieczeństwo. Wdrażanie norm bezpieczeństwa, takich jak PN-EN ISO 10218-1:2011, jest niezbędne do minimalizacji ryzyka i ochrony pracowników. W miarę jak technologia robotyczna będzie się rozwijać, możemy spodziewać się dalszego wzrostu jej znaczenia i zastosowania w różnych sektorach przemysłu. Przyszłość robotyki przemysłowej jest obiecująca, z wieloma nowymi zastosowaniami i innowacjami, które mogą zrewolucjonizować produkcję i inne branże.

Roboty Przemysłowe a Znak CE

Roboty przemysłowe, mimo że często są częścią większych zintegrowanych systemów, muszą spełniać określone wymagania, aby uzyskać znak CE. Znak CE jest oznaczeniem wymaganym na wielu produktach sprzedawanych w Europejskim Obszarze Gospodarczym (EEA), które wskazuje, że produkt spełnia europejskie standardy zdrowia, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

Maszyny Nieukończone

Roboty przemysłowe są traktowane jako maszyny nieukończone, ponieważ zwykle wymagają integracji z innymi systemami w ramach większych linii produkcyjnych. Zgodnie z Dyrektywą Maszynową (2006/42/WE), maszyny nieukończone nie mogą być oznakowane znakiem CE samodzielnie. Jednakże muszą one spełniać pewne wymagania:

1. Deklaracja Włączenia (Declaration of Incorporation):
   • Producent maszyny nieukończonej musi dostarczyć deklarację włączenia, która stwierdza, że dana maszyna jest przeznaczona do wbudowania w inne maszyny lub systemy i nie może być używana samodzielnie, zanim nie zostanie zintegrowana i oceniona zgodnie z Dyrektywą Maszynową.
2. Instrukcja Montażu:
   • Producent musi dostarczyć szczegółową instrukcję montażu, która określa sposób bezpiecznego zintegrowania maszyny nieukończonej z innym sprzętem.

Końcowy Proces Certyfikacji CE

Kiedy robot przemysłowy zostanie zintegrowany z innymi systemami jako część większej maszyny, odpowiedzialność za uzyskanie pełnego oznakowania CE spoczywa na producencie końcowym. Proces certyfikacji CE obejmuje:

1. Ocena Zgodności:
   • Cały zintegrowany system musi przejść ocenę zgodności zgodnie z odpowiednimi dyrektywami, w tym Dyrektywą Maszynową (2006/42/WE), Dyrektywą EMC (2014/30/EU) oraz innymi mającymi zastosowanie dyrektywami, jak np. Dyrektywą Niskonapięciową (LVD).
2. Dokumentacja Techniczna:
   • Producent końcowy musi przygotować pełną dokumentację techniczną, która zawiera informacje o wszystkich zintegrowanych komponentach, ocenie ryzyka oraz testach zgodności.
3. Deklaracja Zgodności WE:
   • Producent końcowy musi sporządzić deklarację zgodności WE, która stwierdza, że cały zintegrowany system spełnia wszystkie wymagania odpowiednich dyrektyw.
4. Oznakowanie CE:
   • Po zakończeniu procesu oceny zgodności i sporządzeniu deklaracji zgodności WE, producent końcowy może umieścić znak CE na całym zintegrowanym systemie (uwaga znak CE na samym robocie nie dotyczy Dyrektywy Maszynowej).

Roboty Przemysłowe: Praktyczne Aspekty

Przykład

Firma integrująca roboty przemysłowe dostarcza swoje produkty jako części większych systemów automatyzacji produkcji. Każdy robot jest dostarczany z deklaracją włączenia i instrukcją montażu. Integrator, który integruje te roboty w linii produkcyjnej, jest odpowiedzialny za zapewnienie, że cały system spełnia wymagania dyrektyw unijnych i uzyskanie znaku CE dla całego systemu.

Automatyka Przemysłowa i Roboty Przemysłowe

Automatyka przemysłowa i roboty przemysłowe to dwa kluczowe elementy nowoczesnej produkcji, które ściśle współpracują w celu optymalizacji procesów i zwiększenia wydajności. Ich punkty styku są liczne i obejmują różnorodne aspekty, od projektowania i programowania po wdrożenie i utrzymanie systemów.

1. Automatyzacja Procesów Produkcyjnych:
   • Automatyka przemysłowa wykorzystuje roboty przemysłowe do automatyzacji różnych etapów produkcji, co pozwala na zwiększenie efektywności i redukcję kosztów. Roboty te mogą być programowane do wykonywania precyzyjnych zadań, takich jak montaż, spawanie czy pakowanie.
2. Programowanie PLC:
   • Programowanie PLC (Programmable Logic Controllers) odgrywa kluczową rolę w integracji robotów przemysłowych z innymi systemami automatyki. PLC sterują pracą robotów, zapewniając synchronizację i bezproblemowe działanie całego systemu produkcyjnego.
3. Biuro Konstrukcyjne i Projektowanie Maszyn:
   • Biura konstrukcyjne zajmują się projektowaniem maszyn, które współpracują z robotami przemysłowymi. Projektowanie maszyn obejmuje tworzenie komponentów i systemów, które są kompatybilne z robotami, co jest kluczowe dla efektywnej automatyzacji.
4. Bezpieczeństwo Maszyn i Normy Zharmonizowane:
   • Zapewnienie bezpieczeństwa maszyn jest jednym z najważniejszych aspektów integracji automatyki przemysłowej i robotów. Normy zharmonizowane, takie jak PN-EN ISO 10218-1:2011, określają wymagania bezpieczeństwa, które muszą być spełnione, aby systemy mogły działać bezpiecznie i efektywnie.
5. Outsourcing Inżynierów:
   • Outsourcing inżynierów pozwala firmom na zatrudnianie specjalistów do projektowania, programowania i wdrażania systemów automatyki i robotyki. Dzięki temu przedsiębiorstwa mogą korzystać z najnowszych technologii i wiedzy fachowej bez konieczności utrzymywania dużego zespołu inżynierów na stałe.
6. Budowa Maszyn Przemysłowych:
   • Budowa maszyn przemysłowych uwzględnia integrację robotów i systemów automatyki. Konstrukcja maszyn musi być przystosowana do współpracy z robotami, co wymaga dokładnego planowania i koordynacji pomiędzy różnymi zespołami inżynierskimi.

Automatyka przemysłowa i roboty przemysłowe tworzą złożone, zintegrowane systemy, które wymagają współpracy na wielu poziomach, od projektowania i programowania po wdrożenie i utrzymanie. Normy zharmonizowane oraz bezpieczeństwo maszyn są kluczowe dla zapewnienia, że te systemy działają efektywnie i bezpiecznie.