Tööstusrobotid: ohutud robotiseeritud töökohad

Tööstusrobotid on täiustatud automaatseadmed, mis on loodud tootmise, koostamise ja materjalide käsitsemisega seotud ülesannete täitmiseks. Tänu oma täpsusele, kiirusele ja tõhususele mängivad need robotid võtmerolli tööstusprotsesside ajakohastamisel ja optimeerimisel. Tänapäeva kiiresti arenevas tehnoloogiamaailmas on tööstusrobotid muutumas paljudes valdkondades asendamatuks, alates autotööstusest kuni elektroonikatööstuse ja pooljuhtideni ning farmaatsiatööstuseni.

Tööstusrobotite tüübid ja rakendusvõimalused

Tööstusrobotid võib nende konstruktsiooni ja otstarbe järgi jagada mitmesse põhikategooriasse:

• Kartesiaanrobotid: neil on kolm lineaarset liikumistelge, mis liiguvad piki X-, Y- ja Z-telge. Neid kasutatakse laialdaselt pick and place protsessides, koostamisel ning CNC-rakendustes.
• SCARA-robotid: neil robotitel on neli vabadusastet ning need on eriti tõhusad komponentide koostamisel, pakendamisel ja materjalide teisaldamisel.
• Silindrilised robotid: neid iseloomustab silindriline liikumine ning neid kasutatakse keevitamisel, valamisel ja koostetoimingutes.
• Sfäärilised robotid: neil on sfääriline liikumisulatus ning neid kasutatakse koostamis- ja käsitsusprotsessides, kus on vaja täpset positsioneerimist.
• Delta-robotid: neil on kerge konstruktsioon ning neid kasutatakse kiiretes pick and place rakendustes, pakendamisel ja sorteerimisel.

Tööstusroboteid kasutatakse eri tööstusharudes, nagu autotööstus, elektroonikatööstus, toiduainetööstus, farmaatsiatööstus ja paljud teised. Nende mitmekülgsus ja võime täita keerukaid ülesandeid muudavad need nüüdisaegses tööstuses hindamatuks.

Kõige tuntumad tööstusrobotite tootjad

Tööstusrobootika valdkonnas domineerivad mitmed juhtivad tootjad, kellel on märkimisväärne turuosa nii Euroopa kui ka Poola turul. Allpool on ülevaade olulisematest tegijatest:

Need andmed pärinevad uusimatest tururaportitest ja analüüsidest, mis osutavad mõne peamise tegija ülekaalule tööstusrobootika turul. ABB, KUKA, FANUC ja Yaskawa on ettevõtted, mis paistavad silma uuenduslikkuse ja laia tootevalikuga, mis on kohandatud erinevatele tööstuslikele vajadustele​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Tööstusrobotid: robotiseeritud töökohad

Robotiseeritud töökohad on spetsiaalselt kavandatud tööalad, mis on varustatud tööstusrobotitega kindlate ülesannete täitmiseks. Neid töökohti saab kasutada mitmesugustes rakendustes, näiteks keevitamisel, koostamisel, mehaanilisel töötlemisel või pakendamisel. Robotiseeritud töökohtade kasutuselevõtt toob kaasa arvukalt eeliseid, sealhulgas suurema tõhususe, täpsuse ja tööohutuse.

Robotiseeritud töökohtade kasutamise eelised

1. Suurem tõhusus: tööstusrobotid võivad töötada 24 tundi ööpäevas, 7 päeva nädalas, mis suurendab märkimisväärselt tootlikkust. Protsesside automatiseerimise abil saavad ettevõtted saavutada kõrgema tootekvaliteedi lühema ajaga.
2. Täpsus ja korratavus: robotid täidavad ülesandeid suure täpsuse ja korratavusega, mis vähendab tootmisvigu ning tagab toodete ühtlase kvaliteedi.
3. Töötajate ohutus: robotite kasutuselevõtt ohtlike ülesannete täitmiseks, nagu keevitamine või materjalide töötlemine, vähendab märkimisväärselt tööõnnetuste riski. Robotid võivad töötada rasketes tingimustes, kus inimese kohalolek oleks ohtlik. Selliste lahenduste puhul on oluline ka robotiseeritud töökohtade ohutusaudit.
4. Paindlikkus: robotiseeritud töökohad on hõlpsasti kohandatavad erinevate ülesannete ja tootmisprotsesside jaoks, mis suurendab tootmise paindlikkust ja võimaldab turumuutustele kiiresti reageerida.

Robotiseeritud töökohtade kasutusnäited

• Keevitamine: Keevitusroboteid kasutatakse laialdaselt autotööstuses, kus täpsus ja kiirus on määrava tähtsusega. Tänu arenenud tehnoloogiatele, näiteks laserkeevitusele, on võimalik saavutada kvaliteetsed keevisliited.
• Koostamine: Koosteroboteid kasutatakse elektrooniliste, mehaaniliste ja muude komponentide kokkupanekuks. Täpsed manipulaatorid võimaldavad kiiresti ja täpselt paigaldada ka kõige väiksemaid detaile.
• Pakkimine: Pakkimisrobotid automatiseerivad toodete pakkimisprotsessi, mis kiirendab kogu tootmisliini tööd. Tänu täiustatud nägemissüsteemidele suudavad robotid tuvastada ja sorteerida eri kuju ja suurusega tooteid.
• Mehaaniline töötlemine: Roboteid saab varustada erinevate mehaanilise töötlemise tööriistadega, näiteks freesimiseks, treimiseks või lihvimiseks. Nende protsesside automatiseerimine suurendab tootmise täpsust ja tõhusust.

Tööstusrobotid: standardi EVS EN ISO 10218-1 peamised nõuded

Standard EVS EN ISO 10218-1 sätestab rea nõudeid ja suuniseid, mille eesmärk on tagada tööstusrobotite ohutu kasutamine. Allpool esitame selle standardi kümme kõige olulisemat aspekti:

1. Ohtude tuvastamine ja riskihindamine

Tööstusrobotitega seotud võimalike ohtude tuvastamine ja riskide hindamine on ohutuse tagamise põhietapid. Standard nõuab, et kõik ohud oleksid tuvastatud ja riskid hinnatud. Selle hindamise alusel rakendatakse asjakohaseid kaitsemeetmeid, mille eesmärk on vähendada riski operaatoritele ja teistele töötajatele miinimumini.

Riskihindamise protsess peab hõlmama kõigi võimalike ohtude tuvastamist ja nendega seotud riskide hindamist ning asjakohaste kaitsemeetmete rakendamist“ .

2. Ohutute robotsüsteemide projekteerimine

Robotsüsteemide projekteerimisel vastavalt standardile tuleb riske vähendada juba konstruktsiooni etapis. See puudutab jõuülekande komponente, elektriseadmeid ja juhtimissüsteeme. Kõik need elemendid peavad olema kavandatud nii, et oleks tagatud maksimaalne kasutusohutus.

3. Kaitsemeetmed

Standard EVS EN ISO 10218-1 määratleb nõuded kaitsemeetmetele, nagu füüsilised tõkked, blokeeringud ja hädaseiskamislülitid. Nende meetmete eesmärk on vältida juhuslikku juurdepääsu robotite ohtlikele tööaladele ning tagada, et hädaolukorras saab roboti kiiresti ja ohutult peatada.

4. Ohutusega seotud juhtimissüsteemid

Robotite juhtimissüsteemid peavad vastama kindlaksmääratud toimivuskriteeriumidele, et iga rike viiks süsteemi ohutusse olekusse. Standard nõuab, et need süsteemid oleksid projekteeritud viisil, mis minimeerib rikete riski, ning et tehniliste probleemide korral oleksid olemas sobivad kaitsemehhanismid.

5. Robotite ohutu käitamine

Standard määrab kindlaks nõuded robotite ohutuks käitamiseks, sealhulgas käivitamise, seiskamise ja töörežiimide vahetamise protseduurid. Oluline on, et operaatorid oleksid asjakohaselt koolitatud ja teadlikud robotite kasutamisega seotud võimalikest ohtudest.

6. Kasutusjuhendid ja dokumentatsioon

Iga robot tuleb tarnida koos täieliku dokumentatsiooniga, mis sisaldab kasutusjuhendeid, ohutusalaseid hoiatusi ja hooldusjuhiseid. See dokumentatsioon on ohutuse tagamisel võtmetähtsusega ning peab olema kõigile robotite kasutajatele hõlpsasti kättesaadav.

7. Operaatorite koolitus

Tööstusrobotite operaatorid peavad olema seadmete ohutuks kasutamiseks nõuetekohaselt koolitatud. Koolitus peab hõlmama nii robotite käsitsemise teoreetilisi kui ka praktilisi aspekte ning tegutsemisprotseduure hädaolukordades.

8. Hooldus ja tehnilised ülevaatused

Regulaarne hooldus ja tehnilised ülevaatused on hädavajalikud, et hoida robotid ohutus tööseisundis. Standard määrab nõuded ülevaatuste sagedusele ja ulatusele ning hooldusprotseduuridele, mida peab läbi viima kvalifitseeritud personal.

9. Vastavushindamine ja sertifitseerimine

Tööstusrobotid peavad vastama standardi EVS EN ISO 10218-1 nõuetele ja teistele asjakohastele ohutusstandarditele. Vastavushindamine ja sertifitseerimine on võtmetähtsusega, et tagada robotite vastavus kõigile nõutud ohutuskriteeriumidele enne nende turule laskmist.

10. Järelkontroll pärast kasutuselevõttu

Pärast robotite kasutuselevõttu töökeskkonnas tuleb nende toimimist regulaarselt kontrollida ja jälgida. Eesmärk on veenduda, et robotid vastavad jätkuvalt ohutusnõuetele, ning tuvastada ja kõrvaldada võimalikud ohud, mis võivad kasutamise käigus tekkida.

Tööstusrobotid ja robotiseeritud töökohad mängivad tänapäeva tööstuses keskset rolli, tagades suurema tootlikkuse, täpsuse ja ohutuse. Ohutusstandardite, näiteks EVS EN ISO 10218-1, rakendamine on hädavajalik riskide vähendamiseks ja töötajate kaitsmiseks. Robottehnoloogia arenedes võib eeldada selle tähtsuse ja kasutusala edasist kasvu erinevates tööstussektorites. Tööstusrobootika tulevik on paljulubav ning toob kaasa hulgaliselt uusi rakendusi ja uuendusi, mis võivad tootmist ja teisi valdkondi põhjalikult muuta.

Robotid tööstuses ja CE-märgis

Tööstusrobotid, kuigi need on sageli osa suurematest integreeritud süsteemidest, peavad CE-märgise saamiseks vastama kindlaksmääratud nõuetele. CE-märgis on märgistus, mida nõutakse paljudel Euroopa Majanduspiirkonnas (EEA) müüdavatel toodetel ning mis näitab, et toode vastab Euroopa tervise-, ohutus- ja keskkonnakaitsenõuetele.

Lõpetamata masinad

Tööstusroboteid käsitatakse lõpetamata masinatena, sest tavaliselt tuleb need integreerida teiste süsteemidega suuremate tootmisliinide koosseisus. Vastavalt masinadirektiivile (2006/42/EC) ei tohi lõpetamata masinaid iseseisvalt CE-märgisega tähistada. Siiski peavad need vastama teatud nõuetele:

1. Liitmisdeklaratsioon (Declaration of Incorporation):
   • Lõpetamata masina tootja peab esitama liitmisdeklaratsiooni, milles kinnitatakse, et konkreetne masin on ette nähtud teistesse masinatesse või süsteemidesse integreerimiseks ning seda ei tohi kasutada iseseisvalt enne, kui see on integreeritud ja hinnatud vastavalt masinadirektiivile.
2. Paigaldusjuhend:
   • Tootja peab esitama üksikasjaliku paigaldusjuhendi, milles on kirjeldatud, kuidas lõpetamata masin teise seadmega ohutult integreerida.

CE lõppsertifitseerimise protsess

Kui tööstusrobot on integreeritud teiste süsteemidega suurema masina osana, lasub täieliku CE-märgistuse saamise vastutus lõpptootjal. CE-sertifitseerimise protsess hõlmab:

1. Vastavushindamine:
   • Kogu integreeritud süsteem peab läbima vastavushindamise kooskõlas asjakohaste direktiividega, sealhulgas masinadirektiiviga (2006/42/EC), EMC-direktiiviga (2014/30/EL) ning teiste kohaldatavate direktiividega, näiteks madalpingedirektiiviga (LVD).
2. Tehniline dokumentatsioon:
   • Lõpptootja peab koostama täieliku tehnilise dokumentatsiooni, mis sisaldab teavet kõigi integreeritud komponentide, riskihindamise ja vastavuskatsete kohta.
3. EÜ vastavusdeklaratsioon:
   • Lõpptootja peab koostama EÜ vastavusdeklaratsiooni, mis kinnitab, et kogu integreeritud süsteem vastab kõigi asjakohaste direktiivide nõuetele.
4. CE-märgistus:
   • Pärast vastavushindamise protsessi lõpetamist ja EÜ vastavusdeklaratsiooni koostamist võib lõpptootja paigaldada CE-märgise kogu integreeritud süsteemile (märkus: CE-märgis ainult robotil ei puuduta masinadirektiivi).

Tööstusrobotid: praktilised aspektid

Näide

Tööstusrobotite integraator tarnib oma tooteid suuremate tootmise automatiseerimise süsteemide osadena. Iga robot tarnitakse koos liitmisdeklaratsiooni ja paigaldusjuhendiga. Integraator, kes ühendab need robotid tootmisliiniks, vastutab selle eest, et kogu süsteem vastaks EL-i direktiivide nõuetele ja et kogu süsteem saaks CE-märgise.

Tööstusautomaatika ja tööstusrobotid

Tööstusautomaatika ja tööstusrobotid on nüüdisaegse tootmise kaks põhielementi, mis teevad protsesside optimeerimiseks ja tõhususe suurendamiseks tihedat koostööd. Nende kokkupuutepunkte on palju ning need hõlmavad mitmesuguseid aspekte alates projekteerimisest ja programmeerimisest kuni süsteemide juurutamise ja hoolduseni.

1. Tootmisprotsesside automatiseerimine:
   • Tööstusautomaatika kasutab erinevate tootmisetappide automatiseerimiseks tööstusroboteid, mis aitab suurendada tõhusust ja vähendada kulusid. Neid roboteid saab programmeerida täitma täpseid ülesandeid, nagu montaaž, keevitamine või pakendamine.
2. PLC programmeerimine:
   • PLC-de (Programmable Logic Controllers) programmeerimine mängib võtmerolli tööstusrobotite integreerimisel teiste automaatikasüsteemidega. PLC-d juhivad robotite tööd, tagades sünkroniseerimise ja kogu tootmissüsteemi sujuva toimimise.
3. Konstruktsioonibüroo ja Masinate projekteerimine:
   • Konstruktsioonibürood tegelevad selliste masinate projekteerimisega, mis töötavad koos tööstusrobotitega. Masinate projekteerimine hõlmab robotitega ühilduvate komponentide ja süsteemide loomist, mis on tõhusa automatiseerimise jaoks määrava tähtsusega.
4. Masinaohutus ja harmoneeritud standardid:
   • Masinaohutuse tagamine on üks olulisemaid aspekte tööstusautomaatika ja robotite integreerimisel. Harmoneeritud standardid, näiteks EVS EN ISO 10218-1, määravad kindlaks ohutusnõuded, mis peavad olema täidetud, et süsteemid saaksid töötada ohutult ja tõhusalt.
5. Inseneride allhange:
   • Inseneride allhange võimaldab ettevõtetel kaasata spetsialiste automaatika- ja robootikasüsteemide projekteerimiseks, programmeerimiseks ja juurutamiseks. Tänu sellele saavad ettevõtted kasutada uusimaid tehnoloogiaid ja erialateadmisi, ilma et nad peaksid püsivalt üleval pidama suurt insenerimeeskonda.
6. Tööstusmasinate ehitus:
   • Tööstusmasinate ehitus hõlmab robotite ja automaatikasüsteemide integreerimist. Masinate konstruktsioon peab olema kohandatud robotitega koostööks, mis nõuab täpset planeerimist ja koordineerimist erinevate insenerimeeskondade vahel.

Tööstusautomaatika ja tööstusrobotid moodustavad keerukad integreeritud süsteemid, mis eeldavad koostööd mitmel tasandil alates projekteerimisest ja programmeerimisest kuni juurutamise ja hoolduseni. Harmoneeritud standardid ning masinaohutus on võtmetähtsusega, et tagada nende süsteemide tõhus ja ohutu töö.