Industrijski roboti: varne robotske delovne postaje

Industrijski roboti so napredne avtomatizirane naprave, zasnovane za izvajanje nalog v proizvodnji, montaži in ravnanju z materiali. Zaradi svoje natančnosti, hitrosti in učinkovitosti imajo ključno vlogo pri posodabljanju in optimizaciji industrijskih procesov. V današnjem hitro razvijajočem se tehnološkem svetu postajajo industrijski roboti nepogrešljiv del številnih panog, od avtomobilske do elektronske in farmacevtske.

Vrste industrijskih robotov in možnosti uporabe

Industrijske robote lahko glede na njihovo konstrukcijo in namen razdelimo v več osnovnih kategorij:

• Kartezični roboti: Imajo tri linearne pomike vzdolž osi X, Y, Z. Pogosto se uporabljajo v procesih pick and place, pri montaži ter v CNC-aplikacijah.
• SCARA roboti: Ti roboti imajo štiri prostostne stopnje in so posebej učinkoviti pri sestavljanju komponent, pakiranju ter prenosu materiala.
• Cilindrični roboti: Zanje je značilno cilindrično gibanje, uporabljajo pa se pri varjenju, litju in montažnih operacijah.
• Sferični roboti: Imajo sferično gibanje in se uporabljajo v montažnih ter manipulacijskih procesih, kjer je potrebno natančno pozicioniranje.
• Delta roboti: Imajo lahko konstrukcijo in se uporabljajo v hitrih pick and place aplikacijah, pri pakiranju ter sortiranju.

Industrijski roboti se uporabljajo v različnih panogah, kot so avtomobilska industrija, elektronska industrija, živilska in farmacevtska industrija ter številne druge. Zaradi svoje vsestranskosti in sposobnosti izvajanja zahtevnih nalog so nepogrešljivi v sodobni industriji.

Najbolj priljubljeni proizvajalci industrijskih robotov

V panogi industrijske robotike prevladuje več vodilnih proizvajalcev, ki imajo pomemben tržni delež tako na evropski kot na poljskem trgu. Spodaj je pregled najpomembnejših akterjev:

Ti podatki izhajajo iz najnovejših tržnih poročil in analiz, ki kažejo na prevlado nekaj glavnih akterjev na trgu industrijske robotike. ABB, KUKA, FANUC in Yaskawa so podjetja, ki izstopajo po inovativnosti in širokem naboru izdelkov, prilagojenih različnim industrijskim potrebam​ (Fortune Business Insights)​​ (Expert Market Research)​​ (Market Research Future)​.

Industrijski roboti: robotizirane delovne celice

Robotizirane delovne celice so posebej zasnovana delovna območja, opremljena z industrijskimi roboti za izvajanje določenih nalog. Takšne celice se lahko uporabljajo v različnih aplikacijah, kot so varjenje, montaža, strojna obdelava ali pakiranje. Uvedba robotiziranih delovnih celic prinaša številne prednosti, med drugim večjo učinkovitost, natančnost in varnost pri delu.

Prednosti uporabe robotiziranih delovnih celic

1. Večja učinkovitost: Industrijski roboti lahko delujejo 24 ur na dan, 7 dni v tednu, kar bistveno poveča produktivnost proizvodnje. Z avtomatizacijo procesov lahko podjetja v krajšem času dosežejo višjo kakovost izdelkov.
2. Natančnost in ponovljivost: Roboti izvajajo naloge z visoko natančnostjo in ponovljivostjo, kar zmanjšuje proizvodne napake in zagotavlja enotno kakovost izdelkov.
3. Varnost zaposlenih: Uvedba robotov za izvajanje nevarnih nalog, kot sta varjenje ali obdelava materialov, bistveno zmanjša tveganje za nesreče na delovnem mestu. Roboti lahko delujejo v zahtevnih razmerah, kjer bi bila prisotnost človeka nevarna.
4. Prilagodljivost: Robotizirane delovne celice je mogoče enostavno prilagoditi različnim nalogam in proizvodnim procesom, kar povečuje prilagodljivost proizvodnje in omogoča hiter odziv na spremembe na trgu.

Primeri uporabe robotiziranih delovnih celic

• Varjenje: Varilni roboti se pogosto uporabljajo v avtomobilski industriji, kjer sta natančnost in hitrost ključnega pomena. Z uporabo naprednih tehnologij, kot je lasersko varjenje, je mogoče doseči visoko kakovost varjenih spojev.
• Montaža: Montažni roboti se uporabljajo za sestavljanje elektronskih, mehanskih in drugih komponent. Natančni manipulatorji omogočajo hitro in točno montažo tudi najmanjših elementov.
• Pakiranje: Pakirni roboti avtomatizirajo postopek pakiranja izdelkov, kar pospeši celotno proizvodno linijo. Z uporabo naprednih vidnih sistemov lahko roboti prepoznavajo in razvrščajo izdelke različnih oblik in velikosti.
• Mehanska obdelava: Roboti so lahko opremljeni z različnimi orodji za mehansko obdelavo, kot so rezkanje, struženje ali brušenje. Avtomatizacija teh procesov povečuje natančnost in učinkovitost proizvodnje.

Industrijski roboti: ključne zahteve standarda SIST EN ISO 10218-1

Standard SIST EN ISO 10218-1 določa vrsto zahtev in smernic, katerih namen je zagotoviti varno uporabo industrijskih robotov. V nadaljevanju predstavljamo deset najpomembnejših vidikov tega standarda:

1. Prepoznavanje nevarnosti in ocena tveganja

Prepoznavanje morebitnih nevarnosti, povezanih z industrijskimi roboti, ter ocena tveganja sta temeljna koraka pri zagotavljanju varnosti. Standard zahteva, da so vse nevarnosti prepoznane in tveganje ocenjeno. Na podlagi te ocene se uvedejo ustrezni zaščitni ukrepi, katerih cilj je zmanjšati tveganje za operaterje in druge delavce.

Postopek ocene tveganja mora vključevati prepoznavanje vseh morebitnih nevarnosti in oceno z njimi povezanega tveganja ter uvedbo ustreznih zaščitnih ukrepov“ .

2. Načrtovanje varnih robotskih sistemov

Načrtovanje robotskih sistemov v skladu s standardom mora upoštevati zmanjševanje tveganja že v fazi konstrukcije. To velja za komponente prenosa moči, električno opremo in krmilne sisteme. Vsi ti elementi morajo biti zasnovani tako, da zagotavljajo največjo možno varnost pri uporabi.

3. Zaščitni ukrepi

Standard SIST EN ISO 10218-1 določa zahteve glede zaščitnih ukrepov, kot so fizične pregrade, blokade in izklop v sili. Namen teh ukrepov je preprečiti nenameren dostop do nevarnih delovnih območij robotov ter zagotoviti, da je mogoče robota v izrednih razmerah hitro in varno zaustaviti.

4. Varnostno povezani krmilni sistemi

Krmilni sistemi robotov morajo izpolnjevati določena merila zmogljivosti, da je ob vsaki okvari zagotovljeno varno stanje. Standard zahteva, da so ti sistemi zasnovani tako, da zmanjšujejo tveganje okvar in zagotavljajo ustrezne zaščitne mehanizme v primeru tehničnih težav.

5. Varno upravljanje robotov

Standard določa zahteve za varno upravljanje robotov, vključno s postopki zagona, zaustavitve in preklapljanja med načini delovanja. Pomembno je, da so operaterji ustrezno usposobljeni in seznanjeni z morebitnimi nevarnostmi, povezanimi z uporabo robotov.

6. Navodila za uporabo in dokumentacija

Vsak robot mora biti dobavljen s popolno dokumentacijo, ki vsebuje navodila za uporabo, varnostna opozorila in smernice za vzdrževanje. Ta dokumentacija je ključni element zagotavljanja varnosti in mora biti vsem uporabnikom robotov zlahka dostopna.

7. Usposabljanje operaterjev

Operaterji industrijskih robotov morajo biti ustrezno usposobljeni za varno uporabo opreme. Usposabljanje mora zajemati tako teoretične kot praktične vidike upravljanja robotov ter postopke ravnanja v izrednih razmerah.

8. Vzdrževanje in tehnični pregledi

Redno vzdrževanje in tehnični pregledi so nujni za ohranjanje robotov v varnem obratovalnem stanju. Standard določa zahteve glede pogostosti in obsega pregledov ter vzdrževalnih postopkov, ki jih mora izvajati usposobljeno osebje.

9. Ocena skladnosti in certificiranje

Industrijski roboti morajo izpolnjevati zahteve standarda SIST EN ISO 10218-1 in drugih ustreznih varnostnih standardov. Ocena skladnosti robotov in strojev ter certificiranje sta ključna elementa za zagotovitev, da roboti pred dajanjem na trg izpolnjujejo vsa zahtevana varnostna merila.

10. Nadzor po uvedbi

Po uvedbi robotov v delovno okolje je treba redno izvajati preglede in spremljati njihovo delovanje. Namen tega je preveriti, ali roboti še vedno izpolnjujejo varnostne zahteve, ter prepoznati in odpraviti morebitne nevarnosti, ki se lahko pojavijo med uporabo.

Industrijski roboti in robotske celice imajo ključno vlogo v sodobni industriji, saj zagotavljajo večjo produktivnost, natančnost in varnost. Uvajanje varnostnih standardov, kot je SIST EN ISO 10218-1, je nujno za zmanjševanje tveganja in zaščito delavcev. Z nadaljnjim razvojem robotske tehnologije lahko pričakujemo še večji pomen in širšo uporabo v različnih industrijskih panogah. Prihodnost industrijske robotike je obetavna, z mnogimi novimi uporabami in inovacijami, ki lahko korenito spremenijo proizvodnjo in druge dejavnosti.

Industrijski roboti in oznaka CE

Industrijski roboti morajo, čeprav so pogosto del večjih integriranih sistemov, izpolnjevati določene zahteve za pridobitev oznake CE. Oznaka CE je obvezna za številne izdelke, ki se prodajajo v Evropskem gospodarskem prostoru (EGP), in pomeni, da izdelek izpolnjuje evropske zahteve glede zdravja, varnosti in varovanja okolja.

Nedokončani stroji

Industrijski roboti se obravnavajo kot nedokončani stroji, ker jih je praviloma treba integrirati z drugimi sistemi v okviru večjih proizvodnih linij. V skladu z Direktivo o strojih (2006/42/EC) nedokončani stroji sami po sebi ne smejo biti označeni z oznako CE. Vendar pa morajo izpolnjevati nekatere zahteve:

1. Izjava o vgradnji (Declaration of Incorporation):
   • Proizvajalec nedokončanega stroja mora priložiti izjavo o vgradnji, v kateri je navedeno, da je zadevni stroj namenjen vgradnji v druge stroje ali sisteme in se ne sme uporabljati samostojno, dokler ni integriran in ocenjen v skladu z Direktivo o strojih.
2. Navodila za montažo:
   • Proizvajalec mora priložiti podrobna navodila za montažo, v katerih je določeno, kako nedokončani stroj varno integrirati z drugo opremo.

Končni postopek CE-certificiranja

Ko je industrijski robot integriran z drugimi sistemi kot del večjega stroja, odgovornost za pridobitev celotne oznake CE nosi končni proizvajalec. Postopek CE-certificiranja vključuje:

1. Ocena skladnosti:
   • Celoten integrirani sistem mora opraviti oceno skladnosti v skladu z ustreznimi direktivami, vključno z Direktivo o strojih (2006/42/EC), Direktivo EMC (2014/30/EU) ter drugimi veljavnimi direktivami, kot je na primer Direktiva o nizki napetosti (LVD).
2. Tehnična dokumentacija:
   • Končni proizvajalec mora pripraviti celotno tehnično dokumentacijo, ki vsebuje informacije o vseh integriranih komponentah, oceni tveganja in preskusih skladnosti.
3. ES-izjava o skladnosti:
   • Končni proizvajalec mora pripraviti ES-izjavo o skladnosti, v kateri je navedeno, da celoten integrirani sistem izpolnjuje vse zahteve ustreznih direktiv.
4. Oznaka CE:
   • Po zaključku postopka ocene skladnosti in pripravi ES-izjave o skladnosti lahko končni proizvajalec na celoten integrirani sistem namesti oznako CE (opomba: oznaka CE na samem robotu se ne nanaša na Direktivo o strojih).

Industrijski roboti: praktični vidiki

Primer

Podjetje, ki integrira industrijske robote, svoje izdelke dobavlja kot dele večjih sistemov avtomatizacije proizvodnje. Vsak robot je dobavljen z izjavo o vgradnji in navodili za montažo. Integrator, ki te robote vključi v proizvodno linijo, je odgovoren za to, da celoten sistem izpolnjuje zahteve direktiv EU in da za celoten sistem pridobi oznako CE.

Industrijska avtomatizacija in industrijski roboti

Industrijska avtomatizacija in industrijski roboti sta dva ključna elementa sodobne proizvodnje, ki tesno sodelujeta pri optimizaciji procesov in povečanju učinkovitosti. Njuna stičišča so številna in zajemajo različne vidike, od načrtovanja in programiranja do uvajanja in vzdrževanja sistemov.

1. Avtomatizacija proizvodnih procesov:
   • Industrijska avtomatizacija uporablja industrijske robote za avtomatizacijo različnih faz proizvodnje, kar omogoča večjo učinkovitost in znižanje stroškov. Te robote je mogoče programirati za izvajanje natančnih nalog, kot so montaža, varjenje ali pakiranje.
2. Programiranje PLC:
   • Programiranje PLC (Programmable Logic Controllers) ima ključno vlogo pri integraciji industrijskih robotov z drugimi sistemi avtomatizacije. PLC krmilijo delovanje robotov ter zagotavljajo sinhronizacijo in nemoteno delovanje celotnega proizvodnega sistema.
3. Konstrukcijski biro in Načrtovanje strojev:
   • Konstrukcijski biroji se ukvarjajo z načrtovanjem strojev, ki sodelujejo z industrijskimi roboti. Načrtovanje strojev vključuje razvoj komponent in sistemov, ki so združljivi z roboti, kar je ključno za učinkovito avtomatizacijo.
4. Varnost strojev in harmonizirani standardi:
   • Zagotavljanje varnosti strojev je eden najpomembnejših vidikov integracije industrijske avtomatizacije in robotov. Harmonizirani standardi, kot je SIST EN ISO 10218-1, določajo varnostne zahteve, ki morajo biti izpolnjene, da lahko sistemi delujejo varno in učinkovito.
5. Outsourcing inženirjev:
   • Outsourcing inženirjev podjetjem omogoča najem strokovnjakov za načrtovanje, programiranje in uvajanje sistemov avtomatizacije in robotike. Tako lahko podjetja uporabljajo najnovejše tehnologije in strokovno znanje, ne da bi morala stalno vzdrževati veliko ekipo inženirjev.
6. Izdelava industrijskih strojev:
   • Izdelava industrijskih strojev vključuje integracijo robotov in sistemov avtomatizacije. Konstrukcija strojev mora biti prilagojena sodelovanju z roboti, kar zahteva natančno načrtovanje in usklajevanje med različnimi inženirskimi ekipami.

Industrijska avtomatizacija in industrijski roboti tvorijo kompleksne, integrirane sisteme, ki zahtevajo sodelovanje na več ravneh, od načrtovanja in programiranja do uvajanja in vzdrževanja. Harmonizirani standardi ter varnost strojev so ključni za to, da ti sistemi delujejo učinkovito in varno.