Roboty przemysłowe delta, spawalnicze i koboty. Jak klasyfikuje je PN-EN ISO 8373:2021 ?

Roboty przemysłowe. Praktyczne wymagania, zastosowania i najczęstsze błędy integracyjne w polskich zakładach produkcyjnych

Roboty przemysłowe są dziś jednym z kluczowych elementów automatyzacji zakładów produkcyjnych. Sektor spożywczy, automotive, FMCG, logistyka czy metalurgia wykorzystują różne typy robotów: roboty delta, roboty spawalnicze i roboty kolaboracyjne (koboty). Każdy z nich pełni inną funkcję i podlega innym wymaganiom bezpieczeństwa.

Aby poprawnie je dobrać, zintegrować i eksploatować, konieczne jest zrozumienie klasyfikacji i terminologii opisanej w normie PN-EN ISO 8373:2021, która stanowi aktualną podstawę terminologiczną robotyki przemysłowej (źródło: https://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-8373-2021-06e.html).

W tym artykule omawiamy różnice między popularnymi typami robotów, wymagania normatywne, najczęstsze błędy integracyjne oraz rolę integratora i użytkownika. Wskazujemy też, jak Automatech wspiera firmy w robotyzacji produkcji:
https://automatech.pl/

Co określa PN-EN ISO 8373:2021 i dlaczego jest to kluczowe przy wyborze robota

Norma PN-EN ISO 8373:2021 definiuje podstawowe pojęcia robotyki przemysłowej. W praktyce oznacza to, że wpływa ona bezpośrednio na:

• sposób klasyfikacji robotów
• zakres oceny ryzyka
• dobór zabezpieczeń
• odpowiedzialność integratora podczas nadawania CE
• konstrukcję i dokumentację całej celi robotycznej

Norma nie opisuje tego, jak robot ma być zbudowany, ale precyzyjnie określa, czym jest robot, czym jest kobot, co to jest system robotyczny, manipulator, czujnik, ścieżka ruchu itd. Od właściwego zrozumienia tych pojęć zależy późniejsze bezpieczeństwo aplikacji.
Szerszy kontekst przepisów dotyczących maszyn opisano także w Dyrektywie Maszynowej 2006/42/WE oraz nowym Rozporządzeniu 2023/1230 (źródło: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELEX:32006L0042 oraz https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELEX:32023R1230).

Więcej o robotach przemysłowych piszemy tu:
https://automatech.pl/roboty-przemyslowe-i-coboty/

Roboty delta. Szybkość, dynamika i specyficzne wymagania bezpieczeństwa

Roboty delta to manipulator równoległy o bardzo niskiej masie własnej i wyjątkowej dynamice. Są jednymi z najszybszych robotów stosowanych w przemyśle. Międzynarodowa Federacja Robotyki zalicza je do grupy robotów równoległych używanych głównie do zadań pick and place (źródło: https://www.ifr.org/robot-technology/robot-types/).

Zastosowania robotów delta:

• szybkie pick and place
• sortowanie żywności
• konfekcja produktów FMCG
• układanie lekkich elementów na przenośnikach
• pakowanie i kartonowanie

Dlaczego roboty delta stanowią wyzwanie:

• pracują z bardzo dużą prędkością
• generują wysokie przyspieszenia
• wymagają precyzyjnych osłon mechanicznych
• nie da się ich używać w trybie kolaboracyjnym

Najczęstszy błąd integratorów to niedoszacowanie energii ruchu i montaż zbyt słabych osłon. Przy robotach delta ocena ryzyka musi uwzględniać energię kinetyczną całego układu, zgodnie z ogólnymi wymaganiami bezpieczeństwa maszyn.

Przykładowe wdrożenia tego typu omawiamy na blogu Automatech:
https://automatech.pl/blog/

Roboty spawalnicze. Wysoka powtarzalność i najwyższy poziom ryzyk procesowych

Roboty spawalnicze to jedna z najbardziej rozwiniętych kategorii robotyki. Powszechnie stosowane w branży automotive, metalowej i konstrukcyjnej.

Zastosowania robotów spawalniczych:

• spawanie MIG, MAG, TIG
• spawanie konstrukcji stalowych
• produkcja ram, wsporników, elementów nośnych
• zrobotyzowane obrotniki i pozycjonery

Główne ryzyka przy robotach spawalniczych:

• promieniowanie łuku
• odpryski metalu
• wysoka temperatura
• ryzyko kolizji z robotem
• dymy spawalnicze

Organizacje takie jak OSHA i TWI od lat zwracają uwagę, że spawanie (również zrobotyzowane) należy do procesów o podwyższonym ryzyku dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników (źródło: https://www.osha.gov/welding-cutting-brazing oraz https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-robotic-welding).

Integracja robota spawalniczego zawsze wymaga:

• zastosowania osłon zgodnych z normami BHP
• wydajnej wentylacji i odciągu dymów
• odpowiednio zaprojektowanej celi robotycznej
• pełnej oceny ryzyka zgodnej z PN-EN ISO 12100 i PN-EN ISO 10218 (źródło: https://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-10218-1-2020-05e.html)

Pomagamy w takich projektach w ramach audytów bezpieczeństwa:
https://automatech.pl/audyty-bezpieczenstwa-maszyn-i-oznakowanie-ce/

Robot kolaboracyjny (kobot). Fakty, ograniczenia i najczęstsze nieporozumienia

Robot kolaboracyjny, czyli kobot, to robot zaprojektowany do pracy w pobliżu człowieka. Nie oznacza to jednak, że każda aplikacja jest bezpieczna bez osłon.

ISO/TS 15066, czyli specyfikacja techniczna dla robotów współpracujących, opisuje szczegółowo wymagania dla aplikacji kolaboracyjnych i dopuszczalne poziomy sił oraz nacisków przy kontakcie człowieka z robotem (źródło: https://www.iso.org/standard/62996.html).

Wg ISO/TS 15066 istnieją cztery tryby kolaboracji:

• zatrzymanie monitorowane
• prowadzenie ręczne
• ograniczenie siły i prędkości
• monitorowanie prędkości i odległości

Najczęstsze błędy przy kobotach:

• instalowanie kobota w aplikacji, która nie spełnia warunków kolaboracji
• brak weryfikacji sił kontaktu wg ISO/TS 15066
• brak oceny ryzyka całej aplikacji, a nie tylko robota
• przekonanie, że kobot nie wymaga osłon

Koboty świetnie sprawdzają się w:

• montażu
• pakowaniu
• dozowaniu
• obsłudze maszyn CNC
• paletyzacji

EU OSHA podkreśla, że rozwój robotyki współpracującej nie zwalnia pracodawcy z obowiązku przeprowadzenia oceny ryzyka i zastosowania odpowiednich środków ochronnych (źródło: https://osha.europa.eu/en/themes/robotics).

Pełną ofertę cobotów i robotów przemysłowych opisujemy tutaj:
https://automatech.pl/roboty-przemyslowe-i-coboty/

Cobot spawalniczy. Połączenie elastyczności kobota i jakości procesu spawania

Coboty spawalnicze to szybko rosnący segment rynku. Łączą prostotę programowania kobotów z jakością spoin robotów spawalniczych.

Główne zalety cobotów spawalniczych:

• prowadzenie ręczne, tak zwany „teach in”
• szybkie wdrożenie
• możliwość pracy w małych i średnich firmach
• powtarzalność spoin przy krótkich seriach
• mniejszy koszt niż pełna cela spawalnicza

Najczęstsze błędy przy cobotach spawalniczych:

• brak ekranów spawalniczych
• niewystarczająca wentylacja
• brak osłon przed promieniowaniem łuku
• traktowanie cobota jak bezpiecznej zabawki

Cobot spawalniczy to wciąż proces wysokiego ryzyka i wymaga pełnej oceny bezpieczeństwa, tak jak klasyczne roboty spawalnicze. Wytyczne dotyczące bezpiecznego spawania, również w kontekście automatyzacji, można znaleźć w materiałach OSHA i TWI (źródło: https://www.osha.gov/welding-cutting-brazing oraz https://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/faq-robotic-welding).

Porównanie typów robotów. Robot delta, robot spawalniczy, robot kolaboracyjny

Najczęstsze błędy zakładów przy doborze robotów

• dobór robota pod cenę, a nie pod aplikację
• brak oceny ryzyka
• błędne założenie, że kobot zawsze może pracować bez osłon
• ignorowanie wymagań PN-EN ISO 10218
• niedoszacowanie energii przy robotach delta
• traktowanie cobota spawalniczego jak aplikacji bez ryzyk
• brak audytu bezpieczeństwa przed uruchomieniem

EU OSHA i krajowe organy nadzoru, w tym PIP, regularnie wskazują, że nieprawidłowa integracja robotów i brak oceny ryzyka są jednymi z głównych problemów w zakładach stosujących robotyzację (źródło: https://osha.europa.eu/en/themes/robotics oraz https://www.pip.gov.pl).

W takich sytuacjach wspieramy działy UR, BHP i integratorów:
https://automatech.pl/modernizacja-maszyn/

Obowiązki integratora, producenta i użytkownika

Integrator:

• projektuje kompletną celę
• wykonuje ocenę ryzyka
• dobiera systemy bezpieczeństwa
• nadaje CE dla całego systemu

Producent robota:

• dostarcza dokumentację urządzenia
• identyfikuje parametry techniczne
• opisuje ograniczenia użytkowania

Użytkownik, czyli zakład:

• zapewnia szkolenia
• wdraża procedury LOTO
• prowadzi nadzór i przeglądy
• odpowiada za bezpieczną eksploatację

Szkolenia Automatech dostępne są tutaj:
https://automatech.pl/szkolenia/

Kierunki rozwoju robotyki a zgodność z normami

Najważniejsze trendy:

• coboty o udźwigu 20–30 kg
• roboty mobilne łączone z kobotami
• roboty delta z wizyjną kontrolą 3D
• adaptacyjne spawanie z wykorzystaniem algorytmów AI
• automatyzacja małych zakładów, boom na koboty i coboty spawalnicze

Międzynarodowa Federacja Robotyki prognozuje dalszy wzrost liczby instalowanych robotów, w tym systemów kolaboracyjnych oraz zrobotyzowanych aplikacji w przemyśle spożywczym i logistycznym (źródło: https://www.ifr.org).

Normy takie jak PN-EN ISO 8373:2021, PN-EN ISO 10218 czy ISO/TS 15066 będą musiały być stosowane niezależnie od postępu technologicznego.

Jak Automatech wspiera firmy w robotyzacji

Automatech zapewnia kompleksowe wsparcie we wdrożeniach robotów przemysłowych:

• dobór robotów delta, spawalniczych i kobotów
• projektowanie cel robotycznych
• integracja robotów z maszynami i systemami bezpieczeństwa
• audyty bezpieczeństwa i oceny ryzyka
• szkolenia operatorów i UR
• modernizacje stanowisk i linii

Więcej o naszych usługach:

• O nas: https://automatech.pl/o-nas/
• Roboty przemysłowe i coboty: https://automatech.pl/roboty-przemyslowe-i-coboty/
• Audyty CE: https://automatech.pl/audyty-bezpieczenstwa-maszyn-i-oznakowanie-ce/
• Modernizacje: https://automatech.pl/modernizacja-maszyn/
• Kontakt: https://automatech.pl/kontakt/