Specifikace nebezpečí u průmyslových robotů a manipulátorů a z nich plynoucích rizik

8.7.2

Specifikace nebezpečí u průmyslových robotů a manipulátorů a z nich plynoucích rizik

Ing. Pavel Petrů

Bezpečnostní problematika u robotů je normativně posuzována v souladu s terminologií v normách pojednávajících obecně o bezpečnosti strojních zařízení.

 NahoruPosouzení vzniku nebezpečné situace

Výskyt nebezpečné situace je relativní. Vždy je třeba tuto situaci posuzovat podle interakce člověka s robotem. Na vzniku nebezpečné situace se více podílí robot nebo naopak člověk. V praxi se převážně vyhodnocuje vliv nebezpečí od robotu na člověka.

Nezbytným krokem pro posouzení nebezpečné situace je identifikace všech závažnějších nebezpečí vztahujících se k prováděným činnostem u stroje a posléze ke stanovení rizik spojených s každým identifikovaným nebezpečím.

Podle závažnosti nebezpečné situace je žádoucí přijímat adekvátní bezpečnostní opatření (technická nebo organizační) a tak dosáhnout snížení rizika.

 NahoruRealizace bezpečnostních opatření

Bezpečnostní opatření je permanentní záležitostí, kterému je třeba věnovat pozornost během celé doby životnosti robotu.

Bezpečnostní opatření u robotů realizuje kromě výrobce i uživatel. Zavádí je během celé doby životnosti robotu.

Zbytková rizika, která nebylo možno odstranit při výrobě robotu, musejí být uživateli známa (např. z dokumentace k robotu od výrobce – dodavatele). Na základě těchto poznatků je uživatel povinen (v souladu s příslušnou legislativou) zavádět adekvátní bezpečnostní opatření k dosažení snížení rizika na přijatelnou úroveň.

Mezi bezpečnostní opatření patří zejména:

• školení a výchova pracovníků k dodržování technologické kázně,

• nošení předepsaných osobních ochranných pracovních prostředků,

• získávání trvalého přehledu o dodržování (porušování) bezpečnostních předpisů a evidence všech případů nebezpečných situací a událostí,

• podle příslušných legislativních ustanovení je dána povinnost zpracování přehledu nebezpečí a rizik vyskytujících se při práci na robotu.

Přes veškeré úsilí výrobců a uživatelů robotů se na robotizovaných pracovištích nevyhneme nebezpečným situacím, které vycházejí z různých příčin.

 NahoruVznik nebezpečí

Výchozí specifické vlastnosti robotu zapříčiňující možnosti vzniku nebezpečné situace:

• vyžadují velký prostor pro automatické přemisťování předmětů, z čehož plyne riziko úrazu po celé dráze pohybu robotu,

• pohybují se velkou rychlostí v různých směrech, to ovlivňuje nebezpečí udeření a přimáčknutí pracovníka,

• vykonávají se současné pohyby v několika osách, což znesnadňuje únik z ohroženého prostoru,

• pohybující se strojní součásti mají velkou hmotnost, tedy stupňují nebezpečí úderu a poranění větší kinetickou energií,

• navazují na technologický proces (např. svařování, nástřiky, broušení apod.). Ze zdánlivé nečinnosti robotu a jeho následného neočekávaného pohybu vznikají nejtěžší úrazy,

• zvyšuje se riziko poškození zdraví vznikem poruchové situace u některého ze systémů robotu,

• nevhodná koncepce uspořádání pracoviště; zejména jde-li o nedostatečné zábrany zamezující přístup do nebezpečného prostoru při činnosti robotu.

Příčiny vzniku nebezpečné situace na robotizovaném pracovišti jsou:

• konstrukční řešení umožňuje vznik nežádoucích událostí při obsluze a údržbě,

• ochrana pracoviště svou koncepcí neplní funkce zajištění bezpečnosti práce, popř. tato vůbec chybí,

• ovládání funkce robotu a periferních zařízení umožňuje navození chybných operací,

• zajištění bezpečné obsluhy je na nízké technické úrovni,

• návrh určité konfigurace jednotlivých prvků pracoviště vyvolává zvýšené ohrožení obsluhy,

• použití daného typu robotu v nevhodném prostředí,

• nucený vstup do nebezpečného prostoru,

• úmyslné vyřazení bezpečnostních prvků z funkce,

• zanedbání zásad bezpečné práce.

 NahoruPoznatky z praxe

Zkušenosti z praxe ukazují, že pracovní charakteristiky robotů mohou být podstatně odlišné od charakteristik ostatních výrobních strojů a zařízení. Jejich typickou charakteristikou jsou schopnosti pohybů s vysokou energií ve velkém prostoru nad jejich základnou. Způsob a zahájení pohybu akčních členů robotu (ramena, koncový efektor – chapadla) lze předvídat jen s obtížemi, neboť se pohyb může měnit z režimu zdánlivého klidu v následný rychlý pohyb, případně vlivem dalších okolních podmínek podle povahy pracovního procesu, či vzniku možné poruchy nevyjímaje. Významnou úlohu u robotu má řídicí systém určený mimo jiné i na zajišťování bezpečnostních funkcí (viz ČSN CR 954-100 : 2000 /83 3205/).

 NahoruVztah člověk a robot

Co se týče postavení člověka u robotu, nelze opomenout určité bezpečnostní zvláštnosti. Robot pracuje jakoby nezávisle na člověku. Tato nezávislost je relativní, neboť činnost člověka se do provozu robotu promítá ve speciálních úkonech, které se týkají přípravy robota do provozu a posléze jeho kontroly při plnění předepsané funkce. Nejnáročnější úkoly pro člověka spočívají v obsluze a údržbě, při seřizování a programování robotu. Při provádění těchto činností se občas požaduje, aby se člověk pohyboval ve vymezeném prostoru v době, kdy je akční člen v chodu. Protože se však vymezený prostor robotu může překrývat s vymezeným prostorem jiného robotu nebo s pracovní oblastí jiného výrobního stroje nebo souvisejících zařízení, vznikají další rizika pro člověka.

Před výběrem vhodného způsobu bezpečnostního opatření je nutné identifikovat možné nebezpečí a odhadnout související rizika. Tato problematika je řešena v ČSN EN ISO 14121-1 : 2008 (83 3010) při posuzování a řešení snižování nebezpečí/rizik u strojních zařízení (strojů). V zásadě všechny způsoby bezpečnostních opatření musejí umožnit bez omezení prováděnou činnost s roboty, jako je bezpečné ladění výukového programování, seřizování, ověřování diagnostického programu a operace pro vyhledávání poruchy.

Přesto zde dochází ke kvalitativním změnám. S nástupem robotizace v zásadě dochází:

• ke snížení pravděpodobnosti přímého poškození člověka v důsledku nahrazení jeho výkonné činnosti funkcí robotu,

• ke zmenšení možnosti poškození zdraví člověka jeho oddálením od nebezpečných funkcí robotu a tak snížení možného rizika úrazu.

 NahoruNebezpečí při provozu robotů

Přes tato pozitivní zjištění je však nutné si uvědomit, že dochází ke vzniku zcela nových nebezpečí a rizik vyplývajících z nových technologií. U robotů je jejich porucha (selhání funkce řídicího systému) spojena se specifickým nebezpečím pohybů ramene robotu v nepředvídatelných směrech a nepředvídatelnou rychlostí. Navíc pohybový prostor robotů je značně velký a zasahuje i do zadních…