ГОСТ Р 60.1.2.2-2016/ИСО 10218-2:2011. Национальный стандарт Российской Федерации. Роботы и робототехнические устройства. Требования по безопасности для промышленных роботов. Часть 2. Робототехнические системы и их интеграция

5.4 Ограничение движения робота

 

5.4.1 Общие положения

Установка робота должна быть спроектирована и интегрирована так, чтобы снизить воздействие потенциальных опасностей на персонал. Робототехнические системы могут иметь потенциально большой рабочий объем (максимальное пространство), в частности при работе с большими объектами. Размещение периметровых ограждений для защиты людей от опасностей, создаваемых робототехнической системой (создание защищенного пространства), на таких максимальных расстояниях может привести к огораживанию необоснованно большого пространства, которое превышает пространство, необходимое роботам для выполнения заданий (рабочее пространство). Для того чтобы уменьшить размеры защищенного пространства, максимальное пространство должно быть ограничено с помощью интегрированных или внешних устройств, которые ограничивают движение робототехнической системы (ограниченное пространство).

5.4.2 Создание защищенного и ограниченного пространств

Защищенное пространство должно быть создано с помощью периметрового ограждения. Оно должно быть сформировано при правильном учете местоположения и размещения машин и опасностей внутри защищенного пространства.

Ограниченное пространство робототехнической системы должно быть создано с помощью средств, ограничивающих движение робота, рабочего органа, приспособлений и обрабатываемой детали. Ограниченное пространство должно быть меньше максимального пространства. Ограниченное пространство должно располагаться внутри защищенного пространства и должно быть максимально приближено к размерам рабочего пространства, насколько это практически осуществимо.

Периметровые ограждения не должны устанавливаться по отношению к опасности ближе границ ограниченного пространства. Если периметровое ограждение сконструировано так, чтобы выполнять функции ограничивающего устройства в соответствии с 5.4.3, то данное периметровое ограждение формирует часть границы как для защищенного, так и для ограниченного пространства.

Дополнительные ограждения могут потребоваться для рабочих мест оператора (например, для места загрузки деталей). Динамическое ограничение (см. 5.4.4), взаимосвязанные и другие ограждения могут использоваться для того, чтобы обеспечить невозможность подвергания оператора опасностям на рабочем месте.

5.4.3 Средства для ограничения движения

Ограничение движения робототехнической системы может быть осуществлено с помощью средств, интегрированных в робот (например, программное ограничение с расчетной безопасностью степеней подвижности и рабочего пространства или жесткие упоры, установленные изготовителем), установки внешних ограничивающих устройств или комбинации обоих методов. Ограничивающие средства используются для ограничения пространства, в котором робот может выполнять свое задание, т.е. ограниченное пространство создается меньше максимального пространства с помощью ограничивающих устройств.

Ограничивающие устройства могут быть двух типов: механические ограничивающие устройства и немеханические ограничивающие устройства. Механические ограничивающие устройства физически ограничивают перемещение робота за заданные границы. Немеханические ограничивающие устройства не ограничивают сами движения робота, но вызывают остановку с помощью системы управления роботом. Поэтому немеханические ограничивающие устройства требуют, чтобы интегратор учитывал расстояние, необходимое для остановки робота, при создании ограниченного пространства робота.

Любые связанные с безопасностью органы управления, подключенные к управлению роботом, должны соответствовать требованиям ИСО 10218-1.

Ограничивающие устройства должны быть правильно настроены и закреплены. Если метод ограничения диапазона движения заложен в конструкцию, то он должен соответствовать одному из следующих требований:

- если используются механические упоры, то они должны соответствовать требованиям ИСО 10218-1 к ограничивающим устройствам и, если применимо, требованиям к устройствам динамического ограничения;

- если используются альтернативные методы ограничения диапазона движения, то они должны быть сконструированы, построены и установлены так, чтобы соответствовать по крайней мере требованиям для ограничения степеней подвижности из ИСО 10218-1. Данные методы должны соответствовать по крайней мере требованиям из 5.2.2, если только при общей оценке рисков не было определено, что должен быть выбран другой критерий. Расстояние, необходимое для остановки и связанное с ограничивающими средствами, должно быть учтено при расчете ограниченного пространства. Информация и характеристики, касающиеся времени и расстояния, которые необходимы для остановки робота, приведены в ИСО 10218-1.

При использовании немеханических ограничивающих устройств, включая программное ограничение с расчетной безопасностью степеней подвижности и рабочего пространства (см. ИСО 10218-1), ограниченное пространство должно определяться для робота с реальной нагрузкой. Если скорость робота ограничена с помощью системы оперативного контроля, соответствующей требованиям 5.2.2, то ограниченное пространство может быть создано на основе сконфигурированного ограничения скорости. В противном случае ограниченное пространство должно быть создано на основе максимальной скорости робота.

Если робот имеет встроенное программное ограничение с расчетной безопасностью степеней подвижности и рабочего пространства, которое используется согласно инструкциям изготовителя, то информация о программных ограничениях, установленных с помощью данного средства, должна быть приведена в информации по использованию.

В тех случаях, когда периметровое ограждение выполняет функции ограничивающего устройства, результаты общей оценки рисков должны быть использованы для определения требований к конструкции, прочности и деформируемости данного ограждения.

Примечания

1 Для роботов, способных корректировать скорость в зависимости от реальной нагрузки, возможно использование максимальных параметров, если робот перемещает груз менее номинальной нагрузки.

2 Ограниченное пространство определяют по тому, где движение робота может реально остановиться, а не по тому, где остановка была инициирована. Это может быть точно определено с помощью механических ограничивающих устройств (например, жестких упоров). При размещении немеханических ограничивающих устройств необходимо учитывать время их активизации и расстояние, необходимое для остановки робота. Это относится и к конфигурациям связанного с безопасностью программного обеспечения задания оси и ограничения рабочего пространства робота.

3 Устройства, разработанные для защиты машины (например, защита от перегрузки по току и датчики столкновения), не подходят в качестве ограничивающих устройств, если только они не сконструированы, протестированы и определены специально для использования как устройства обеспечения безопасности для целей ограничения движения в соответствии с ИСО 10218-1.

4 Использование периметрового ограждения в качестве ограничивающего устройства обычно осуществимо только в тех случаях, когда роботы не могут вызвать опасных деформаций ограждения.

 

5.4.4 Динамическое ограничение

Динамическое ограничение - это автоматически контролируемое изменение ограниченного пространства робототехнической системы при выполнении части цикла работы робототехнической системы. Управляющие устройства, такие как, но не ограниченные ими, кулачковые конечные выключатели, световые завесы или управляемые выдвижные жесткие упоры, могут быть использованы для дополнительного ограничения движений робота в ограниченном пространстве при выполнении роботом программы задания. Для этого механические ограничивающие устройства должны быть способны остановить движение робота в условиях номинальной нагрузки и скорости. Соответствующие связанные с безопасностью системы управления должны соответствовать требованиям из 5.2.

Расположение динамически ограниченных пространств должно быть определено в информации по использованию. Для немеханических ограничивающих устройств они должны быть определены как границы пространств, в которых инициируется остановка, так и пространств, в которых робот окончательно останавливается (ограниченное пространство).

Примечание - Динамическое ограничение может быть полезно при разработке двух альтернативно выбираемых ограниченных пространств для повышения производительности роботизированного модуля с помощью одного робота, обслуживающего два рабочих места.