ГОСТ Р 60.1.2.3-2021/ISO/TS 15066:2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Роботы и робототехнические устройства. Требования безопасности для роботов, работающих совместно с человеком

5.5 Совместная работа

5.5.1 Общие положения

При совместной работе могут быть использованы один или несколько следующих методов:

a) контролируемая остановка с расчетной безопасностью;

b) ручное управление;

c) ограничение скорости и соблюдение защитного расстояния разделения;

d) ограничение мощности и силы.

5.5.2 Контролируемая остановка с расчетной безопасностью

5.5.2.1 Описание

При этом способе работы используются возможности контролируемой остановки робота с расчетной безопасностью, обеспечивающей прекращение движения робота в совместном рабочем пространстве прежде, чем оператор войдет в совместное рабочее пространство для взаимодействия с робототехническим комплексом с целью выполнения задачи (например, для погрузки детали в рабочий орган робота). Если в совместном рабочем пространстве нет оператора, робот может работать в режиме несовместного выполнения операции. Когда робототехнический комплекс находится в совместном рабочем пространстве, срабатывает функция контролируемой остановки с расчетной безопасностью и движение робота прекращается. Оператору разрешается войти в совместное рабочее пространство. Движение робототехнического комплекса может продолжаться без каких-либо дополнительных вмешательств только после выхода оператора из совместного рабочего пространства.

5.5.2.2 Требования к роботу

Для того, чтобы робототехнический комплекс мог быть использован в совместной операции, в которой безопасность обеспечивается путем контролируемой остановки с расчетной безопасностью, он должен удовлетворять следующим требованиям:

a) если движение робота ограничено, то ограничения должны соответствовать ИСО 10218-1:2011, подраздел 5.12;

b) робот должен быть оснащен функцией, обеспечивающей защитную остановку в соответствии с ИСО 10218-1:2011, пункт 5.5.3.

5.5.2.3 Требования к робототехническому комплексу

Действия, выполняемые робототехническим комплексом при обеспечении безопасности с использованием контролируемой остановки с расчетной безопасностью, указаны на рисунке 2. Робототехническому комплексу разрешено перемещаться в совместное рабочее пространство только в том случае, если оператор отсутствует в нем. Если оператора нет в совместном рабочем пространстве, робототехнический комплекс может работать в нем несовместно.

 

 

Рисунок 2 - Таблица истинности в операциях с использованием

контролируемой остановки с расчетной безопасностью

 

Совместное рабочее пространство должно устанавливаться с учетом расстояний, которые соответствуют требованиям ИСО 13855. Система управления робота должна быть оборудована устройствами безопасности, которые обнаруживают наличие оператора в совместной рабочем пространстве. Доступ оператора к ограниченному пространству, находящемуся вне совместного рабочего пространства, должен быть предотвращен в соответствии с оценкой рисков.

Если безопасность обеспечивается контролируемой остановкой с расчетной безопасностью, оператор должен иметь доступ к совместному рабочему пространству только при следующих условиях:

a) когда в совместном рабочем пространстве отсутствуют робототехнический комплекс и другие опасности;

b) когда робототехнический комплекс находится в совместном рабочем пространстве и безопасность обеспечивается контролируемой остановкой с расчетной безопасностью (останов категории 2) в соответствии с ИСО 10218-1:2011, подраздел 5.4. Эта функция обеспечения безопасности должна оставаться активированной в течение всего времени, пока оператор находится в совместном рабочем пространстве;

c) когда робототехнический комплекс находится в совместном рабочем пространстве и используется защитная остановка в соответствии с требованиями ИСО 10218-1:2011, подраздел 5.4 и пункт 5.5.3.

При обеспечении безопасности путем использования контролируемой остановки с расчетной безопасностью (остановкой категории 2) робот может замедлиться после инициализации функции, реализованной в соответствии с требованиями МЭК 60204-1.

Когда оператор покидает совместное рабочее пространство, функция контролируемой остановки с расчетной безопасностью может быть отключена и движение робототехнического комплекса может возобновиться автоматически.

Любое условие, нарушающее эти эксплуатационные требования, должно привести к защитной остановке (остановке категории 0) в соответствии с требованиями МЭК 60204-1.

5.5.3 Ручное управление

5.5.3.1 Описание

При этом способе работы оператор использует ручное устройство для передачи команд движения роботу. Перед тем, как оператору будет разрешено войти в совместное рабочее пространство и выполнить задание, требующее ручного управления, робот должен перейти в состояние контролируемой остановки с расчетной безопасностью (см. 5.5.2). Задание выполняется путем ручного управления задающими устройствами, расположенными на или вблизи рабочего органа робота.

Робототехнические комплексы, используемые для ручного управления, могут быть оснащены дополнительными функциями, такими как усилители силы, виртуальные зоны безопасности или трекинг-технологии.

Если в задаче ручного управления выполняются требования 5.5.5, то требования 5.5.3 не применяются.

5.5.3.2 Требования

5.5.3.2.1 Общие положения

У робота должны быть предусмотрены функция контролируемой скорости с расчетной безопасностью (см. ИСО 10218-1:2011, пункт 5.6.4) и функция контролируемой остановки с расчетной безопасностью (см. 5.5.2). Определение ограничения контролируемой скорости с расчетной безопасностью должно осуществляться на основе оценки рисков. Если безопасность оператора зависит от ограничения диапазона перемещений робота, то в роботе должно быть предусмотрено программное ограничение степеней подвижности и пространства с расчетной безопасностью.

Последовательность действий для ручного управления следующая:

a) робототехнический комплекс готов к ручному управлению, когда он входит в совместное рабочее пространство и активирует функцию контролируемой остановки с расчетной безопасностью (см. 5.5.2), оператор может затем войти в совместное рабочее пространство;

b) когда оператор перевел управление робототехнического комплекса на устройство ручного управления, состояние контролируемой остановки с расчетной безопасностью прекращается и оператор выполняет задачу ручного управления;

c) когда оператор освобождает задающее устройство, робототехнический комплекс должен вернуться в состояние контролируемой остановки с расчетной безопасностью (см. 5.5.2);

d) когда оператор вышел из совместного рабочего пространства, робототехнический комплекс может возобновить несовместную работу.

Если оператор входит в рабочее пространство для совместной работы до того, как робототехнический комплекс готов для ручного управления, он должен быть остановлен посредством защитной остановки (см. ИСО 10218-1:2011, пункт 5.5.3).

Доступ в ограниченное пространство вне совместного рабочего пространства должен быть предотвращен в соответствии с оценкой рисков.

5.5.3.2.2 Задающее устройство

Робототехнический комплекс должен быть оснащен задающим устройством, которое обеспечивает возможность активации аварийной остановки (см. ИСО 10218-1:2011, пункты 5.5.2 и 5.8.4), и деблокирующим устройством (см. ИСО 10218-1:2011, пункты 5.8.3), если противное не предусмотрено требованиями 5.4.5, которые позволяют исключить деблокирующее устройство.

Задающее устройство должно быть расположено с учетом следующих требований:

a) обеспечивать возможность оператору находиться вблизи робота, для того чтобы иметь возможность непосредственно наблюдать за движением робота и за любыми опасностями, которые могут возникнуть в результате этого движения (например, путем установки элементов управления на рабочем органе робота);

b) расположение и поза оператора не должны приводить к дополнительным опасностям (например, оператор не находится под действием большой нагрузки или под манипулятором);

c) местоположение оператора должно обеспечивать беспрепятственный просмотр всего совместного рабочего пространства (например, чтобы увидеть дополнительных лиц, входящих в совместное рабочее пространство).

Соответствие осей движения органов управления ручным задающим устройством и осей движения робота должно быть четко обозначенным и легко понятным. Направление осей движения и вращения робота и его рабочего органа должно быть интуитивно понятным и также интуитивно понятно задаваться ручным задающим устройством.

5.5.3.2.3 Переходы между ручным управлением и другими типами выполнения операций

Переходы между работой в режиме ручного управления и несовместной работой или другими видами совместной работы не должны приводить к дополнительным рискам. Оператор должен контролировать такие переходы путем своих действий (например, с использованием деблокирующего устройства) или поведения (например, покидая совместное рабочее пространство).

Конкретными аспектами, которые следует учитывать в этих случаях, являются:

a) переход от ручного управления к контролируемой остановке с расчетной безопасностью (см. 5.5.1), остановка движения робота и контролируемая остановка с расчетной безопасностью не должны приводить к дополнительным опасностям;

b) переходы от контролируемой остановки с расчетной безопасностью на ручное управление не должны приводить к неожиданному движению;

c) при переходе от ручного управления к несовместным действиям все операторы должны выйти из совместного рабочего пространства до того, как робототехнический комплекс сможет продолжить работу в несовместном режиме;

d) переход от несовместной работы к ручному управлению не должен приводить к дополнительным опасностям.

5.5.3.2.4 Оценка рисков

Снижение риска достигается за счет сочетания прямого управления оператором движением робота и соответствующих ограничений с расчетной безопасностью по скорости и положению, определяемыми при оценке рисков. При оценке рисков необходимо отдельно учитывать:

a) контролируемую скорость с расчетной безопасностью, которая позволяет оператору контролировать движения робота и сопутствующие опасности;

b) время и расстояние, которые требуются роботу, чтобы остановиться при освобождении деблокирующего устройства или инициировании защитной остановки, например для подготовки рабочего пространства с учетом местоположения оператора и препятствий;

c) опасности, вызванные заготовкой, рабочим органом робота, периферийными устройствами или прикладными устройствами.

5.5.4 Контроль скорости и разделения

5.5.4.1 Описание

При этом способе работы робототехнический комплекс и оператор могут перемещаться одновременно в совместном рабочем пространстве. Снижение рисков достигается за счет постоянного поддержания защитного расстояния разделения между оператором и роботом. Во время движения робота робототехнический комплекс никогда не приближается к оператору ближе, чем на расстояние защитного разделения. Когда расстояние разделения становится меньше безопасного расстояния, робототехнический комплекс останавливается. Когда оператор удаляется от робототехнического комплекса, он может автоматически возобновить движение в соответствии с требованиями настоящего раздела, поддерживая минимум защитное расстояние разделения, при котором обеспечивается безопасность. Когда робототехнический комплекс уменьшает свою скорость, соответственно уменьшается и расстояние защитного разделения.

5.5.4.2 Требования

5.5.4.2.1 Общие положения

У робота должны быть предусмотрены функция контролируемой скорости с расчетной безопасностью (см. ИСО 10218-1:2011, пункт 5.6.4) и функция контролируемой остановки с расчетной безопасностью (см. 5.5.2). Если безопасность оператора зависит от ограничения диапазона перемещений робота, то в роботе должно быть предусмотрено программное ограничение степеней подвижности и пространства с расчетной безопасностью (см. ИСО 10218-1:2011, пункт 5.12.3). Система контроля скорости и разделения должна соответствовать требованиям 5.2.

Контроль скорости и разделения должен применяться ко всем лицам в совместном рабочем пространстве. Если данная защитная мера имеет ограничение на число лиц, одновременно находящихся в совместном рабочем пространстве, то в информации по использованию должно быть указано максимально допустимое число лиц. Если это максимальное значение превышено, должна произойти защитная остановка.

Если расстояние разделения между опасной частью робототехнического комплекса и любым оператором становится ниже расстояния защитного разделения, то система управления робота должна:

a) инициировать защитную остановку;

b) инициировать функции с расчетной безопасностью, связанные с робототехническим комплексом в соответствии с ИСО 10218-2:2011 (пункт 5.11.2), например выключение всех опасных устройств.

Возможности, с использованием которых система управления роботом может избежать нарушения расстояния защитного разделения, включают (но не ограничиваются):

- снижение скорости возможно с последующим переходом к контролируемой остановке с расчетной безопасностью (см. 5.4.1);

- движение по альтернативному пути, который не нарушает расстояние защитного разделения, при этом продолжая контролировать скорость и разделение.

Когда фактическое расстояние разделения будет равно или станет превышать расстояние защитного разделения, движение робота может быть возобновлено.

5.5.4.2.2 Постоянные и переменные значения скорости и разделения

Максимально допустимые скорости и минимальные расстояния для защитного разделения в прикладной системе могут быть как переменными, так и постоянными. Для переменных значений максимально допустимые скорости и расстояния для защитного разделения могут непрерывно регулироваться в зависимости от относительных скоростей и расстояния между робототехническим комплексом и оператором. Для постоянных значений максимальная допустимая скорость и расстояние защитного разделения определяются путем оценки рисков исходя из наихудших случаев на протяжении всей траектории движения прикладной системы.

Средства для определения относительных скоростей и расстояний между оператором и робототехническим комплексом должны соответствовать требованиям безопасности, содержащимся в ИСО 10218-2:2011, пункт 5.2.2.

5.5.4.2.3 Сохранение достаточного расстояния разделения

Во время автоматической работы опасные части робототехнического комплекса никогда не должны приближаться к оператору ближе, чем на расстояние защитного разделения. Расстояние защитного разделения может быть рассчитано на основе концепций, используемых для создания формулы минимального расстояния в ИСО 13855, модифицированной с учетом следующих опасностей, связанных с контролем скорости и разделения:

a) в ситуациях с установленной постоянной скоростью используется наихудшее значение для контролируемой скорости робота. Это значение зависит от прикладной системы и подтверждается при оценке рисков. Предельное значение скорости должно быть установлено как значение контролируемой скорости, при которой обеспечивается безопасность согласно ИСО 10218-1:2011 (пункт 5.6.4) для того, чтобы гарантировать, что порог ограничения не будет превышен;

b) в ситуациях с переменной скоростью в каждый момент времени скорости движения робототехнического комплекса и оператора используются для того, чтобы определить приемлемое значение расстояния защитного разделения. Управляющая функция для этого должна соответствовать ИСО 10218-2:2011, пункт 5.2.2;

c) дистанция остановки робота определяется в соответствии с ИСО 10218-1:2011, приложение B.

Расстояние защитного разделения S_p может быть рассчитано по формуле

 

S_p(t₀) = S_h + S_r + S_s + C + Z_d + Z_r, (1)

 

где S_p(t₀) - расстояние защитного разделения в момент времени t₀;

t₀ - настоящее или текущее время;

S_h - вклад в расстояние защитного разделения, связанный с изменением местоположения оператора;

S_r - вклад в расстояние защитного разделения, относящийся к времени реакции робототехнического комплекса;

S_s - вклад в расстояние защитного разделения с учетом дистанции остановки робототехнического комплекса;

C - расстояние проникновения (как определено в ИСО 13855), т.е. это расстояние, на которое участок тела может вторгаться в чувствительное поле до его обнаружения;

Z_d - неопределенность положения оператора в совместном рабочем пространстве, измеренная датчиком присутствия, возникающая в результате допусков измерения измерительной системы;

Z_r - неопределенность положения робототехнического комплекса, полученная в результате неточности системы измерения положения робота.

Примечание - S_p(t₀) позволяет рассчитывать расстояние защитного разделения динамически, позволяя изменять скорость робота во время работы прикладного процесса. S_p(t₀) также может быть использовано для вычисления фиксированного значения для расстояния защитного разделения, основываясь на наихудших значениях.

 

Формула (1) применяется ко всем комбинациям персонала в совместном рабочем пространстве и движущихся частей робототехнического комплекса. Ближайшие части робота и тела человека в совместном рабочем пространстве могут отходить друг от друга, в то время как другие - приближаться друг к другу.

Вклад в расстояние защитного разделения, связанный с изменением местоположения оператора S_h, вычисляют по формуле

 

, (2)

 

где T_r - время реакции робототехнического комплекса, включая время, необходимое для обнаружения положения оператора, обработки этого сигнала, активации остановки робота, но исключая время, которое требуется роботу для того, чтобы остановиться;

T_s - время остановки робота, от активации команды остановки до тех пор, пока робот не будет остановлен, которое не является постоянным. Оно зависит от конфигурации робота, планового движения, скорости, рабочего органа робота и нагрузки;

v_h - проекция скорости оператора в совместном рабочем пространстве на направление движения части робота, которая может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, является ли расстояние разделения увеличивающимся или уменьшающимся;

t - переменная интегрирования в формуле (2) и далее в формулах (4) и (6).

S_h представляет собой вклад в расстояние разделения с учетом движения оператора от текущего момента времени до остановки робота. Здесь v_h является функцией времени и может меняться в силу изменения скорости или направления движения человека. Система обеспечения безопасности должна рассчитываться с учетом таких изменений v_h, которые в наибольшей степени способствуют уменьшению расстояния разделения. Если скорость человека не контролируется, конструкция системы должна предполагать, что v_h составляет 1,6 м/с в направлении, в котором сильнее всего уменьшается расстояние разделения. Согласно ИСО 13855 и спецификации IEC/TS 62046:2008, подпункт 4.4.2.3, v_h может иметь значение, отличное от 1,6 м/с, в зависимости от оценки рисков.

При использовании в расчетах оценки скорости человека 1,6 м/с S_h можно определить по формуле

 

S_h = 1,6 (T_r + T_s). (3)

 

Вклад в расстояние защитного разделения S_r, относящийся ко времени реакции робототехнического комплекса, вычисляют по формуле

 

, (4)

 

где v_r - проекция скорости робота в направлении оператора в совместном рабочем пространстве, которая может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, увеличивается или уменьшается расстояние разделения.

S_r представляет собой вклад в расстояние разделения с учетом движения робота относительно человека, входящего в чувствительное поле до того, как система управления активирует функцию остановки. Здесь v_r является функцией времени. Она зависит от скорости и направления движения робота. При проектировании робототехнического комплекса обязательно следует учитывать такие изменения v_r, которые ведут к уменьшению расстояния разделения:

- если скорость робота не контролируется (система должна предполагать, что v_r является максимальной скоростью робота), за v_r принимают максимальное значение скорости робота;

- если скорость робота контролируется, система может использовать текущую скорость робота, и при этом также следует учитывать возможность такого ускорения робота, которое приводит к уменьшению расстояния разделения в наибольшей степени;

- если действует ограничение скорости с расчетной безопасностью, установленное с целью обеспечения безопасности, то в расчетах можно использовать это значение ограничения скорости, при условии, что оно применимо к части рассматриваемого робота.

Примечание - Ограничение скорости с расчетной безопасностью, которое контролирует только скорость центральной точки инструмента в декартовой системе координат, не контролирует другие части робота, которые могут представлять опасность для оператора. Поэтому может также потребоваться ограничение скорости с расчетной безопасностью, которое контролирует скорости шарниров.

 

Постоянное значение для S_r можно оценить по формуле

 

S_r = v_r (t₀) T_r. (5)

 

Вклад в расстояние защитного разделения, который учитывает путь, проходимый роботом до полной остановки, рассчитывают по формуле

 

, (6)

 

где v_s - скорость робота на траектории остановки от активации команды остановки до момента остановки робота.

S_s представляет собой вклад в расстояние разделения, обусловленный перемещением робота до момента его остановки. Здесь v_s является функцией времени и может изменяться при изменении скорости или направления движения робота. В расчетах следует учитывать такие возможные изменения v_s, которые приводят к уменьшению расстояния разделения в наибольшей степени:

a) если скорость робота не контролируется, то принимают S_s равной пути торможения в направлении, уменьшающем расстояние разделения в наибольшей степени;

b) если скорость робота контролируется, то может использоваться вычисленный путь торможения робота при этой скорости в направлении, уменьшающем расстояние разделения в наибольшей степени.

Значения для S_s должны быть получены из данных, предоставленных в соответствии с ИСО 10218-1:2011, приложение B.

Различные вклады в защитное разделительное расстояние показаны на рисунке 3. На верхнем графике рисунка 3 скорость оператора по направлению к роботу (v_h) показана как положительное значение, в то время как скорость робота по направлению к оператору (v_r, v_s) показана как отрицательное значение.

 

 

Обозначения:

- скорость робота, v_r, v_s < 0;

- скорость оператора, v_h > 0;

- расстояние разделения;

- расстояние защитного разделения;

- интервал проникновения и факторы неопределенности

 

Рисунок 3 - Графическое представление вкладов в защитное

расстояние разделения между оператором и роботом

 

Альтернативные реализации разрешены, если они удовлетворяют требованиям 5.5.4.2.

5.5.5 Ограничение мощности и силы

5.5.5.1 Описание

В этом методе совместной работы возможен намеренный либо непреднамеренный физический контакт между робототехническим комплексом (включая заготовку) и оператором. Для совместной работы с ограничением мощности и силы необходимо использовать робототехнические комплексы, специально предназначенные для этого типа работы. Снижение рисков достигается либо использованием в конструкции робота средств со встроенной безопасностью, либо системой управления безопасностью за счет поддержания значений опасностей, связанных с робототехническим комплексом, ниже значений пороговых ограничений, определенных при оценке рисков. Методика определения предельных пороговых значений изложена в приложении A.

5.5.5.2 Ситуации, связанные с возникновением контакта

Во время совместной работы с использованием ограничения мощности и силы контакты между роботом и частями тела оператора могут возникать следующим образом:

a) предусмотренные контактные ситуации, которые являются частью рабочего цикла прикладной системы;

b) случайные контактные ситуации, которые могут быть следствием несоблюдения рабочих процедур, кроме случаев, связанных с техническими сбоями;

c) отказы, которые приводят к ситуациям контакта.

Возможные соприкосновения между движущимися частями робототехнического комплекса и областями на теле человека классифицируются следующим образом:

- квазистатический контакт: ситуации зажимания или придавливания, при которых участок тела человека застревает между движущейся частью робототехнического комплекса и другой неподвижной или движущейся частью рабочей ячейки. В такой ситуации робототехнический комплекс будет применять давление или силу к захваченной части тела в течение некоторого времени до тех пор, пока условие не будет смягчено;

- кратковременный контакт (также называемый "динамическим воздействием"): ситуация, в которой на части тела человека воздействует подвижная часть робототехнического комплекса и части тела могут оттолкнуться или отступить от робота без их зажимания или застревания в месте контакта, тем самым обеспечивая короткое время фактического контакта. Степень воздействия кратковременного контакта на тело человека зависит от сочетания инерции робота (см. примечание 1), инерции части тела человека (см. приложение A) и их относительной скорости.

Примечание 1 - Приведенная инерция робота создается движущейся массой, рассчитанной с учетом места контакта. Контакт может возникнуть в любом месте кинематической цепи (т.е. манипулятора, рычагов, инструментов и заготовки), поэтому для оценки величины инерции используют конкретную позу робота, скорости связи, распределение массы и местоположение контакта или используют наихудшее значение.

Примечание 2 - Инерция частей тела человека рассматривается в справочных документах, перечисленных в разделе "Библиография".

 

5.5.5.3 Снижение риска потенциального контакта между роботом и оператором

Снижение риска должно опираться на решения, с использованием которых возможный контакт между оператором и робототехническим комплексом не приведет к нанесению вреда оператору. Это достигается путем:

a) выявления условий, в которых такой контакт может иметь место;

b) оценки рискового потенциала таких контактов;

c) проектирования робототехнического комплекса и совместного рабочего пространства с таким расчетом, чтобы такие контакты были нечастыми и избегаемыми;

d) применения мер по снижению рисков, которые обеспечивают тяжесть последствий контактных ситуаций ниже пороговых предельных значений.

При оценке потенциальных опасностей контакта следует исходить из того, что оператор не защищен никакими мерами по снижению рисков, включая средства индивидуальной защиты. Такой подход требует учета следующих особенностей потенциальных контактных событий:

- неприкрытые, т.е. незащищенные области тела оператора;

- причины возникновения контактных событий: преднамеренное действие, как часть предполагаемого использования, либо непреднамеренный контакт или разумно предсказуемое ошибочное использование оборудования;

- вероятность или частота появления;

- тип контакта, т.е. квазистатический или кратковременный;

- зоны контакта, скорости, силы, давления, импульс, механическая мощность, энергия и другие параметры, характеризующие событие физического контакта.

Объекты с острыми, остроконечными, рассекающими или режущими кромками, такими как иглы, ножницы или ножи, а также детали, которые могут причинить вред, не должны присутствовать в зоне контакта.

Примечание 1 - Подходящие корпуса, крышки или разделительные плоскости могут быть использованы для смягчения последствий потенциальных опасностей.

Примечание 2 - Помимо контакта, могут возникнуть другие опасности, в том числе технологические.

 

Контактное воздействие на чувствительные области тела, включая череп, лоб, гортань, глаза, уши или лицо, должно быть предотвращено, когда это практически осуществимо.

5.5.5.4 Пассивные и активные меры по снижению рисков

Меры по снижению рисков для предотвращения квазистатического и кратковременного контактов являются либо пассивными, либо активными по своей природе. Меры пассивной безопасности учитывают механическую конструкцию робототехнического комплекса, в то время как активные меры проектирования с учетом требований безопасности учитывают возможности управления робототехническим комплексом.

Методы проектирования пассивной безопасности включают (но не ограничиваются):

a) увеличение площади контактной поверхности:

1) закругленные края и углы;

2) гладкие поверхности;

3) податливость поверхностей;

b) поглощение энергии, увеличение времени передачи энергии или уменьшение ударных сил:

1) прокладка, амортизация;

2) деформируемые компоненты;

3) податливость соединений или связей;

c) ограничение движущихся масс.

Способы разработки активной безопасности включают (но не ограничиваются):

- ограничение силы или крутящих моментов;

- ограничение скоростей движущихся частей;

- ограничение импульса, механической мощности или энергии в зависимости от масс и скоростей;

- использование функции программного ограничения степеней подвижности и пространства с расчетной безопасностью;

- использование функции контролируемой остановки с расчетной безопасностью;

- использование датчиков для предупреждения или обнаружения контакта (например, обнаружение близости или контакта для уменьшения квазистатических сил).

Применение этих и других соответствующих мер должно устранить вероятное воздействие на оператора в соответствии с тем, как это определено оценкой рисков.

Примечание - Может потребоваться сочетание функций безопасности. Например, функция безопасности по ограничению силы может быть эффективна только до определенного предела скорости. В этом случае необходима дополнительная функция безопасности по ограничению скорости.

 

В случае, если одна или несколько пассивных или активных мер по снижению рисков не обеспечивают адекватного их снижения, может потребоваться использование других мер по снижению риска, включая ограждения или защитные средства.

Любое событие зажимания между робототехническим комплексом и областями человеческого тела должно происходить таким образом, чтобы человек мог свободно и легко выйти из условий зажимания.

5.5.5.5 Пределы ограничения мощности и силы

Робототехнический комплекс должен быть спроектирован таким образом, чтобы в достаточной степени уменьшить риски для оператора без превышения пороговых предельных значений для квазистатических и кратковременных контактов при тех же условиях, которые определены в оценке рисков. В приложении A содержится информация о том, как определить пороговые предельные значения.

Роботы, поддерживающие совместную работу с ограничением мощности и силы, могут быть снабжены средствами для настройки предельных пороговых значений, например по силам, крутящим моментам, скоростям, импульсу, механической мощности, диапазонам по степеням подвижности или пространственным диапазонам. Снижение рисков, связанных с кратковременным контактом, может заключаться в ограничении скорости движущихся частей (таких, как робот, оснастка или заготовка) и надлежащего проектирования физических характеристик, таких как площадь поверхности подвижной части, с которой оператор может контактировать. Снижение рисков, связанных с квазистатическим контактом, может включать ограничения скорости и физических характеристик, аналогичные кратковременному контакту, а также проектных характеристик частей робототехнического комплекса, которые делают возможным застревание или зажимание оператора или участка его тела.

Предельные значения для соответствующих случаев контакта с незащищенными участками тела следует оценивать для самых строгих ограничений. Эти "наихудшие" пороговые предельные значения для случаев кратковременных и квазистатических контактов следует использовать при определении надлежащего уровня снижения рисков. Должны быть приняты такие меры или учтены такие особенности конструкции, чтобы последствия возможных контактов оставались ниже этих пороговых предельных значений.

Если движение робота может привести к зажиманию или захвату участка тела оператора между частью робота и другим элементом роботизированной ячейки, скорость робота должна быть такой, чтобы робототехнический комплекс не нарушал защитные ограничения, связанные с незащищенными участками тела, как показано на рисунке 4. Робот также должен быть оснащен средствами, позволяющими оператору самостоятельно освободить зажатый участок тела.

 

 

Рисунок 4 - Графическое представление

приемлемых и неприемлемых значений силы и давления

 

Эргономические пределы могут отличаться от биомеханических пределов. Для частых контактов или других особых случаев применимые пороговые предельные значения могут быть дополнительно уменьшены до эргономически приемлемого уровня.

5.5.5.6 Ограничение скорости

Чтобы снизить риск, связанный с кратковременными контактами, у робототехнического комплекса должны быть ограничены скорости перемещения его подвижных частей. Пределы скорости зависят от инерции (массы) и минимального размера области робота, которая может соприкасаться с неприкрытым участком тела. Руководство по определению пределов скорости представлено в приложении A.