A KUKA Hungária kutatás-fejlesztési központjában november 7-én rendezték meg a Fejlesztők Délutánját, ahol a meghívott szakértők nemcsak az ipari robotika kulisszatitkaiba engedtek betekintést, de első kézből adtak információt a legfrissebb robotikai kutatásokról is.
Az embereket megosztja a kérdés, milyen lesz a jövő, ha a robotok megjelennek a mindennapi életben. Míg egyesek a robotokra humanoid lényekként tekintenek, amelyek majd elveszik tőlünk a munkahelyeket, sokakat lenyűgöznek, és a jövőt a robotokkal képzelik el. Nekünk a KUKA szervezetében nagyon egyértelmű víziónk van: a robotoknak kell segíteniük az embereket, és nem fordítva. – tudtuk meg Grósz László, R&D vezető és kollégái előadásaiból. A robotok megkönnyíthetik az emberek munkáját, számos kellemetlen vagy nem ergonomikus feladattól megszabadítva őket. Az emberek által végzett munkáknak lehetőség szerint olyan feladatokra kellene korlátozódniuk, amelyekhez emberi készségekre van szükség, amilyen például az ismeretek elsajátítása, a tapasztalatokból tanulás, az érzékszervi észlelés, a kreativitás, az improvizáció, stb. A robotok erejükkel, műveleteik ismételhetőségével, sebességükkel és minőségükkel egészíthetik ki ezeket az emberi erényeket. Az okostelefonok és számítógépek mindannyiunk hétköznapi életének részét képezik; a könyvelők már nem manuálisan adják össze az oszlopokat – gépeket használnak.
Számunkra a KUKA-nál az ember-robot együttműködés (HRC) felelősséget is jelent. A figyelem középpontjában mindig az ember áll – a robotok dolga, hogy segítsék az embereket, és soha nem veszélyeztethetik őket. A robotoknak ehhez új biztonsági követelményeknek kell megfelelniük. Természetesen különböző módokon lehet megfelelni ezeknek az elvárásoknak.
A KUKA-nál megkülönböztetjük a robotokkal munkát végző emberek védelmét szolgáló biztonsági funkciókat azoktól a funkcióktól, amelyek magát a robotot védik.
Mennyire biztonságos a robot körülötti terület? Milyen szerszámokat használ? Ezekre a kérdésekre is választ kell adnunk. Nem tartjuk helyesnek, hogy a robotrendszer biztonságát a robotokat összeállítóira vagy használóira hagyjuk. Addig nem vagyunk elégedettek, amíg a robot a konkrét felhasználás mellett nem biztonságos. Átgondoljuk, mennyire közelíti meg az ember a robotot, mert általánosságban véve szinte minden robot képes a HRC-re valamilyen módon.
Négy variációt különböztethetünk meg:
- A robot leáll, amikor a robot előtti biztonsági kapu kinyílik. Ehhez a variációhoz csak biztonsági bemeneti adatra (szükség szerint egy biztonsági relére) van szükség, amely leállítja a robotot, ha valaki belép a területre.
- Ha a robotot manuálisan működtetik, háromállású működtető kapcsolóra és a biztonságos sebesség megfigyelésére van szükség a biztonsági bemeneti adat mellett. (Bizonyos esetekben biztonsági orientációmegfigyelésre is szükség lehet.)
- Ha egyetlen biztonsági szenzorral (ugyanolyan biztonsággal) lehet meghatározni a személy helyzetét, a robot sebessége csökkenthető az ember és a robot közötti távolság szerint, hogy a robot mindig nyugalmi állapotban legyen, amikor az ember megközelíti. Ehhez a variációhoz a robotnak szüksége van a „biztonságos sebesség ellenőrzése” biztonsági funkcióra és a Vészleállító gomb biztonsági bemeneti adatára. Minden jelenlegi HRC robotrendszer alapját az összeütközés megakadályozása jelenti.
- Az igazi kihívást és az ember-robot együttműködés valódi esszenciáját az ütközésvédelem jelenti („energia és erő korlátozása”). Ennek része, hogy a robot képes együttműködni az emberrel – kezelője megérintheti a robotot, vezetheti és akár ütközhet is vele.
Ezt követően az olyan funkciókkal, mint a biztonsági ütközésérzékelés vagy a biztonsági erőmegfigyelés, gondoskodni kell róla, hogy az erő és a nyomás ne haladja meg a meghatározott biztonságos értékeket ütközés esetén, a működtetési helyzettől függetlenül. Röviden a robot ne okozhasson sérülést az embernek.
Ha a robot alkalmazásának módját tisztáztuk, az a kérdés, hogy a robot rendelkezik-e a szükséges biztonsági funkciókkal.
A KUKA például az alábbi biztonsági funkciókat alkalmazza: ütközésészlelés, erőmegfigyelés, munkahelyek és védett terek biztosítása, pozíciómegfigyelés, sebességmegfigyelés, bemeneti és kimeneti adatok figyelése, szerszámellenőrzés, orientációmegfigyelés; valamint a biztonsági állapot kapcsolhatósága, hogy egy adott alkalmazáson belül lehetőség legyen oda- visszaváltani az egyes biztonsági stratégiák között.
A KUKA ezeket a biztonsági funkciókat tanúsíttatta is a DIN EN ISO 13849 PLd Cat 3 és DIN EN 62061: SIL 2 szabványok szerint. A biztonsági funkciók egy sor különböző funkcióból, úgymint szenzorokból, elektronikából, kommunikációs és ellenőrzési eszközökből épülnek fel. Minden komponens hozzájárul a biztonsági funkció egészéhez, és ezért mindegyiket külön kell tanúsíttatni.
A következő lépés a robot biztonságos konfigurálása a munkahelyen belül. A biztonsági funkciók, például az ütközésészlelés vagy az erőmegfigyelés mindenhol hatékonyan működnek a robot munkahelyén? Mi történik, ha a mérés hatékonysága a munkahely egyes pontjain vagy a robot szerkezetének egyes részeinél korlátozott vagy egyáltalán nem működik? A biztonság akkor is garantált?
A következő kérdés az erő mérésének pontossága a biztonsági technológiában. Ha például 120 N erőkorlátot állítunk be, akkor nem elegendő, hogyha a robot csak 130 N pontossággal képes mérni. Ha a robot 110 N pontossággal mér, akkor lehet, hogy csak 10 N erőt fog kifejteni, ami pedig korlátozná az alkalmazhatóságát.
A robot ellenállóképességét is tesztelni kell. Az érzékeny, biztonságos robotokat ellátják mérési technológiával, de ugyanakkor robosztusnak is kell lenniük. Fontos tehát tudni, mennyit képes a robot elviselni, és ezt hogyan tesztelték – terhelés nélkül, részleges vagy teljes terheléssel.
Végül, de nem utolsó sorban a robotnak a KUKA-nál az ütközésvizsgálaton is át kell esnie. Csak így állapíthatjuk meg, hogy a robotjaink túlterhelés vagy ütközés esetén is biztonságosak-e. Ahogy fentebb már szerepelt, az ember-robot együttműködés középpontjában az ember áll. Éppen ezért mindezekre a kérdésekre legkésőbb az adott alkalmazás kockázatelemzésekor választ kell adnunk. Ez sokkal könnyebb, ha a robot tanúsított biztonsági funkciókat tartalmaz. Az alkalmazás biztonságossága akkor is egyszerűen megerősíthető, ha a gépekről szóló irányelv által megkövetelt CE-jelöléssel rendelkezik a robot. Ha a CE-jelölést szabálytalanul alkalmazzák, komoly a felelősség – akár személyi felelősség – kockázata káresemény esetén.
Az elején feltett kérdésre az a válasz, hogy a robotok gépek, és az emberek felelősek a biztonságos működésükért. Senkinek nem kell tartania az ember-robot együttműködéstől, ha megbízható és erőteljes biztonsági intézkedéseket alkalmazunk.
