È la direzione in cui sbagliare fa male a qualcuno, quindi è scritta in modo più diretto delle altre.
Il fraintendimento più costoso del settore
L'espressione "robot collaborativo" viene letta di norma come "robot sicuro con cui lavorare accanto". Quella lettura ha causato infortuni reali.
Ciò che offre un robot con certificazione collaborativa è un insieme di capacità: limitazione di forza e potenza, rilevamento sensibile delle collisioni, e la possibilità di operare in modalità che sostengono la condivisione dello spazio con le persone.
Ciò che non offre è un'applicazione sicura.
Il robot è valutato dal suo produttore. L'applicazione è valutata da chi la installa, ed è lì che la sicurezza vive davvero.
Tre modi in cui un robot collaborativo diventa pericoloso.
L'effettore terminale. La limitazione di forza nel braccio non dice nulla su un utensile affilato, un componente caldo, una torcia di saldatura o una pinza capace di schiacciare un dito. Il pericolo si è spostato su ciò che sta in punta.
Il pezzo trasportato. Un robot che trasporta qualcosa di affilato, pesante, caldo o chimicamente pericoloso presenta quel pericolo indipendentemente dai propri limiti di forza.
Intrappolamento e geometria. Un robot a forza limitata può comunque schiacciare una persona contro un fissaggio, una parete o un'altra macchina. I limiti di forza presuppongono spazio libero, e una parte del corpo intrappolata non ne ha.
Quindi l'affermazione corretta è che la capacità collaborativa abilita applicazioni che possono essere rese sicure dopo la valutazione. Non ne certifica mai una.
Cosa copre la direzione
L'ambito: come persone e robot condividono uno spazio di lavoro, interazione, fiducia e lavoro sicuro fianco a fianco.
Quattro aree.
Valutazione del rischio. Identificare i pericoli, stimare il rischio, selezionare misure di protezione e verificarne l'efficacia. L'attività centrale, una disciplina strutturata con metodo definito.
Misure di protezione. Barriere, interblocchi, barriere fotoelettriche, scanner, monitoraggio di velocità e separazione, limitazione di forza e potenza, e sistemi di arresto di emergenza.
Sicurezza funzionale. Dove una funzione di sicurezza è implementata nei sistemi di controllo, la sua affidabilità deve essere progettata, quantificata e verificata rispetto a un livello richiesto.
Fattori umani. Prevedibilità, segnalazione dell'intenzione, calibrazione della fiducia e uso improprio prevedibile, la parte che determina se le misure di protezione sopravvivono al contatto con il lavoro reale.
Le quattro modalità di funzionamento collaborativo
Vale la pena conoscerle, perché le conversazioni di acquisto vanno meglio quando le due parti usano lo stesso vocabolario.
Arresto monitorato con classificazione di sicurezza. Il robot si ferma quando una persona entra nello spazio condiviso e riprende quando esce. Semplice e ampiamente usato.
Guida manuale. Un operatore muove direttamente il robot con un dispositivo di comando. Utile per l'insegnamento e per il sollevamento assistito.
Monitoraggio di velocità e separazione. I sensori tracciano la posizione della persona e il robot rallenta o si ferma quando la separazione diminuisce. Potente, e dipendente dall'affidabilità della sensoristica e dai calcoli di distanza di arresto, che devono tenere conto della dinamica reale del robot con il suo payload reale.
Limitazione di potenza e forza. Il robot è progettato in modo che il contatto non superi limiti definiti. È la modalità a cui la maggior parte delle persone pensa dicendo "collaborativo", ed è quella in cui i pericoli dell'effettore terminale e del pezzo trasportato invalidano più spesso l'ipotesi.
Queste modalità possono essere combinate, e la combinazione appropriata deriva dalla valutazione del rischio, non da una brochure di prodotto.
Dove si colloca nel dominio
Interazione uomo-robot e sicurezza dei robot è la nona e ultima direzione nel dominio Robotica e sistemi autonomi di Astra Trainer, e si applica a tutte le otto precedenti: celle industriali, robot di servizio in spazi pubblici, veicoli autonomi e droni portano ciascuno la propria versione della stessa domanda.
I partner con robot in produzione la calibrano di solito insieme a robotica industriale e al dominio manifattura avanzata, dove ingegneria della qualità e affidabilità, e manutenzione e gestione degli asset coprono le procedure da cui dipende il caso di sicurezza. Le lezioni durano cinque minuti, il che qui conta perché le persone che più ne hanno bisogno sono il personale di manutenzione e produzione che non può lasciare il reparto. Qui trovi le nove direzioni.
Dove le persone si fanno davvero male
Il pattern negli incidenti legati ai robot è coerente e non è quello che ci si aspetta.
Gli incidenti gravi avvengono soprattutto durante manutenzione, insegnamento, programmazione, allestimento e ripristino da guasto, piuttosto che durante il normale funzionamento automatico.
La ragione è strutturale. Durante il funzionamento normale le misure di protezione sono attive e funzionanti. Durante quelle altre attività, qualcuno è dentro lo spazio con le protezioni bypassate o il robot in una modalità in cui la protezione normale è ridotta.
Quattro pattern specifici.
Liberare un inceppamento senza isolare. Un robot fermo non è un robot diseccitato. Può ripartire, oppure una fonte di energia accumulata può rilasciarsi.
Riavvio inatteso. Qualcun altro resetta, oppure arriva un segnale, oppure un programma riprende da un punto diverso da quello previsto.
Traiettoria di movimento inattesa. Il robot si muove verso un punto che la persona non aveva previsto, più probabile durante l'insegnamento e dopo una modifica al programma.
Compiacenza da velocità ridotta. Lavorare in modalità di insegnamento a velocità ridotta, trattandola come sicura. La velocità ridotta riduce la gravità e non elimina il pericolo, e un robot a velocità ridotta può comunque intrappolare e schiacciare.
La conclusione per la forza lavoro è diretta: le persone che più hanno bisogno della competenza in sicurezza robotica sono tecnici di manutenzione, programmatori e personale di produzione, non solo l'ingegnere che ha progettato la cella.
Perché questa competenza scarseggia
Tre ragioni, tutte strutturali.
Attraversa le discipline. La sicurezza macchine richiede comprensione meccanica, controlli e sicurezza funzionale, più conoscenza normativa, più il giudizio per valutare un'applicazione reale. È lo stesso problema cross-dominio della meccatronica.
È visibile solo quando fallisce. Un'installazione ben valutata non produce eventi, quindi la competenza si manifesta come un'assenza.
Viene spesso trattata come documentazione. La valutazione del rischio viene prodotta per soddisfare un auditor invece che per progettare il sistema, ed è così che si finisce con un fascicolo conforme e una cella non sicura.
Contro tutto questo, il percorso è insolitamente ben definito. La sicurezza macchine ha quadri di competenza riconosciuti e schemi di qualificazione formale in diverse giurisdizioni, il che la rende una delle progressioni di carriera più chiare disponibili per un tecnico.
I ruoli, uno per uno
Ingegneri e consulenti di sicurezza dei macchinari.
Ingegneri di sicurezza funzionale. Progettano e verificano funzioni di controllo rilevanti per la sicurezza a un livello di prestazione richiesto.
Specialisti di valutazione del rischio per progetti di automazione.
Ingegneri di validazione della sicurezza. Verificano che le misure di protezione funzionino come progettato, incluso il calcolo della distanza di arresto.
Specialisti di fattori umani per spazi di lavoro condivisi.
Specialisti di conformità e marcatura CE o UKCA per macchinari e assemblaggi.
Professionisti di salute e sicurezza con competenza sui macchinari, un gruppo più ristretto della salute e sicurezza generica.
Supervisori di manutenzione responsabili dei sistemi di lavoro sicuro attorno ai robot.
Chi si può formare per farlo
Tecnici di manutenzione. Il gruppo più importante. Sono quelli dentro la cella, e si assumono il rischio in prima persona. La competenza formale in sicurezza macchine è anche un vero percorso di progressione, con qualifiche riconosciute annesse.
Ingegneri di controllo. Verso la sicurezza funzionale, l'estensione tecnica naturale di ciò che già fanno.
Professionisti di salute e sicurezza. Capiscono il quadro normativo e il metodo di valutazione, e spesso mancano della profondità su macchinari e controlli per valutare correttamente un'applicazione di automazione.
Ingegneri di automazione e di progetto. Hanno bisogno della competenza di sicurezza per progettarla invece che aggiungerla dopo, sempre più economico.
Supervisori di produzione. Verso i sistemi di lavoro sicuro, dato che controllano come vengono svolti davvero i compiti.
Ingegneri di qualità. Lavorano già con valutazione e verifica strutturate, il che si trasferisce.
Questo articolo non è una valutazione del rischio e non può essere usato come tale. Le installazioni robotiche sono soggette alla normativa sulla sicurezza dei macchinari, e l'obbligo di condurre una valutazione del rischio e applicare misure di protezione adeguate spetta a chi mette il sistema in servizio. Requisiti, standard e il loro stato differiscono per giurisdizione e cambiano nel tempo. Sistemi di lavoro sicuro, procedure di isolamento energetico e autorizzazione a entrare in una cella robotizzata sono specifici del sito e devono essere stabiliti localmente da persone competenti. La formazione strutturata costruisce comprensione e sostiene percorsi di competenza riconosciuti. Non conferisce certificazione di competenza in sicurezza macchine, certificazione di sicurezza funzionale, né l'autorità di valutare, approvare o dare il via libera a un'installazione.
Cosa portare a casa
La sicurezza è una proprietà dell'applicazione. Un braccio con certificazione collaborativa che trasporta un utensile affilato, un pezzo caldo o un carico pesante non è un sistema sicuro, e l'intrappolamento vanifica i limiti di forza.
Esistono quattro modalità collaborative e la combinazione giusta viene dalla valutazione del rischio, non dalla scheda tecnica del prodotto.
Le persone si fanno male durante manutenzione, insegnamento e ripristino da guasto, quando la protezione è ridotta, più che durante il funzionamento normale.
La velocità ridotta abbassa la gravità e non rimuove il pericolo, e trattarla come sicura è la compiacenza più comune nel settore.
E le persone che più hanno bisogno di questa competenza sono i tecnici di manutenzione che entrano nella cella, per i quali è anche uno dei percorsi di qualificazione più chiari disponibili.
I robot collaborativi sono sicuri da avere accanto?
Non automaticamente. La certificazione collaborativa descrive le capacità del robot. La sicurezza è una proprietà dell'intera applicazione, ed effettori terminali, pezzi trasportati e geometrie di intrappolamento possono tutti rendere pericoloso un robot a forza limitata.
Quando succedono gli infortuni con i robot?
Soprattutto durante manutenzione, insegnamento, programmazione e ripristino da guasto, quando qualcuno è dentro lo spazio con le misure di protezione ridotte o bypassate, più che durante il funzionamento automatico.
La velocità ridotta è protezione sufficiente?
No. Riduce la gravità e non elimina il pericolo. Un robot a velocità ridotta può comunque intrappolare e schiacciare, e trattare la modalità insegnamento come intrinsecamente sicura è un'assunzione comune e pericolosa.
Chi ha più bisogno della formazione sulla sicurezza dei robot?
Tecnici di manutenzione, programmatori e personale di produzione, perché sono le persone che entrano nella cella. Non solo l'ingegnere che l'ha progettata.
Esiste un percorso di carriera nella sicurezza macchine?
Sì, e insolitamente chiaro. La sicurezza macchine ha quadri di competenza riconosciuti e schemi di qualificazione formale, il che la rende una vera progressione per manutenzione e controlli.