Saugumo užtikrinimas naudojant pramoninius robotus

Pramoniniam robotui kyla didesnis pavojus. Japonijos gamykloje užregistruotas pirmasis žmogaus mirties nuo roboto veiksmų atvejis. Darbo zonoje buvęs serviso technikas pašalino maršrutizatoriaus gedimus išjungus robotą ir prijungė robotą prie mašinos. Manipuliatorius, judėdamas maždaug 1 m/s greičiu, paspaudė reguliatorių ir jį sutraiškė.

Vidutiniškai 100 pramoninių robotų per metus įvyksta viena avarija. Per 14 robotizuoto technologinio komplekso veikimo dienų įvyksta maždaug 3 trauminės situacijos.

Pagrindinės traumų priežastys dirbant robotams yra šios:

• netikėti roboto veiksmai jo mokymo ir darbo procese;
• roboto remonto ir nustatymo klaidos;
• operatoriaus buvimas darbo zonoje automatinio roboto veikimo metu;
• valdymo pulto pastatymas roboto darbo zonoje;
• apsauginių įtaisų gedimas arba išjungimas.

Daugumą traumų sukelia valdymo įrenginio gedimai ir programavimo klaidos.

Amerikiečių mokslinės fantastikos rašytojas Isaacas Asimovas apysakoje „The Tramp“ (1942) suformulavo tris robotikos saugumo dėsnius:

• robotas savo veiksmais ar neveikimu neturi pakenkti žmogui;
• robotas turi paklusti žmogaus jam duotoms komandoms, išskyrus atvejus, kai tos komandos prieštarauja pirmajam dėsniui;
• robotas turi pasirūpinti savo saugumu, jei jis neprieštarauja pirmajam ir antrajam dėsniams.

Yra trys tiesioginio operatoriaus ir roboto kontakto, kuris gali vykti programavimo (mokymo) ir roboto veikimo metu, galimybės: tiesioginis darbas su robotu, taip pat jo remonto ir priežiūros metu.

Pagrindinė saugumo užtikrinimo priemonė – neleisti, kad viename roboto darbo zonos taške vienu metu atsirastų žmogus ir judančios roboto dalys. Apsaugos įtaisai turi sustabdyti robotizuotų elementų judėjimą tose darbo zonos vietose, kuriose yra asmuo. Jei staiga dingsta maitinimas, roboto jungčių judėjimas turėtų sustoti.

Darbo zona yra erdvė, kurioje gali būti manipuliatoriaus ar roboto darbinis kūnas. Tai priklauso nuo jungčių matmenų, jų judesių ir manipuliatoriaus kinematinės schemos. Darbo zona nustatyta manipuliatoriaus aprašyme.

Dažniausiai nustatomos trys apsaugos zonų lygiai:

• darbuotojo buvimo robotų stoties darbo zonos ribose aptikimas;
• aptikti asmens buvimą stoties aprėpties zonoje už roboto judėjimo ribų;
• tiesioginis kontaktas su robotu arba arti jo rankos.

Pakabinamo roboto kelyje turi būti įrengti tinkleliai, apsaugantys žmones ir įrangą nuo staigaus vežamų daiktų kritimo. Programos vykdymo stebėjimo įrenginiai kontroliuoja roboto nuorodų atsiradimą tam tikruose darbo zonos taškuose. Tai gali būti kelio jungikliai, kurie suveikia, kai nuoroda eina per tašką.

Roboto sąveiką su aplinka valdantys įrenginiai išjungia jungties pavaras, kai padidėja pasipriešinimas judėjimui, pavyzdžiui, vienai iš grandžių paliečiant kliūtį. Apkrovai matuoti naudojami sukimo momento jutikliai arba lytėjimo jutikliai.

Darbo zonos aptverimas atliekamas tinklinių tvorų ir šviesos barjerų pagalba. Tinklinės tvoros dažniausiai naudojamos tam, kad žmonės nepatektų į darbo zoną.

Tačiau ne visada įmanoma visiškai aptverti teritoriją su robotu. Jei naudojami, pavyzdžiui, priėmimo konvejeriai, tai yra neaptverti paviršiai, pro kuriuos pašaliniai asmenys gali patekti į darbo zoną. Tokios zonos yra apsaugotos optiniais (šviesos) barjerais.

Šviesos barjeras yra stovas šviesos skleidėjams ir stovas fotodetektoriams.Jei kiekvienas fotoimtuvas gauna šviesą iš atitinkamo šviesos skleidėjo, tai robotų kompleksas veikia. Jei tarp šviesos skleidėjo laikiklio ir fotodetektoriaus laikiklio yra objektas, šviesos spindulys susikirs, todėl įranga išsijungs.

Robotų kompleksui iš visų pusių aptverti naudojami keli šviesos barjerai.

Darbo zonos aptvėrimas šviesos barjerais: 1 — technologinė įranga, 2 — robotas, 3 — šviesos skleidėjas, 4 — fotodetektorius

Įėjimo į darbo zoną zonos yra apsaugotos elektrinėmis spynomis kartu su automatine užrakinimo ir atrakinimo sistema. Tokiu būdu užraktas atleidžiamas tik tada, kai robotas yra išjungtas.Papildomi saugos mygtukai darbo zonoje gali apsaugoti žmogų nuo nekontroliuojamo roboto aktyvavimo pašalinių asmenų.

Apsaugos sistemą dažniausiai papildo įspėjamieji žibintai ir sirenos, o pats robotas ir jo judančios dalys būna ryškiaspalvės.

Papildoma apsauga – tai prietaisų, kurie nustato žmogaus buvimą roboto darbo zonoje, naudojimas.

Šiuo metu naudojamos įvairios žmogaus buvimo aptikimo sistemos. Pavyzdžiui, tai gali būti: mikrobangų spinduliuotės aptikimas (naudojant Doplerio efektą), pasyviosios ir aktyviosios infraraudonosios spinduliuotės aptikimas, regėjimo sistemos, talpos, slėgio pokyčiai, ultragarso naudojimas ir kt.

Siekiant užtikrinti saugumą naudojant pramoninius robotus, darbo vietose taikoma darbo hierarchija, taigi ir skirtingos atsakomybės. Visa veikla reikalauja atitinkamo mokymo. Dirbti su robotu deleguoti trijų tipų darbuotojai: operatoriai, programuotojai ir techninės priežiūros inžinieriai, kurių kiekvienas turi skirtingas užduotis ir įgaliojimus.

Operatorius gali įjungti ir išjungti roboto valdiklį ir paleisti robotą iš operatoriaus skydelio. Įeiti į roboto darbo zoną griežtai draudžiama. Ši veikla skirta atitinkamą išsilavinimą turintiems programuotojams ir serviso inžinieriams.Be to, programuotojas ir inžinierius yra atsakingi už roboto valdymą ir programavimą, paleidimą ir priežiūrą.