Normtechnische veiligheid van hybride werkcel uitgelegd in 8 stappen

In de maakindustrie en machinebouw heerst nogal wat onduidelijkheid over de conforme beveiliging van hybride werkcellen, waarin operator en robot samenwerken.  Daarom werd op 15 mei rond dit thema een seminarie georganiseerd in het Smart & Digital Factory Application lab van Sirris.   

De workshop 'Normtechnische veiligheid van hybride werkcel uitgelegd in 8 stappen' werd georganiseerd in het kader van de proeftuin rond operatorondersteuning

De slimme assemblagelijn in het Smart & Digital Factory Application Lab in Kortrijk werd uitgebouwd in het kader van het Interreg Factory 4.0-project  

Er werd samengewerkt met Pilz, specialist in automatiseringstechniek, zowel bij de opbouw van de werkcel als bij het geven van de presentatie en de hands-on demo’s. 

Aan de workshop namen 17 bedrijven deel uit diverse sectoren (maakindustrie, machinebouw, robot-integratoren).    

Geen veilige robot, maar veilige applicaties 

“Er bestaat geen veilige robot op de markt, enkel veilige applicaties” was een eerste 'eye-opener'. In een geautomatiseerde werkplek is het de verantwoordelijkheid van de integrator om te zorgen voor conformiteit aan de machinerichtlijn voor een specifieke applicatie.   

Het is daarom essentieel om als eerste stap te vertrekken van een applicatie-analyse, die de haalbaarheid van het automatiseringsproject vanuit een ruimer kader benadert. Het is belangrijk om al in een vroeg stadium een duidelijk zicht te hebben op de variëteit van producten die zullen geproduceerd worden, wat de gewenste productietijden zijn, welke taken door mens of robot zullen uitgevoerd worden. 

Vervolgens werd via een aantal concrete voorbeelden de risicobeoordeling en het veiligheidsconcept toegelicht. In het applicatielabo wordt gebruik gemaakt van twee collaboratieve robots  en een AGV. Bij mogelijke collisies kan men een slag krijgen ('transient contact') of geklemd geraken ('quasi-statisch contact'). Voor de verschillende mogelijke collisiegevallen werden voorbeelden gegeven van veiligheidsconcepten. Het gaat telkens over het combineren van 'inherent veilige ontwerpen', door bijvoorbeeld afgeronde hoeken of zachte materialen te gebruiken, 'technische maatregelen', zoals het reduceren van de snelheid en 'gebruikersinformatie', zoals het aanbrengen van pictogrammen en het visualiseren van het werkingsgebied van de robot.  

Op een betrouwbare manier vier schroeven aanbrengen met behulp van een UR-robot met automatische schroefunit was de uitdaging in de engineering stap.  De ontwikkelde oplossing moest zowel voldoen aan de vereisten op vlak van kwaliteit en productiviteit, als aan de veiligheidsvereisten om menselijke kwetsuren te voorkomen, voornamelijk door contact met het scherpe schroefgereedschap. 

Het valideren van de uitgewerkte oplossing moet gebeuren op verschillende vlakken. Naast de safety check en de verificatie van het vereiste performantieniveau (PLr) werd uitvoerig stilgestaan bij de collisiemeting. Deze validatie kan zowel via een wiskundige berekening als via een echte meting gebeuren. Tijdens de demo werd getoond hoe het transiënte verloop van druk en kracht kan gemeten worden en hoe de inprenting van een scherp voorwerp op het menselijk lichaam kan gereproduceerd en gemeten worden. 

Tot slot werd kort stilgestaan bij de opmaak van het technisch constructiedossier en de CE-conformiteitsverklaring en het geven van training en technische support

Drie 'take-aways' 

Uit de workshop staken we drie belangrijke lessen op: 

  1. De robotleverancier levert een 'onvoltooide machine', het is de robot-integrator die ervoor zorgt dat de werkplek voldoet aan de machinerichtlijn voor een specifieke applicatie.

  2. Een veiligheidsconcept bestaat quasi altijd uit een combinatie van inherent veilig ontwerp, technische maatregelen en gebruikersinformatie.

  3. Krachten en snelheden beperken is één ding, maar het effect inschatten van scherpe voorwerpen op het menselijk lichaam bij mogelijke collisies is minstens even belangrijk. 

Heeft u vragen over het ontwerpen van hybride werkcellen? Neem zeker contact met ons op! 

In het kader van het Interreg-project Factory 4.0 heeft de vierde Business Club 'Digitalisering en productie-kmo's' als thema. Klik hier voor meer info.

 

Interreg Factory 4.0

 

 




 

 

Tags: