COBOT - SAFETY
Hoe detecteert een colloborative robot, kortweg cobot, een aanraking?
Cobots zijn zo gebouwd, zowel qua sturing als mechanisch, dat ze bij een aanraking een mens geen pijn kunnen doen, laat staan verwonden.
De technische specificatie ISO/TS 15066, waaraan de cobot moet voldoen, is zeer expliciet over dit aspect. Één van de uitgangspunten van deze norm is immers een onderzoek waarbij onderzocht werd welke kracht en druk proefpersonen kunnen verdragen op verschillende delen van het lichaam zonder zich pijn te doen.
Het is aan de producenten om ervoor te zorgen dat hun cobots de, in deze norm bepaalde grenzen, niet overschrijden. Uiteraard moet er volgens de machinerichtlijn ook een risicoanalyse gebeuren op het niveau van de applicatie, eens de cobot in gebruik genomen wordt.
Kracht en druk beperken
Er zijn verschillende technieken die door de fabrikanten van cobots gebruikt worden om ervoor te zorgen dat de kracht en druk die bij een eventuele aanraking door hun machines uitgeoefend worden, binnen de grenzen van de technische specificatie blijven.
- Vooreerst zijn er een aantal passieve maatregelen in het ontwerp van de cobots. De cobots hebben een zachte bekleding met afgeronde hoeken. Die aanpassingen maken dat de kracht bij een aanraking verdeeld wordt over een groter oppervlak zodat de druk verlaagt.
- Bekabeling aan de binnenkant en zo weinig mogelijk openingen moeten vermijden dat iemand gekneld kan raken.
- Een niet-zichtbare aanpassing die in cobots doorgevoerd wordt, is het gebruik van elastische actuatoren, wat betekent dat ze in het geval van een aanraking een deel van de kracht kunnen absorberen.
- Een evidente maatregel die genomen wordt is het verlagen van de snelheid zodat de uitgeoefende krachten en impulsen bij een aanraking eveneens beperkt worden. Eventueel kunnen aparte sensoren ingezet worden om de nabijheid van mensen te detecteren zodat de snelheid van de cobot automatisch aangepast kan worden aan het reële risico op een aanraking.
Detectie van aanraking of botsing
Bovenop dit soort fysieke aanpassingen kunnen de cobots detecteren wanneer zich een aanraking voordoet. De cobot stopt dan meteen en zal in sommige gevallen ook enigszins terugkeren op zijn beweging (reflex) zodat niemand gekneld kan raken.
- De meest gebruikte methode is het plaatsen van sensoren die de krachten meten die op de cobot uitgeoefend worden. Dergelijke sensoren worden overigens ook toegepast in traditionele robots om feedback te krijgen over de handelingen die door de robot uitgevoerd worden. Cobots bevatten doorgaans meerdere van dergelijke sensoren zodat de kracht, of het moment, in meerdere assen gemeten kan worden. Deze krachtsensoren maken op hun beurt gebruik van druksensoren of van rekstrookjes om een signaal te genereren dat aangeeft hoeveel kracht er op de sensor uitgeoefend wordt.
- Een alternatief voor het gebruik van krachtsensoren is het meten van de stroom die door de actuatoren in de cobot opgenomen wordt. Als een cobotarm wordt tegengehouden, zal de motor in eerste instantie proberen om de beweging in stand te houden door het koppel te verhogen. Dit brengt een toename in het stroomverbruik met zich mee, wat door de cobotsturing begrepen kan worden als het gevolg van een aanraking.
Uitgebreide risicoanalyse
Bij de uiteindelijke implementatie van cobots is echter een meer uitgebreide risicoanalyse nodig zodat meerdere aspecten bekeken en onderzocht worden; o.m. de grijper en/of andere tools die door de cobot gebruikt worden. Deze werkstukken zouden in sommige applicaties immers zelf een bijkomend risico kunnen vormen. Bijgevolg zou het kunnen dat de snelheden en krachten van de cobot verder ingeperkt moeten worden om de volledige applicatie veilig te houden.
De risicoanalyse kan door JOLT uitgevoerd worden. Daarnaast, indien uit de risicoanalyse zou blijken dat er extra veiligheidssystemen nodig zijn, kan JOLT deze ook voorzien.