UR5 Sikkerhedsguide 1

UR5 Sikkerhedsguide 1

1 Introduktion Denne guide giver en kort introduktion til direktiver og standarder, efterfulgt af et oversigt over hvordan den nødvendige dokumentation kan laves for en simpel robot installation. 2 Direktiver og standarder De to følgende underafsnit beskriver hhv. direktiver og standarder. I tabellen nedenfor ses en opsummering. Direktiv CE mærke Harmoniseret standard A standard B standard C standard Norm Lov lavet af den Europæiske Kommission Et mærke der indikerer overensstemmelse med nogle direktiver Overensstemmelse med en standard betyder overensstemmelse med et givet direktiv Grundlæggende sikkerhedsstandard Generisk sikkerhedsstandard Maskinespecifik sikkerhedsstandard Blot et andet ord for standard 2.1 Direktiver Alle love lavet af EU kaldes direktiver. Direktiver dikterer hvordan medlemslande skal lave deres lokale love inden for et specifikt område. Disse lokale love må hverken være hårdere eller blødere end direktiverne. De fleste direktiver er blot oversat til medlemslandenes sprog og implementeret direkte som lov. Disse love kaldes ofte bekendtgørelser. Mht. til sikkerhed er der to direktiver, som dækker de fleste produkter; maskindirektivet (MD), kaldet 2006/42/EF af EU og lavspændingsdirektivet (LVD), kaldet 2006/95/EF af EU. Siden begge direktiver omhandler sikkerhed kan et produkt kun være omfattet af et af dem. En robot er omfattet af MD, fordi de primære farer er mekaniske bevægelser og ikke elektriske stød. Ifølge artikel 6 i MD må medlemsstaterne ikke forbyde, begrænse eller hindre markedsføring og/eller levering til brug på deres område af maskiner, der opfylder bestemmelserne i MD. Nogle direktiver såsom MD kræver, at producenten sætter CE mærke på den færdige maskine. CE mærket indikerer at produktet er i overensstemmelse med det direktiv, som dækker over de primære farer. En delmaskine som UR5 må ikke have et CE mærke, men en robotinstallation med en UR5 skal have et CE mærke. MD kan findes på Europa-Kommissionens officielle hjemmeside http://ec.europa.eu eller ved at søge efter 2006/42/EF på google.com. Den danske lovgivning, som svarer til MD, hedder bekendtgørelse 612, og kan findes på arbejdstilsynets hjemmeside http://www.at.dk eller på www.retsinformation.dk. 2.2 Standarder Alle standarder er frivillige. Der er ingen lov, der tvinger et produkt til at overholde en standard. Men standarder hjælper både integratorer og brugere ved at specificere sikkerhedskrav, performance karakteristika, interfaces etc. 2

Nogle standarder er specielle, fordi de er harmoniseret under et bestemt direktiv. If a machine or installation comply with a standard harmonized to the MD then the machine or installation also comply with the MD. En harmoniseret standard er ofte meget konkret og derfor lettere at overholde end et direktiv. For at se om en standard er harmoniseret og til hvilket direktiv, skal man tjekke, om der er et eller flere bilag/annex Z er (ZA, ZB etc). Disse bilag kan være placeret både foran og bag i standarden. Standarder for maskinsikkerhed er inddelt i A, B og C typer. En type-a standard indeholder grundlæggende begreber, principper for konstruktion og generelle forhold, der kan gælde for alle maskiner (f.eks. EN ISO 14121-1 1 ). En type- B standard behandler eet sikkerhedsaspekt eller een beskyttelsesanordning, der kan anvendes til en række maskiner (f.eks. EN ISO 13850 2 ). En type-c standard omhandler detaljerede sikkerhedskrav til en bestemt maskine eller gruppe af maskiner (f.eks. EN ISO 10218-1 3 ). Når en type-c standard afviger fra en eller flere bestemmelser i en type-b eller type-a standard, så har type-c standarden forrang. Man skal se under standardens indledning, for at tjekke hvilken type standard den er (i sjældne tilfælde står det under forord). Når man henviser til en standard, er det vigtigt at angive fuldt navn inklusiv alle bogstaver (f.eks. EN ISO) og sommetider også dens godkendelsesår (f.eks. :2008). Bemærk at ordet norm blot er et synonym for standard, som typisk anvendes i Frankrig og Tyskland. 3 Nødvendig dokumentation Denne sektion beskriver, hvordan en robotintegrator kan lave den nødvendige dokumentation for en simpel robotinstallation. Dette dokument forudsætter at integratoren er baseret inden for EU, at installationen tages i brug inden for EU, og at al dokumentation skrives i et officielt fællesskabssprog (f.eks. dansk). En robotinstallation skal være i overensstemmelse med maskindirektivet (MD). Dette inkluderer følgende punkter. 1. Tjek at produktet overholder alle essentielle krav. 2. Lav en risikovurdering. 3. Lav instruktioner til operatøren. 4. Lav en overensstemmelseserklæring. 5. Saml al dokumentation til et teknisk dossier. 6. Sæt et CE mærke på robotinstallationen. En robotinstallation er typisk dækket af andre direktiver, ligesom en UR5 er dækket af EMC (ElektroMagnetisk Kompatibilitet - 2004/108/EF) og RoHS direktivet (Begrænsning af anvendelsen af visse farlige stoffer i elektrisk og elektronisk udstyr - 2002/95/EF). EMC direktivet sikrer, at forskelligt elektrisk udstyr ikke forstyrrer hinanden gennem kabler og elektronikmagnetiske bølger. Det sikrer også, at udstyr ikke er 1 EN ISO 14121-1 Maskinsikkerhed - Risikovurdering - Del 1: Principper 2 EN ISO 13850 Maskinsikkerhed - Nødstop - Principper for udformning 3 EN ISO 10218-1 Robotter til industrielle omgivelser - Sikkerhedskrav - Del 1: Robot 3

følsomt overfor elektrisk forstyrrende elementer såsom lyn og ESD (ElektroStatisk afladning). En integrator kombinerer komponenter og delmaskiner, og alle disse skal allerede være i overensstemmelse med EMC direktivet. Det eneste en integrator skal sikre sig er at følge alle installationsvejledninger for alle dele. RoHS direktivet beskytter miljøet mod farlige affaldsstoffer såsom kviksølv, bly og bromide flammehæmmere. Men igen, alle komponenter skal allerede overholde RoHS direktivet, og en robotinstallations overensstemmelse er derfor nemt opnået. Husk at man altid kan kontakte arbejdstilsynet, hvis man har spørgsmål. Bemærk at det er integratoren, der er ansvarlig for, at robotinstallationen er i overensstemmelse med relevante direktiver. Universal robots er ansvarlig for, at selve robotten er i overensstemmelse med relevante direktiver. Dette er blot en guide 3.1 Væsentlige krav Det første man skal tjekke er, om den færdige maskine eller robotinstallation er en af de specielt farlige maskiner, der falder ind under kategorierne listet i bilag IV i MD. Mindre end 1% af alle robotinstallationer falder inden for disse kategorier, men hvis de gør, så skal man anvende specielle procedurer fra Artikel 12(3) og (4) i MD. Hvis en robotinstallation ikke falder under bilag IV, kan alle tests og dokumentation udføres af integratoren selv uden involvering af tredjeparts konsulenter. Det anbefales at man læser hele MD eller bekendtgørelse 612, for at sikre at alt er overholdt. De væsentlige sikkerheds- og sundhedskrav er listet i bilag I i både MD og bekendtgørelse 612. Dette bilag kan bruges som opslagsværk for konkrete problemstillinger såsom Nødstop (1.2.4.3 i MD) eller Styring af maskinens bevægelser (4.1.2.6 i MD). De fleste vil mene, at disse krav blot er almindelig sund fornuft. Det er vigtig at huske, at målet er at lave sikre robotinstallationer og ikke at gøre dem komplicerede. Til mere komplekse robotinstallationer anbefales det, at man følger de to harmoniserede standarder EN ISO 12100-1 4 og EN ISO 12100-2 5. Bemærk punkt 3 under de generelle principper i bilag I i MD: De væsentlige sikkerheds- og sundhedskrav er bindende. Under hensyn til det tekniske stade er det dog muligt, at de deri fastsatte mål ikke kan nåes. Er dette tilfældet, skal maskinen konstrueres og fremstilles med henblik på i videst muligt omfang at opfylde disse mål. 3.2 Risikovurdering En af de vigtigste opgaver for en integrator er risikovurderingen. Bilag I punkt 1 i MD beskriver specifikt hvordan dette skal gøres, se listen nedenfor. Bemærk at betydningen af en fare både afhænger af skades omfang og dens sandsynlighed. At få en blå negl kan være en acceptabel risiko, hvis det er meget usandsynligt, og hvis en operatør gør noget meget dumt. 1. Fastlæg maskinens begrænsninger, herunder den tilsigtede brug og enhver forkert brug heraf, der med rimelighed kan forudses. 4 EN ISO 12100-1 Maskinsikkerhed - Grundlæggende begreber og generelle principper for projektering, konstruktion og udformning - Del 1: Grundlæggende terminologi og metodik 5 EN ISO 12100-2 Maskinsikkerhed - Grundlæggende begreber og generelle principper for projektering, konstruktion og udformning - Del 2: Tekniske principper 4

2. Fastlæg de farer, som kan opstå i forbindelse med maskinen, og de dermed forbundne farlige situationer. 3. Vurder risiciene under hensyn til alvoren af en eventuel ulykke eller helbredsskade og sandsynligheden for, at der sker sådan skade. 4. Vurder risiciene med henblik på at bestemme, om det er nødvendigt at begrænse dem, i overensstemmelse med formålet med MD. 5. Fjern farerne eller begræns risiciene i forbindelse med disse farer ved at anvende beskyttelsesforanstaltninger efter den prioriterede rækkefølge, der er angivet neden for: a) For så vidt muligt fjern eller mindsk risiciene (integrering af sikkerheden ved konstruktion og fremstilling af maskinen). b) Træf de nødvendige beskyttelsesforanstaltninger mod de risici, som ikke kan fjernes. c) Giv brugerne oplysninger om de tilbageværende risici som følge af, at de trufne beskyttelsesforanstaltninger er ufuldstændige. Anfør ligeledes om en særlig uddannelse er påkrævet, og meddel om personlige værnemidler er nødvendige. Hver gang der laves en risikonedsættende designændring, skal proceduren startes forfra, idet nye farer kan være opstået. Det er vigtigt at dokumentere hele processen inklusive en liste over alle de identificerede farer. Den anvendte risikovurderingsprocedure skal også dokumenteres. Til mere komplekse robotinstallationer anbefales det at følge EN ISO 14121-1 6, som er harmoniseret under MD. ISO/TR 14121-2 7 kan også være meget nyttig. Universal Robots har identificeret nogle potentielt betydelige farer, som en integrator skal tage stilling til, se nedenfor. Bemærk at andre betydelige farer kan være tilstede i en konkret robotinstallation. 1. Fastklemning af fingre mellem robottens fod og base (led 0). 2. Fastklemning af fingre mellem arm og håndled (led 4). 3. Penetrering af hud mellem skarpe kanter og spidse punkter på tool og toolstik. 4. Penetrering af hud fra skarpe kanter og spidse punkter nær ved robottens bane. 5. Blå mærker på grund af slag fra robotten. 6. Forstuvning eller knoglebrud på grund af slag mellem en tung nyttelast og en hård overflade. 7. Konsekvenser som følge af løse bolte, der holder robotarm eller tool. 8. Elektrisk stød eller brand på grund af strømforsyningsfejl, hvis lysnetstilslutningen ikke er beskyttet af et HFI eller HPFI relæ. 9. Elektrisk stød på grund af strømforsyningsfejl, hvis controllerskabet ikke er forbundet til jord via lysnettet. 6 EN ISO 14121-1 Maskinsikkerhed - Risikovurdering - Del 1: Principper 7 ISO/TR 14121-2 Maskinsikkerhed - Risikovurdering - Del 2: Praktisk vejledning og metodeeksempler 5

På trods af dette er UR5 dog en meget sikker robot pga. følgende. 1. Høj-niveau software genererer et beskyttelsesstop, hvis robotten rammer noget. Kraftgrænsen er lavere end 150N. 2. Lav-niveau software genererer et beskyttelsesstop, hvis et leds moment overstiger 42Nm eller 10Nm for hhv. store og små led. Disse niveauer er nominelle og relative i forhold til momenter, som beregnes runtime fra en teoretisk model af robotten. 3. Softwaren forhindrer eksekvering af programmer, hvis robotten er monteret i vinkler, som er betydeligt anderledes end specificeret. 4. Robottens kontrolsystem er redundant således at en systemfejl stopper eller slukker robotten. 5. Robottens vægt er under 18kg. 6. Robottens udformning er blød, således at tryk (N/m 2 ) per kraft (N) er reduceret. 7. Leddene i en slukket robot kan drejes af en enkelt person. Denne feature er dog kun til nødstilfælde, da det kan reducere robottens levetid. Det faktum, at robotten er meget sikker, åbner muligheden for enten at spare sikkerhedsgitre væk eller bruge billige sikkerhedsgitre med lav performance level. Som hjælp til at overbevise kunder og arbejdstilsyn er robotten UR5 blevet testet af Teknologisk Institut, som er Notified Body for maskindirektivet i Danmark. Denne test konkluderer at robotten er i overensstemmelse med artikel 5.10.5 i EN ISO 10218-1:2006. Denne standard er harmoniseret under maskindirektivet, og fastslår, at en robot kan fungere sammen med mennesker (altså uden sikkerhedsgitter mellem robot og operatør), hvis den er i overensstemmelse med artikel 5.10.5. Risikovurderingen skal selvfølgelig stadig konkludere, at den overordnede robotinstallation er sikker nok. En kopi af denne testrapport kan rekvireres fra Universal Robots. 3.3 Instruktioner til operatøren Det er vigtigt, at integratoren formidler de rette instruktioner til operatøren (f.eks. via manual, beskrivelser og advarselsklistermærker) for at sikre, at maskinen bliver installeret og betjent sikkert og som tiltænkt. Formaliteterne nedenfor skal overholdes. 1. Hvis brugsanvisningen er oversat, skal oversættelsen vedlægges en original brugsanvisning. 2. Påskriften Original brugsanvisning skal anføres på den eller de sprogudgaver, som fabrikanten eller dennes repræsentant påtager sig ansvaret for. 3. Som en undtagelse kan vedligeholdelsesvejledningen, der er beregnet på et specialiseret personale, som arbejder direkte for fabrikanten, affattes på kun ét fællesskabssprog, der forstås af dette personale. 4. Brugsanvisningens indhold skal ikke alene dække maskinens tilsigtede brug, men også tage højde for enhver forkert brug heraf, der med rimelighed kan forudses. 6

5. For maskiner, der er bestemt til at blive anvendt af ikke-professionelle brugere, skal affattelsen og præsentationen af brugsanvisningen tage hensyn til det generelle uddannelsesniveau og den indsigt, som med rimelighed kan forventes af disse brugere. 6. Alle brugsanvisninger skal indeholde en overensstemmelseserklæring (se næste underafsnit 3.4). 7. Alle brugsanvisninger skal, hvor det er relevant, mindst indeholde de oplysninger, som står beskrevet i tjeklisten 1.7.4.2 (Brugsanvisningens indhold) i MD bilag I. 3.4 Overensstemmelseserklæring Overensstemmelseserklæringen er et lille dokument, som specificerer producentens kontaktinformation og erklærer at produktet er i overensstemmelse med MD. Bilag II i MD er en konkret tjekliste for dokumentets indhold. Robotten UR5 har en erklæring for delmaskiner. Robottens såkaldte inkorporeringserklæring for delmaskiner minder meget om den overensstemmelseserklæring, som integratoren skal lave. Inkorporeringserklæring kan ses i robottens brugermanual under kapitlet Garantier og erklæringer. 3.5 Teknisk dossier Det tekniske dossier er blot en samling af alle de relevante overvejelser og dokumenter, som integratoren har anvendt under konstruktionen af robotinstallationen. Det teknisk dossier er ofte fortroligt for kunderne og bruges kun af integratoren selv. Arbejdstilsynet kan bede om det tekniske dossier, hvis de mener at robotinstallationen er farlig, eller hvis en person er kommet slemt til skade. Ofte har integratoren flere dage eller uger til at samle det tekniske dossier, hvis det bliver efterspurgt, afhængigt af installationens kompleksitet. Det tekniske dossier skal opbevares i mindst 10 år, og kan være fordelt på forskellige medier såsom papir og computerfiler. Det tekniske dossier er ofte en samling af alle dokumenter fra anvendte komponenter, mekaniske tegninger, diagrammer, og alle de filer, der er udarbejdet ved at følge denne guide. Bilag VII i MD er en tjekliste. 3.6 CE mark CE-overensstemmelsesmærket skal tegnes som to halv-cirkler som vist neden for. Mærkaten skal være mindst 5mm høj, synlig, tydelig, holdbar og anbringes umiddelbart ved siden af navnet på fabrikanten, og være påført med samme teknik. Robotinstallationen skal også mærkes med maskinens betegnelse, serie, type, fremstillingsår og eventuelt serienummer. 7