Yhteistyörobotiikan turvallisuusjärjestelmät teollisuudessa

Abstract

Yhteistyörobotit eli cobotit ovat perinteisiä teollisuusrobotteja kevyempiä ja joustavampia ja niiden ohjelmointi on helpompaa. Ne ovat suunniteltu työskentelemään ihmisten kanssa samoissa tiloissa sen sijaan, että ne olisivat erotettu ihmisistä esimerkiksi turva-aidoilla. Tämän vuoksi niiden suunnittelussa on kiinnitettävä erityistä huomiota turvallisuuteen. Tässä työssä perehdytään cobottien toimintaan ja niiden turvajärjestelmiin sekä selvitetään, miten niiden toiminta ihmisten kanssa samassa tilassa voidaan tehdä turvalliseksi. Työ toteutetaan kirjallisuustutkimuksena ja siinä hyödynnetään alan tutkimuksia ja julkaisuja, cobottien valmistajien julkaisuja ja standardeja.

Cobotteja voidaan ohjata monin eri tavoin, perinteisten käyttöliittymien lisäksi muun muassa käsien liikkeillä ja puheella. Usein cobotteihin on integroitu kamerajärjestelmiä, joiden avulla ne saavat tietoa ympäristöstään ja voivat reagoida sen muutoksiin. Standardin ISO/TS 15066 mukaan coboteilla on oltava vähintään yksi turvallisuusjärjestelmä ja hätäpysäytysjärjestelmä. Cobotin käyttöönotossa pitää tehdä aina kokonaisvaltainen riskianalyysi, ja ottaa huomioon kaikki sen ympäristöön ja työtehtävään liittyvät turvallisuusuhat.

Coboteista saadaan turvallisia työskentelykumppaneita pääasiassa kamerajärjestelmien ja algoritmien yhdistelmän avulla, jolloin cobotin ja ihmisten välisiä etäisyyksiä voidaan valvoa jatkuvasti. Standardit määrittävät monesta eri tekijästä johtuvan turvaetäisyyden, joka määrittää ihmisen ja cobotin välisen etäisyyden, jossa cobotin on pysäytettävä liikkeensä. Muita yleisiä keinoja turvallisuuden takaamiseksi ovat voimien havaitsemiseen perustuvat järjestelmät ja cobottien suunnittelu alusta lähtien luontaisesti turvallisiksi.

Tilastoja vakavista tapaturmista cobotteihin liittyen ei ole saatavilla. Voidaan siis sanoa, että cobotit ovat todennäköisesti erittäin turvallisia työskentelykumppaneita, vaikka niiden käyttö alalla onkin vielä verrattain uusi ilmiö. Tutkimukset osoittavat, että cobottien käyttöönotolla on positiivinen vaikutus työntekijöiden turvallisuuteen, sillä cobotit hoitavat vaaralliset ja rasittavat työtehtävät ihmisten sijaan.