Robotisoidun automaation turvalaitekartoitus
Lipponen, Tuomas (2013)
2013
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023110228430
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023110228430
Tiivistelmä
Työn tilaaja Autoprod Oy tuottaa täysautomaattisia puuristikkorakenteiden tuotantolinjoja. Yritys on vuonna 2005 perustettu suomalainen teknologiayritys, joka on kehittänyt ensimmäisenä maailmassa CAD/CAM-periaatteen mukaisen täysautomaattisen puuristikkorakenteiden kokoonpanolinjaratkaisun. Konelinjan yhtenä osana on robottisolu, johon tämä opinnäytetyö kohdistui. Opinnäytetyön tavoitteena oli tuottaa dokumentti nykyaikaisista robotisoidun automaation turvalaiteratkaisuista ja niiden soveltamisehdoista.
Työ aloitettiin perehtymällä koneturvallisuutta koskevaan lainsäädäntöön ja standardeihin. Sen jälkeen etsittiin esimerkkejä turvalaiteratkaisuista ja ennakkotapauksia teollisuudessa käytössä olevista turvalaiteratkaisuista. Samanaikaisesti kartoitettiin, millaisia mahdollisuuksia nykyaikainen turvalaitetekniikka tarjoaa turvalaitteista, joita Suomen teollisuudessa ei vielä ole käytössä. Selvityksen jälkeen suunniteltiin turvalaiteratkaisuvaihtoehtoja, joita hyödyntämällä voidaan saavuttaa konedirektiivin vaatimusten mukainen turvalaiteratkaisu.
Työssä saavutettiin neljä toisistaan poikkeavaa turvalaiteratkaisua, joilla robottisolun vaaroista aiheutuvia riskejä voidaan pienentää. Perinteinen ratkaisumalli on tyypillisin ratkaisu riskien pienentämisessä. Turvakamerajärjestelmä on Suomessa vielä harvinainen, mutta se on mahdollinen ja toteutuskelpoinen ratkaisu robottisolun turvalaitteeksi. Joustava ratkaisumalli esittää, kuinka turvalaitteilla parannetaan joustavuutta turvallisuudesta tinkimättä. Vuorovaikutteinen ratkaisumalli kuvaa nykyaikaisinta turvatekniikkaa, jolla voidaan toteuttaa ihmisen ja robotin vuorovaikutus ihmisen työskennellessä robotin läheisyydessä. Lisäksi sillä voidaan saavuttaa merkittäviä etuja etenkin sellaisissa tilanteissa, joissa käyttäjän tarvitsee kohdata robotti toistuvasti.
Kartoituksen tuloksia voidaan hyödyntää robottisolun turvalaitesuunnittelussa, ja tuloksien on tarkoitus osoittaa, kuinka joustavia nykyaikaisista robottisoluista voidaan saada ilman, että turvallisuudesta tingitään. Turvalaiteratkaisujen tarkoitus oli olla suuntaa antavia, ja niiden hyödyntäminen edellyttää tapauskohtaista täsmällistä riskien kartoitusta sekä vaadittujen dokumenttien laatimista siinä määrin kuin konedirektiivissä säädetään. The bachelor's thesis was commissioned by Autoprod Oy, which develops fully automatic systems for the production of wood roof trusses. This Finnish technology company was founded in 2005. The aim of the thesis was to deliver a study of machine safety devices for a robot cell, which is a part of the machine line. Furthermore, another goal was to find out about safety requirements for the industrial robots.
Alternative solutions were surveyed through literature, phone interviews with manufacturers of robots and safety devices and the internet. The thesis called attention to the machinery safety requirements and the conditions of the use of safety devices. These requirements and conditions were searched for in legislation, directives and harmonized standards.
The achievement of the thesis was the development of four different kinds of safety device solution examples, which reduce risks of the robot cell. The common solution example was the most typical safety device solution. The safety camera example turned out a possible solution but it is quite unusual at least in Finland. The collaborative solution example was the most flexible solution. It enables collaborative work between humans and robots.
The results could be exploited in further development of the safety of the robot cell. The results indicate the possibilities in modern safety devices and how to reach the requirements of robot safety. This information will be useful for designing collaborative robot cells.
Työ aloitettiin perehtymällä koneturvallisuutta koskevaan lainsäädäntöön ja standardeihin. Sen jälkeen etsittiin esimerkkejä turvalaiteratkaisuista ja ennakkotapauksia teollisuudessa käytössä olevista turvalaiteratkaisuista. Samanaikaisesti kartoitettiin, millaisia mahdollisuuksia nykyaikainen turvalaitetekniikka tarjoaa turvalaitteista, joita Suomen teollisuudessa ei vielä ole käytössä. Selvityksen jälkeen suunniteltiin turvalaiteratkaisuvaihtoehtoja, joita hyödyntämällä voidaan saavuttaa konedirektiivin vaatimusten mukainen turvalaiteratkaisu.
Työssä saavutettiin neljä toisistaan poikkeavaa turvalaiteratkaisua, joilla robottisolun vaaroista aiheutuvia riskejä voidaan pienentää. Perinteinen ratkaisumalli on tyypillisin ratkaisu riskien pienentämisessä. Turvakamerajärjestelmä on Suomessa vielä harvinainen, mutta se on mahdollinen ja toteutuskelpoinen ratkaisu robottisolun turvalaitteeksi. Joustava ratkaisumalli esittää, kuinka turvalaitteilla parannetaan joustavuutta turvallisuudesta tinkimättä. Vuorovaikutteinen ratkaisumalli kuvaa nykyaikaisinta turvatekniikkaa, jolla voidaan toteuttaa ihmisen ja robotin vuorovaikutus ihmisen työskennellessä robotin läheisyydessä. Lisäksi sillä voidaan saavuttaa merkittäviä etuja etenkin sellaisissa tilanteissa, joissa käyttäjän tarvitsee kohdata robotti toistuvasti.
Kartoituksen tuloksia voidaan hyödyntää robottisolun turvalaitesuunnittelussa, ja tuloksien on tarkoitus osoittaa, kuinka joustavia nykyaikaisista robottisoluista voidaan saada ilman, että turvallisuudesta tingitään. Turvalaiteratkaisujen tarkoitus oli olla suuntaa antavia, ja niiden hyödyntäminen edellyttää tapauskohtaista täsmällistä riskien kartoitusta sekä vaadittujen dokumenttien laatimista siinä määrin kuin konedirektiivissä säädetään.
Alternative solutions were surveyed through literature, phone interviews with manufacturers of robots and safety devices and the internet. The thesis called attention to the machinery safety requirements and the conditions of the use of safety devices. These requirements and conditions were searched for in legislation, directives and harmonized standards.
The achievement of the thesis was the development of four different kinds of safety device solution examples, which reduce risks of the robot cell. The common solution example was the most typical safety device solution. The safety camera example turned out a possible solution but it is quite unusual at least in Finland. The collaborative solution example was the most flexible solution. It enables collaborative work between humans and robots.
The results could be exploited in further development of the safety of the robot cell. The results indicate the possibilities in modern safety devices and how to reach the requirements of robot safety. This information will be useful for designing collaborative robot cells.