7.3 SPECIFIKACE NEBEZPEâÍ A Z NICH PLYNOUCÍCH RIZIK

BEZPEČNOST A OCHRANA ZDRAVÍ PŘI PRÁCI V PRAXI

část 8, díl 7, kapitola 3, str. 1 díl 7, průmyslové roboty a manipulátory

8/7.3 SPECIFIKACE NEBEZPEâÍ A Z NICH PLYNOUCÍCH RIZIK Bezpečnostní problematika u robotů je normativně posuzovaná v souladu s terminologií v normách pojednávajících obecně o bezpečnosti strojních zařízení. Bezpečnostní problematika u robotů je úzce vázána na přítomnost obsluhy. Pro tuto systémovou vazbu „Člověk – robot“ je příznačný vznik možné nebezpečné situace. Pro snižování rizika při obsluze stroje je nezbytné znát nebezpečí, charakter nebezpečí, nebezpečné situace a pravděpodobné následky účinků nebezpečí hodnocené jako riziko. V provozu robotů je předmětem zájmu uživatele zejména – jaká nebezpečí lze identifikovat, jaké nebezpečné situace mohou nastat, jaká z toho plynou rizika a jaká bezpečnostní opatření bude třeba realizovat. Na základě této úvahy je analýza a řešení bezpečnostní problematiky u robotů metodicky sestavena do pěti kroků, z nichž každý krok je charakterizován určitým způsobem. 1. Obecné vymezení zdrojů nebezpečí Úvodem je třeba připomenout, že každý stroj, tedy i robot a robotizované pracoviště, je nositelem zdrojů nebezpečí, které jsou zpravidla nedílnou součástí jeho užitných vlastností. Zdroj nebezpečí nemusí být jen robot, ale také sám člověk. Zvláštním případem zdroje nebezpečí, který je nutno zohlednit, spočívá v jednání člověka. V technické praxi jsou představitelem zdroje nebezpečí strojní zařízení, materiály, technologie a také pracovní činnosti. Podstatně těžší bude charakterizovat takové vlastnosti robotu nebo jednání člověka, jež mohou potenciálně způsobit škodu. Nebezpečné vlastnosti robotu jsou buď zjevné nebo skryté, některé působí jen za klidu jiné za chodu apod. U člověka se to bude týkat jeho chování v pracovním procesu. Protože uvažované zdroje nebezpečí se budou vztahovat na systém „Člověk – robot“, vyplývá z toho, že jedině za těchto podmínek bude možné objektivně a komplexně analyzovat bezpečnostní problematiku, týkající se práce člověka ve vazbě s robotem. 2. Kategorizace nebezpečí Zde uvažujeme takové relevantní nebezpečí, které bylo identifikováno u robotu. Nebezpečí vyjadřuje potenciální zdroj škody (zranění nebo poškození zdraví). Termín „nebezpečí“ může být určen podle jeho původu (např. fyzikálního, chemického, biologického), nebo jeho druhu podle účinku (např. říznutí ostřím nože, otrava toxickou látkou při svařování apod.). Takto předpokládané nebezpečí je buď nepřetržitě přítomné během používání stroje (např. pohyb nebezpečných částí robotu, emise hluku, nevhodná poloha těla atd.), nebo se může objevit neočekávaně (např. vymrštěním obrobku). S výskytem relevantního nebezpečí lze očekávat, že za určitých podmínek může nebezpečí vyústit do nebezpečné situace.

kvûten 2009

část 8, díl 7, kapitola 3, str. 2


díl 7, průmyslové roboty a manipulátory

3. Posouzení vzniku nebezpečné situace Výskyt nebezpečné situace je relativní. Vždy je třeba tuto situaci posuzovat podle interakce člověka s robotem. To znamená, že na vzniku nebezpečné situace se více podílí robot nebo naopak člověk. V praxi se převážně vyhodnocuje vliv nebezpečí od robotu na člověka. Nezbytným krokem pro posouzení nebezpečné situace je identifikace všech závažnějších nebezpečí vztahujících se k prováděným činnostem u stroje a posléze k stanovení rizik spojených s každým identifikovaným nebezpečím. Podle závažnosti nebezpečné situace je žádoucí přijímat adekvátní bezpečnostní opatření (technické nebo organizační) a tak dosáhnout snížení rizika. 4. Specifikace rizika Riziko se definuje jako kombinace pravděpodobnosti a závažnosti možného zranění nebo poškození zdraví v nebezpečné situaci. Po odhadu rizika musí být provedeno zhodnocení rizika pro určení, zda je požadováno snížení rizika, nebo zda bylo dosaženo bezpečnosti. Jedině správné zhodnocení rizika u stroje dává předpoklady pro uplatňování adekvátních bezpečnostních opatření. Na obr. dále jsou charakterizovány přístupy praktického použití pro posouzení a zhodnocení rizika u robotů (podle ČSN EN ISO 14121-1 : 2008). O RIZIKO ve vztahu k uvažovanému nebezpeþí je funkcí

ZÁVAŽNOSTI (ÚRAZU) možné škody, která mĤže být vyvolána uvažovaným nebezpeþím a odhadem podle

PRAVDċPODOBNOSTI VÝSKYTU ŠKODY (ÚJMY NA ZDRAVÍ) þetnosti a doby trvání ohrožení v místČ nebezpeþného prostoru pravdČpodobnosti výskytu nebezpeþné situace možnosti vyvarování se nebo omezení škody (úrazu)

Obr. Prvky rizika u robotÛ (obecnû strojÛ) a jejich ocenûní

kvûten 2009




O

ZAýÁTEK

PROVOZNÍ VLASTNOSTI ROBOTU

IDENTIFIKACE NEBEZPEýÍ NEBEZPEýNÉ SITUACE

ANALÝZA RIZIKA

ODHAD RIZIKA MÍRA OHROŽENÍ

POSOUZENÍ RIZIKA

ZHODNOCENÍ RIZIKA

JE ROBOT BEZPEýNÝ ?

ANO KONEC

NE SNÍŽIT

RIZIKO

Obr. Opakovací postup k dosaÏení bezpeãnosti robotu

Pro posouzení rizika (dle obr. níže) je řada logických kroků, které umožňují systematickým způsobem analyzovat a zhodnotit rizika spojená s robotem. Po posouzení rizika následuje, je-li to nezbytné, snížení rizika nebo se přijme rozhodnutí o přijatelnosti zbytkového rizika. K vyloučení nebezpečí, tak jak je to možné a tím také k odpovídajícímu snížení rizika realizací ochranných opatření, může být nezbytný opakovací potup. Toto rozhodnutí musí být podepřeno kvalitativním, nebo pokud je to vhodné kvantitativním odhadem rizika, které je spojené s nebezpečími vyskytujícími se u robotu. 5. Realizace bezpečnostních opatření Bezpečnostní opatření je permanentní záležitostí u robotů, kterému je třeba věnovat pozornost během celého životního cyklu robotu.

kvûten 2009




Bezpečnostní opatření u robotů realizuje kromě výrobce i uživatel. Zavádí je během celého cyklu životnosti robotu. Zde jsou všeobecně upřednostňovány požadavky na bezpečnost práce u robotu. Zbytková rizika, která nebylo možno odstranit ve výrobě robotu, musejí být uživateli známa (např. z dokumentace k robotu od výrobce – dodavatele). Na základě těchto poznatků je uživatel povinen (v souladu s příslušnou legislativou) zavádět adekvátní bezpečnostní opatření k dosažení snížení rizika na přijatelnou úroveň. Mezi bezpečnostní opatření patří zejména: • školení a výchova pracovníků k dodržování technologické kázně; • nošení předepsaných osobních ochranných pracovních prostředků; • získávání trvalého přehledu o dodržování (porušování) bezpečnostních předpisů a evidence všech případů nebezpečných situací a událostí; • podle příslušných legislativních ustanovení je dána povinnost zpracování přehledu nebezpečí a rizik vyskytujících se při práci na robotu. K analýze bezpečnostní problematiky u robotů, podle metodiky uvedených pěti kroků, je žádoucí přistupovat tvůrčím způsobem tak, aby bylo možno reálně a objektivně posoudit stavy a jevy, které mohou za provozu robotu nastat. Charakteristiky nebezpečné situace na robotizovaných pracovištích

Z rozboru rizik vyplývá, že ani u robotů (nebo manipulátorů), i když budou vyhovovat bezpečnostním předpisům, nemůžeme opomenout situace vedoucí k nežádoucím událostem. Přes veškeré úsilí výrobců a uživatelů robotů se na robotizovaných pracovištích nevyhneme nebezpečným situacím, které pramení z různých důvodů. Výchozí specifické vlastnosti robotu postihující možnosti vzniku nebezpečné situace: • vyžadují velký prostor pro automatické přemisťování předmětů, z čehož plyne riziko úrazu po celé dráze pohybu robotu; • pohybují se velkou rychlostí v různých směrech; to ovlivňuje nebezpečí udeření a přimáčknutí pracovníka; • vykonávají se současné pohyby v několika osách, což znesnadňuje únik z ohroženého prostoru (možnosti ochranné reakce); • pohybující se strojní součásti mají velkou hmotnost, tedy stupňují nebezpečí úderu a poranění větší kinetickou energií; • navazují na technologický proces (např. svařování, nástřiky, broušení apod.). Ze zdánlivé nečinnosti robotu a jeho následného neočekávaného pohybu vznikají nejtěžší úrazy. • zvyšuje se riziko poškození zdraví vznikem poruchové situace (hodnoceno jako nebezpečná situace) u některého ze systémů (části zařízení) robotu; • nebezpečné situace mohou být také způsobeny nevhodnou koncepcí uspořádání pracoviště; zejména jde-li o nedostatečné zábrany umožňující nežádoucí přístup do nebezpečného prostoru při činnosti robotu. Podmínky pro vznik nebezpečné situace na robotizovaném pracovišti lze charakterizovat takto: • konstrukční řešení umožňuje vznik nežádoucích událostí při jeho obsluze a údržbě; • ochrana pracoviště svou koncepcí neplní funkce zajištění bezpečnosti práce, popř. tato vůbec chybí; • ovládání funkce robotu a periferních zařízení umožňuje navození chybných operací;

kvûten 2009


část 8, díl 7, kapitola 3, str. 5 díl 7, průmyslové roboty a manipulátory

• zajištění bezpečné obsluhy je na nízké technické úrovni; • návrh určité konfigurace jednotlivých prvků pracoviště vyvolává zvýšené ohrožení obsluhy; • použití daného typu robotu v nevhodném prostředí; • nucený vstup do nebezpečného prostoru; • úmyslné vyřazení bezpečnostních prvků z funkce; • zanedbání zásad bezpečné práce. Zkušenosti z praxe ukazují, že pracovní charakteristiky robotů mohou být podstatně odlišné od charakteristik ostatních výrobních strojů a zařízení. Jejich typickou charakteristikou jsou schopnosti pohybů s vysokou energií ve velkém prostoru nad jejich základnou. Způsob a zahájení pohybu akčních členů robotu (ramena, koncový efektor – chapadla) lze předvídat jen s obtížemi, neboť se pohyb může měnit z režimu zdánlivého klidu v následný rychlý pohyb, případně vlivem dalších okolních podmínek podle povahy pracovního procesu, či vzniku možné poruchy nevyjímaje. Významnou úlohu u robotu má řídicí systém určený mimo jiné i na zajišťování bezpečnostních funkcí (viz ČSN CR 954-100 : 2000 /83 3205/). Co se týče postavení člověka u robotu, nelze opomenout určité bezpečnostní zvláštnosti. Robot pracuje jakoby nezávisle na člověku. Tato nezávislost je relativní, neboť činnost člověka se za provozu robotu promítá ve speciálních úkonech, které se týkají přípravy robota do chodu a posléze jeho kontroly při plnění předepsané funkce. Nejnáročnější úkoly pro člověka spočívají v obsluze a údržbě, při seřizování a programování robotu. Při provádění těchto činností se občas požaduje, aby se člověk pohyboval ve vymezeném prostoru v době, kdy je akční člen v chodu. Protože vymezený prostor robotu se však může překrývat s vymezeným prostorem jiného robotu nebo s pracovní oblastí jiného výrobního stroje nebo souvisejících zařízení, vznikají tak další rizika pro člověka. Před výběrem vhodného způsobu bezpečnostního opatření je nutné identifikovat možné nebezpečí a odhadnout související rizika. Tato problematika je řešena v ČSN EN ISO 14121 : 2008 (83 3010) při posuzování a řešení snižování nebezpečí/rizik u strojních zařízení (strojů). V zásadě všechny způsoby bezpečnostních opatření musejí umožnit bez omezení prováděnou činnost s roboty, jako je bezpečné ladění výukového programování, seřizování, ověřování diagnostického programu a operace pro vyhledávání poruchy. Platí-li, že klasické strojní zařízení nelze vyrobit zcela bezpečné, pak to v plné míře platí i pro roboty. Přesto zde dochází ke kvalitativním změnám. S nástupem robotizace v zásadě dochází: – ke snížení pravděpodobnosti přímého poškození člověka v důsledku nahrazení jeho výkonné činnosti funkcí robotu; – ke zmenšení možnosti poškození zdraví člověka jeho oddálením od nebezpečných funkcí robotu a tak snížení možného rizika úrazu. Přes tato pozitivní zjištění je však nutné si uvědomit, že dochází ke vzniku zcela nových nebezpečí a rizik vyplývajících z nových technologií. Hlavní rizika vyplývají ze vzniku nekontrolovatelných pohybů robotu. U klasických strojů je možné udržet nebezpečné prvky v rámci vnitřní konstrukce stroje. Porucha se pak nemusí projevit v ohrožení okolí pracoviště. U robotů je jejich porucha (selhání funkce řídicího systému) spojena se specifickým nebezpečím pohybů ramene robotu v nepředvídatelných směrech a nepředvídatelnou rychlostí. Navíc pohybový prostor robotů je značně velký a zasahuje i do zadní polosféry zařízení, popřípadě i do pracovních a pohybových prostorů sousedních zařízení. kvûten 2009




Na robotizovaných pracovištích se zjevně projevuje nebezpečí vplývající z chování pracovníků. V přístupu pracovníků k robotům dochází k podceňování vlastností robotů a vytváření falešného pocitu, že zvýšená samostatnost robotu a také jeho provozní spolehlivost je zárukou absolutní bezpečnosti člověka při práci. Toto je ovlivněno především zvýšením vnitřní „inteligence“ robotů, spojené s aplikací různých dotykových, elektromagnetických aj. senzorů, respektive i s vizuální schopností robotu, jež vede až k nekritickému pohledu na skryté, ale i zjevné, schopnosti robotu. V případech nevhodně řešených robotizovaných pracovištích s podmíněnými způsoby ochrany lidí vede k zanedbávání zásad bezpečnosti práce, vzniku nežádoucích událostí a posléze i k poškození zdraví. Hlavní druhy rizik při provozu robotů – kolize člověka s pohyblivou částí robotu, manipulovaným předmětem nebo technologickým adaptérem; jako hlavní projev je nečekaný náraz ramene robotu na člověka; – zásah člověka uvolněným předmětem nebo odletujícími částmi materiálu, přenášených robotem; – zaklínění člověka mezi pohyblivou částí robotu a pevnou překážkou; – selhání ochranných opatření nebo bezpečnostních zařízení; – možnost poškození zdraví člověka destrukcí částí (energetických systémů) robotu. SEZNAM NEBEZPEâÍ P¤I PROVOZU ROBOTA

T âíslo Popis 1 Mechanická nebezpeãí 1.1 Stlaãení 1.2

Stfiih

1.3 1.4

Pofiezání nebo ufiíznutí VtaÏení a zachycení

1.5 1.6

Navinutí NaraÏení

2 2.1

Elektrické nebezpeãí Dotyk osob s Ïiv˘mi ãástmi (Pfiím˘ dotyk)

3 3.1

Neoãekávané uvedení robotu do chodu Porucha – v˘padek zdroje energie

3.2

Obnovení dodávky energie po pfieru‰ení

3.3

Externí vlivy na elektrické zafiízení

4 4.1

Poruchy systémové – energetické Porucha zdroje energie

kvûten 2009

Pfiíklady souvisejících nebezpeãn˘ch situací

Související nebezpeãné situace

Pohyby libovolné ãásti ramena nebo pfiídavn˘ch os Pohyb v pfiídavn˘ch osách

Vymezen˘ prostor

Kontakt s Ïiv˘mi ãástmi (vodiãi nebo vodiv˘mi ãástmi)

Rozvadûãi, rozvodnice, ovládací panely na stroji (strojním zafiízení)

Okolí pfiídavného (pomocného) zafiízení Pohyb nebo rotace vytváfiející stfiihov˘ úãinek Vymezen˘ prostor Mezi ramenem robotu a jak˘mkoli stabilním Okolí stabilních objektÛ poblíÏ objektem vymezeného prostoru Rotace zápûstí nebo pfiídavn˘ch os Vymezen˘ prostor Pohyby libovolné ãásti ramena robotu Okolí stabilních objektÛ poblíÏ vymezeného prostoru

Mechanická nebezpeãí spojená s pfiídavn˘mi Na robotu blízko nûho osami robotu Neoãekávané pohyby robotu nebo pfiídavn˘ch Na robotu blízko nûho os Nepfiedvídatelné chování elektrick˘ch Na robotu blízko nûho ovládacích prvkÛ v dÛsledku elektromagnetické interference Selhání fiízení po uvolnûní brzdy ruky robotu. Dochází k neoãekávanému pohybu ãástí robotu v dÛsledku zbytkov˘ch sil (akumulované energie)

Na robotu blízko nûho, kde jsou ãásti robotu drÏeny v bezpeãném stavu za pouÏití síly nebo tlakem tekutiny




âíslo Popis 4.2 Porucha fiídícího obvodu (hardware ãi software) 4.3 Ztráta stability, pfievrácení stroje (strojního zafiízení) 5 5.1 5.2

5.3 5.4

Pfiíklady souvisejících nebezpeãn˘ch situací Související nebezpeãné situace Neãekané pohyby robotu nebo pfiídavn˘ch os Na robotu nebo blízko nûho

Nekontrolovan˘ robot nebo pfiídavné osy (udrÏovan˘ v poloze zemskou pfiitaÏlivostí), pády nebo pfievrácení Nebezpeãí vytváfiená zanedbáním ergonomick˘ch zásad Nevhodné polohy tûla nebo nadmûrné Nevhodnû navrÏen˘ programovací panel (opakované) námahy Nedostateãn˘ zfietel na anatomii paÏí Nevhodné umístûní ovládacích prvkÛ (ruky) nebo délky nohou

Nevhodná konstrukce, umístûní nebo identifikace ruãních ovládacích prvkÛ Nevhodná konstrukce nebo umístûní zobrazovací jednotky

Úrazy na robotizovaných pracovištích

Na robotu nebo blízko nûho

Programov˘ panel

Nevhodná obsluha ovládacích prvkÛ

Vkládání/vyjímání v˘robku ãi obrobku a pfiipevÀování pracovních nástrojÛ nebo poloh ustavení (usazení), nastavení (sefiízení) Na robotu nebo blízko nûho

Nesprávná interpretace zobrazené informace

Na robotu nebo blízko nûho

O úrazech na robotizovaných pracovištích jsou ve statistikách informace rozporné. Je to dáno tím, že existuje velmi široké uplatňování robotů, které se liší svou koncepcí a jejich technologickým použitím. Při porovnání různých informací zjišťujeme ale nápadnou shodu úrazů a postižených částí těla. Nejvíce postiženými kategoriemi pracovníků jsou programátoři a seřizovači, pak následuje obsluha pracovišť. Převážná většina úrazů je lehká, jako jsou např. odřeniny, řezné poranění rukou, pohmožděniny hlavy nebo zad při nárazech při seřizování apod. Počet vážných úrazů je zatím velmi nízký. Příčiny vzniku úrazů vycházejí z následujících údajů: • v naprosté většině případů vznikl smrtelný úraz na pracovištích a zařízeních, které neměly adekvátní ochranné systémy, popř. vůbec nebyly chráněny; • konstrukce robotu nebyla vybavena technickými prostředky, které by mohly zamezit vzniku poškození zdraví člověka nebo snížit závažnost vzniklého úrazu; • obsluha zanedbala požadavky bezpečnosti práce; • významným podílem je také úroveň spolehlivost řídících systémů robotu; • obecně se sem řadí nedostatky obsluhy nedodržováním předepsaných instrukcí pro provoz robotu

T

Souhrnný přehled zraněných částí těla na robotizovaných pracovištích (informativní): Zranûná ãást tûla Prsty Ruce (paÏe) Záda Hlava Ostatní ãásti (dolní konãetiny, pátefi, oãi) CELKEM

% pfiípadÛ 24 34 12 14 16 100 %

kvûten 2009




Podceňování rizika úrazů u PRaM vede k zbytečným úrazovým případům, které při větší péči ve správné vybavenosti pracoviště a pozornosti pracovníků při práci na robotech by jistě vedlo k zlepšení zdravotně rizikových podmínek. Přehled základních příčin vzniku úrazů na robotizovaných pracovištích • Pohyb obsluhy v nebezpečném pracovním prostoru robota; • Ztráta řiditelnosti robota při programování a seřizování; • Chybný zásah obsluhy při programování a seřizování; • Porucha technologického prvku neseného robotem (manipulátorem) a technologických zařízení pracoviště; Jiné poruchy vzniklé destrukcí mechanických částí, vysazením energetických zdrojů, signalizací režimu práce robotu apod.

kvûten 2009

7.3 SPECIFIKACE NEBEZPEâÍ A Z NICH PLYNOUCÍCH RIZIK

Recommend Documents