Jakie wygrodzenia i zabezpieczenia do robotów stosować – oraz kiedy są konieczne?

Bezpieczeństwo w aplikacjach zrobotyzowanych to nie tylko wymaganie prawne, ale również warunek stabilnej i bezawaryjnej pracy stanowiska. Dobór odpowiednich wygrodzeń oraz systemów zabezpieczeń zależy od rodzaju robota, charakteru aplikacji oraz poziomu ryzyka. Poniżej przedstawiam kluczowe rodzaje zabezpieczeń, ich zastosowanie oraz sytuacje, w których są wymagane.

Dlaczego zabezpieczenia są kluczowe?

Roboty przemysłowe wykonują szybkie i powtarzalne ruchy, często z dużą siłą i energią. Nawet pozornie „bezpieczne” ruchy mogą stworzyć zagrożenie dla operatora. Zabezpieczenia pozwalają:

• oddzielić strefę pracy robota od ludzi,
• wymusić kontrolowane zatrzymanie robota przy wejściu do strefy,
• chronić operatorów przed kolizją, zakleszczeniem lub przypadkowym wkroczeniem w niebezpieczną przestrzeń,
• spełnić wymagania norm bezpieczeństwa (m.in. PN-EN ISO 10218, ISO/TS 15066 dla cobotów).

Rodzaje zabezpieczeń i wygrodzeń stosowanych przy robotach

1. Wygrodzenia stalowe (klatkowe) – najczęściej stosowane

To klasyczne ogrodzenia z siatki stalowej, montowane wokół stanowiska.

Zastosowanie:

• roboty przemysłowe pracujące z dużą prędkością,
• aplikacje wymagające separacji fizycznej (np. obsługa CNC, spawanie, paletyzacja, zgrzewanie, prasy).

Zalety:

• wysoka odporność na uderzenia,
• możliwość montażu drzwi, zamków bezpieczeństwa, kurtyn świetlnych,
• łatwa rozbudowa.

Kiedy stosować:
Gdy robot pracuje w trybie automatycznym z wysoką energią ruchu i fizyczny kontakt człowieka musi być uniemożliwiony.

Certyfikacja wygrodzeń i wymagania dyrektywy maszynowej

 

Wygrodzenia robotów i maszyn powinny być elementem systemu bezpieczeństwa zgodnego z obowiązującymi przepisami. Certyfikowane ogrodzenia spełniają wymagania norm m.in. PN-EN ISO 14120 i PN-EN ISO 13857, umożliwiają prawidłową integrację z zamkami, kurtynami i systemami bezpieczeństwa. Zgodnie z nową dyrektywą maszynową (UE 2023/1230) wygrodzenia są traktowane jako część maszyny lub linii produkcyjnej i podlegają ocenie ryzyka oraz dokumentacji technicznej.

2. Kurtyny świetlne (light curtains)

Niewidzialna bariera optyczna, która zatrzymuje robota, gdy ktoś wejdzie w wiązkę.

Zastosowanie:

• stanowiska z częstym dostępem operatora,
• aplikacje, gdzie wygrodzenie fizyczne utrudnia logistykę lub serwis,
• duże linie produkcyjne.

Zalety:

• brak fizycznych barier,
• szybka reakcja systemu,
• wygodne dla operatora.

Kiedy stosować:
Gdy trzeba balansować między bezpieczeństwem a dużą dostępnością operatorów do stanowiska.

3. Skannery laserowe bezpieczeństwa (safety scanners)

Tworzą strefy nadzorowane w 2D, zatrzymując robota przy naruszeniu obszaru.

Zastosowanie:

• mobilne roboty AGV/AMR,
• obszary o nieregularnych kształtach,
• stanowiska, gdzie robot wykonuje ruchy poza klasyczną klatką.

Zalety:

• elastyczne definiowanie stref ostrzegawczych i bezpieczeństwa,
• brak fizycznych barier.

Kiedy stosować:
Gdy potrzebne jest dynamiczne zabezpieczenie dużej lub zróżnicowanej powierzchni.

4. Maty naciskowe

Płytki montowane na podłodze, wykrywające obecność pracownika.

Zastosowanie:

• stanowiska montażowe,
• aplikacje, gdzie dostęp jest możliwy tylko w konkretnym obszarze,
• bezpieczeństwo wejścia do strefy roboczej.

Zalety:

• precyzyjnie określona strefa wykrywania,
• odporność na warunki przemysłowe.

Kiedy stosować:
Gdy wejście operatora odbywa się zawsze w tym samym miejscu i można je kontrolować matą.

5. Zamki bezpieczeństwa i rygle (interlocki)

Montowane na drzwiach wygrodzeń; otwarcie drzwi automatycznie zatrzymuje robota.

Zastosowanie:

• każda klatka bezpieczeństwa,
• stanowiska, gdzie operator musi wejść do środka.

Zalety:

• wysoki poziom bezpieczeństwa,
• możliwość użycia zamków, które uniemożliwiają wejście dopóki robot się nie zatrzyma.

Kiedy stosować:
Zawsze tam, gdzie dostęp do strefy robota odbywa się przez drzwi.

6. Barierowe osłony mechaniczne / panele nieprzezroczyste

Chronią przed odpryskami, promieniowaniem UV (np. przy spawaniu), pyłem, gorącem.

Zastosowanie:

• spawanie MIG/MAG/TIG,
• cięcie laserowe,
• zgrzewanie, szlifowanie, malowanie.

Zalety:

• zabezpieczenie zarówno operatorów, jak i otoczenia,
• ochrona przed promieniowaniem UV i iskrami.

Kiedy stosować:
Gdy proces grozi emisją iskier, pyłów lub światła niebezpiecznego dla wzroku.

7. Zabezpieczenia dla robotów współpracujących (cobotów)

Coboty mają wbudowane funkcje bezpieczeństwa, takie jak:

• ograniczenie siły i momentu,
• kontrola prędkości,
• zatrzymanie przy kolizji,
• monitorowanie przestrzeni roboczej.

Jednak to nie oznacza, że nie wymagają dodatkowych zabezpieczeń.

Kiedy stosować dodatkowe zabezpieczenia dla cobota:

• gdy narzędzie (np. szlifierka, spawarka) generuje zagrożenie,
• gdy prędkość robota musi być zwiększona ponad limity współpracy,
• gdy przestrzeń jest ciasna i istnieje ryzyko zakleszczenia,
• gdy detale są ciężkie, ostre lub niebezpieczne.

Jak dobrać odpowiednie zabezpieczenia? Kluczowe kryteria

1. Rodzaj aplikacji – spawanie, paletyzacja, montaż, CNC, pakowanie.
2. Szybkość i energia ruchu robota – im szybszy robot, tym bardziej wymagane fizyczne separacje.
3. Obecność operatorów – częsta interakcja = kurtyny lub skanery.
4. Charakter narzędzia (EOAT) – im ostrzejsze/cięższe, tym większe ryzyko.
5. Dostęp serwisowy – wygrodzenie musi umożliwiać szybkie wejście z zachowaniem bezpieczeństwa.
6. Normy bezpieczeństwa i ocena ryzyka – każdy projekt wymaga formalnej analizy.

Podsumowanie

Dobór wygrodzeń i zabezpieczeń do robotów zależy przede wszystkim od rodzaju robota, sposobu jego pracy oraz poziomu interakcji z operatorami.

• Roboty przemysłowe najczęściej wymagają klatek bezpieczeństwa, kurtyn świetlnych, skanerów oraz zamków bezpieczeństwa.
• Coboty mogą pracować bez fizycznych wygrodzeń, ale tylko w aplikacjach o czynnikach ryzyka zgodnych z normami współpracy.
• Procesy niebezpieczne (spawanie, cięcie, szlifowanie) wymagają dodatkowych osłon i barier.

 

Najważniejsza zasada: zabezpieczenia projektuje się na podstawie oceny ryzyka – nie samego typu robota.