Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 13229-1:2020 ISO 10218-1:2011 Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt – Yêu cầu an toàn cho rô bốt công nghiệp – Phần 1: Rô bốt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13229-1:2020

ISO 10218-1:2011

RÔ BỐT VÀ CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH RÔ BỐT - YÊU CẦU AN TOÀN CHO RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP - PHẦN 1: RÔ BỐT

Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 1: Robots

Lời nói đầu

TCVN 13229-1:2020 hoàn toàn tương đương ISO 10218-1:2011

TCVN 13229-1:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 299, Robot biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13229 (ISO 10218), Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Yêu cầu an toàn cho rô bốt công nghiệp bao gồm các phần sau:

- Phần 1: Rô bốt.

- Phần 2: Hệ thống rô bốt và sự tích hợp.

RÔ BỐT VÀ CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH RÔ BỐT - YÊU CẦU AN TOÀN CHO RÔ BỐT CÔNG NGHIỆP - PHẦN 1: RÔ BỐT

Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 1: Robots

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu và các nguyên tắc đối với việc thiết kế an toàn, các biện pháp bảo vệ và thông tin sử dụng rô bốt công nghiệp. Tiêu chuẩn mô tả các nguy hiểm cơ bản gắn liền với rô bốt và cung cấp các yêu cầu để loại bỏ, hoặc giảm một cách thích hợp các rủi ro gắn liền với các nguy hiểm này.

Tiêu chuẩn này không xem rô bốt hoàn toàn như một máy. Tiếng ồn phát ra thường không được xem như một nguy hiểm quan trọng của riêng rô bốt, và do đó tiếng ồn được loại trừ khỏi phạm vi của tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các rô bốt phi công nghiệp, mặc dù các nguyên tắc an toàn do tiêu chuẩn này xác lập ra có thể có ích cho các rô bốt này.

CHÚ THÍCH 1  Các ví dụ về các ứng dụng rô bốt phi công nghiệp bao gồm, nhưng không hạn chế như các rô bốt dưới mặt biển, rô bốt quân sự và trong không gian, các tay máy điện vận hành từ xa, các bộ phận giả và các phương tiện trợ giúp khác cho bộ phận thân thể bị suy yếu, các rô bốt mini (độ dịch chuyển nhỏ hơn 1mm), rô bốt cho giải phẫu hoặc chăm sóc sức khỏe và rô bốt dịch vụ hoặc các sản phẩm rô bốt cho người tiêu dùng.

CHÚ THÍCH 2  Các yêu cầu cho các hệ thống rô bốt, sự tích hợp và lắp đặt được đề cập trong TCVN 13229-2 (ISO 10218-2).

CHÚ THÍCH 3   Các nguy hiểm bổ sung có thể được tạo ra bởi các ứng dụng riêng (ví dụ: hàn, cắt lazer, gia công cắt gọt); các nguy hiểm liên quan đến hệ thống này cần được xem xét trong quá trình thiết kế rô bốt.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì chỉ áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, nếu có.

ISO 9283:1998, Manipulating industrial robots - Perfomance criteria and related test methods (Rô bốt tay máy công nghiệp - Các tiêu chí đặc tính và các phương pháp thử có liên quan).

TCVN 13229-2 (ISO 10218-2), Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Yêu cầu an toàn cho rô bốt công nghiệp - Phần 2: Hệ thống rô bốt và sự tích hợp.

TCVN 7383 (ISO 12100), An toàn máy - Nguyên tắc chung cho thiết kế

TCVN 7384 -1 (ISO 13849-1), An toàn máy - Các bộ phận liên quan đến an toàn của hệ thống điều khiển - Phần 1: Nguyên tắc chung về thiết kế.

TCVN 6719 (ISO 13850), An toàn máy- Dừng khẩn cấp - Nguyên tắc thiết kế

TCVN 12669-1 (IEC 60204-1), An toàn máy - Thiết bị điện của máy- Phần 1: Yêu cầu chung.

IEC 62061:2005, Safety of machinery - Frenotional safety of safety relected electrical, electronic and programmable electronic control systems (An toàn máy - An toàn chức năng của các hệ thống điều khiển điện, điện tử và điện từ khả lập trình có liên quan đến an toàn).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuận ngữ và định nghĩa được cho trong ISO 12100 và các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1

Cơ cấu điều khiển khởi động (Actuating control)

Cơ cấu cơ khí trong phạm vi một thiết bị điều khiển

VÍ DỤ   Một cần gạt để mở các công tắc.

3.2

Chế độ tự động (Automatic mode)

Chế độ vận hành trong đó hệ thống điều khiển rô bốt hoạt động phù hợp với chương trình tác vụ.

[TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.3.8.1]

3.3

Vận hành tự động (Automatic operation)

Trạng thái trong đó các rô bốt được thiết kế có mục đích thực hiện tác vụ được lập trình của nó theo dự định.

CHÚ THÍCH  Định nghĩa đã được sửa cho thích hợp từ TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.5

3.4

Hoạt động hợp tác (Collaborative operation)

Trạng thái trong đó các rô bốt được thiết kế có mục đích làm việc có hợp tác trực tiếp với một người trong phạm vi không gian làm việc xác định.

3.5

Không gian làm việc hợp tác (Collaborative workspace)

Không gian làm việc trong phạm vi không gian bảo vệ trong đó rô bốt và một người có thể thực hiện các tác vụ đồng thời trong quá trình vận hành sản xuất.

3.6

Năng lượng dẫn động (Drive power)

Nguồn năng lượng hoặc các nguồn năng lượng dùng cho các cơ cấu khởi động rô bốt.

3.7

Cơ cấu tác động cuối (cơ cấu chấp hành) (End effector)

Cơ cấu được thiết kế riêng cho liên kết mặt phân cách cơ khí để rô bốt có thể thực hiện được các tác vụ của nó.

VÍ DỤ  cơ cấu kẹp giữ, súng hàn, súng phun.

[TCVN13228 (ISO 8373), định nghĩa 3.11]

3.8

Nguồn năng lượng (Energy source)

Các nguồn điện, cơ khí, thủy lực, khí nén, hóa chất, nhiệt, thế năng, động năng hoặc các nguồn năng lượng khác.

3.9

Chuyển động nguy hiểm (Hazardnes motion)

Chuyển động có thể gây ra thương tích vật lý cho con người hoặc làm tổn hại đến sức khỏe.

3.10

Rô bốt công nghiệp (Industrial robot)

Tay máy đa năng có thể lập trình lại được, có điều khiển tự động và có thể lập trình được cho ba hoặc nhiều trục, các trục này có thể cố định ở vị trí hoặc di động để sử dụng cho các ứng dụng tự động trong công nghiệp.

CHÚ THÍCH 1  Rô bốt công nghiệp bao gồm:

- Tay máy, bao gồm cả các cơ cấu khởi động.

- Bộ điều khiển, bao gồm cả giá treo dạy học và bất cứ giao diện giao tiếp nào (phần cứng và phần mềm).

CHÚ THÍCH 2  Rô bốt công nghiệp bao gồm bất cứ các trục bổ sung tích hợp nào.

CHÚ THÍCH 3  Các thiết bị sau được xem là rô bốt công nghiệp đối với tiêu chuẩn này

- Rô bốt được dẫn đường bằng tay;

- Rô bốt hợp tác.

CHÚ THÍCH 4  Định nghĩa đã được sửa cho thích hợp từ TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 2.6.

3.11

Hệ thống rô bốt công nghiệp (industrial robot system)

Hệ thống gồm có:

- Rô bốt công nghiệp;

- Cơ cấu tác động cuối;

- Bất cứ máy móc, thiết bị, cơ cấu, các trục phụ bên ngoài hoặc các cảm biến nào hỗ trợ cho rô bốt thực hiện tác vụ của nó.

CHÚ THÍCH 1  Các yêu cầu của hệ thống rô bốt bao gồm cả các yêu cầu về kiểm soát các nguy hiểm được cho trong TCVN 13229-2 (ISO 10218-2)

CHÚ THÍCH 2  Định nghĩa đã được sửa cho hợp từ TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 2.14.

3.12

Thiết bị giới hạn (Limiting device)

Phương tiện hạn chế không gian lớn nhất bằng cách dừng hoặc làm cho chuyển động của tất cả các rô bốt dừng lại.

3.13

Điều khiển tại chỗ (Local control)

Trạng thái của hệ thống hoặc các phần của hệ thống trong đó hệ thống được vận hành từ panen điều khiển hoặc giá treo chỉ dùng cho các máy riêng biệt.

3.14

Chế độ bằng tay (Manual mode)

Trạng thái điều khiển cho phép một người thao tác điều khiển trực tiếp.

CHÚ THÍCH 1  Đôi khi chế độ bằng tay được ám chỉ là chế độ dạy học trong đó đã chỉnh đặt các điểm của chương trình.

CHÚ THÍCH 2  Định nghĩa đã được sửa cho thích hợp từ TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.3.8.2

3.15

Giá treo (Pendant)

Giá treo dạy học (Teach pendant)

Bộ phận cầm tay được liên kết với hệ thống điều khiển để lập trình hoặc di chuyển một rô bốt

[TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.8]

3.16  Chương trình (Programme)

3.16.1

Chương trình điều khiển (Control programme)

Tập hợp vốn có của các lệnh điều khiển xác định các khả năng, các tác động và đáp ứng của một rô bốt.

CHÚ THÍCH  Kiểu chương trình này là cố định và thường không được người sử dụng cải tiến.

[TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.1.2].

3.16.2

Chương trình tác vụ (Task programme)

Tập hợp các lệnh về chuyển động và các hàm phụ xác định tác vụ riêng theo dự định của hệ thống rô bốt.

CHÚ THÍCH 1  Kiểu chương trình này thường do người sử dụng lập ra.

CHÚ THÍCH 2  Một ứng dụng là một vùng làm việc chung, một tác vụ riêng trong phạm vi ứng dụng

[TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.1.1]

3.16.3

Kiểm tra xác nhận chương trình (Programme verification)

Thực hiện một chương trình tác vụ nhằm mục đích xác định đường dẫn của rô bốt và đặc tính của quá trình.

CHÚ THÍCH  Kiểm tra xác nhận có thể gồm toàn bộ đường dẫn được vạch ra bởi điểm tâm của dụng cụ trong quá trình thực hiện một chương trình tác vụ hoặc một đoạn của đường dẫn. Các lệnh có thể được thực hiện như một lệnh duy nhất hoặc một trình tự liên tục của các lệnh. Kiểm tra xác nhận được sử dụng trong các ứng dụng mới và trong đầu chỉnh tinh/ soạn thảo các ứng dụng hiện có.

3.17

Dừng bảo vệ (Protective stop)

Kiểu dừng vận hành cho phép dừng chuyển động nhằm mục đích bảo vệ và vẫn giữ lô gíc của chương trình để tạo điều kiện dễ dàng cho khởi động lại.

3.18

Cơ cấu khởi động rô bốt (Robot actreator)

Cơ cấu có khả năng chuyển đổi năng lượng điện, thủy lực hoặc khí nén để thực hiện chuyển động.

3.19

Được định mức an toàn (Safety rated)

Được đặc trưng bởi có một chức năng an toàn đã ấn định với một đặc tính có liên quan đến an toàn quy định.

3.19.1

Vận tốc giám sát được định mức an toàn (Safety rated monitored speed)

Chức năng được định mức an toàn gây ra dừng bảo vệ khi vận tốc trong tọa độ Đề các của một điểm so với mặt bích rô bốt (ví dụ: TCP) hoặc vận tốc của một hay nhiều trục vượt quá một giới hạn quy định.

3.19.2

Vận tốc thấp được định mức an toàn (Safety rated reduced speed)

Chức năng vận tốc giám sát được định mức an toàn giới hạn của rô bốt tới 250 mm/s hoặc nhỏ hơn.

CHÚ THÍCH 1  Giá trị giới hạn của vận tốc thấp được định mức an toàn không nhất thiết phải là giá trị được chỉnh đặt trong chức năng điều khiển vận tốc thấp.

CHÚ THÍCH 2  Độ chênh lệch giữa vận tốc giám sát được định mức an toàn và vận tốc thấp được định mức an toàn là độ chênh lệch mà giới hạn vận tốc giám sát được định mực an toàn có thể được chỉnh đặt tới các vận tốc lớn hơn 250 mm/s.

3.19.3

Trục mềm được định mức an toàn và giới hạn không gian (Safety rated soft axis and space limiting)

Giới hạn phần mềm được định mức an toàn (Safety rated soft limit)

Giới hạn được đặt cho phạm vi chuyển động của một rô bốt bởi một hệ thống dựa trên phần mềm hoặc phần có tính cố định có đủ đặc tính liên quan đến an toàn quy định.

CHÚ THÍCH  Giới hạn mềm liên quan đến an toàn có thể là điểm ở đó sự dừng điện khởi tạo hoặc có thể bảo đảm rằng rô bốt không di chuyển vượt quá giới hạn.

3.19.4

Tín hiệu ra được định mức an toàn (Safety rated ouput)

Tín hiệu ra có đủ đặc tính liên quan đến an toàn quy định.

3.19.5

Tín hiệu ra của vùng được định mức an toàn (Safety rated zone output)

Tín hiệu ra được định mức an toàn chỉ báo trạng thái của vị trí rô bốt so với giới hạn mềm liên quan đến an toàn.

CHÚ THÍCH  Ví dụ, vị trí của rô bốt có thể ở bên trong vùng hoặc bên ngoài vùng.

3.19.6

Dừng có giám sát được định mức an toàn (Safety rated monitored stop)

Trạng thái trong đó rô bốt dừng lại với năng lượng dẫn động vẫn hoạt động, trong khi hệ thống giám sát có đủ đặc tính an toàn quy định bảo đảm rằng rô bốt không di chuyển.

3.20

Chuyển động đồng thời (Simultaneous motion)

Chuyển động của hai hoặc nhiều rô bốt tại cùng một thời điểm dưới sự điều khiển của một trạm điều khiển duy nhất và chuyển động này có thể được phối hợp hoặc có thể là đồng bộ khi sử dụng sự tương quan toán học chung.

CHÚ THÍCH 1  Một giá treo dạy học là một ví dụ về một trạm điều khiển duy nhất.

CHÚ THÍCH 2  Sự phối hợp có thể được thực hiện như chính/phụ.

3.21

Điểm điều khiển duy nhất (Single point of control)

Khả năng vận hành rô bốt sao cho sự khởi tạo chuyển động của rô bốt chỉ có thể thực hiện được từ một nguồn điều khiển và không thể thay thế được bằng một nguồn khởi tạo chuyển động khác.

3.22

Kỳ dị (Singularity)

Biến cố xảy ra mỗi khi dãy ma trận Jacobian trở nên nhỏ hơn toàn bộ dãy.

CHÚ THÍCH  Về mặt toán học, trong cấu hình kỳ dị, vận tốc mỗi liên kết trong không gian mỗi liên kết có thể trở nên vô hạn để duy trì vận tốc trong tọa độ Đề các đi qua gần các kỳ dị có thể tạo ra các vận tốc cao của trục. Các vận tốc cao này có thể không được người thao tác mong đợi.

3.23

Điều khiển vận tốc giảm (Reduced speed control)

Điều khiển vận tốc thấp (Alow speed control)

Chế độ điều khiển chuyển động của rô bốt trong đó vận tốc được giới hạn tới 250 mm/s hoặc nhỏ hơn.

CHÚ THÍCH  Vận tốc thấp được dự định sử dụng để cho phép con người có đủ thời gian để rời khỏi chuyển động nguy hiểm hoặc dừng rô bốt.

3.24

Không gian (Space)

Thể tích có kích thước theo ba chiều.

3.24.1

Không gian lớn nhất (Maximum space)

Không gian có thể được quét bởi các chi tiết di động của rô bốt theo định nghĩa của nhà sản xuất cộng với không gian có thể được quét bởi cơ cấu tác động cuối và chi tiết gia công.

[TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 4.8.1]

3.24.2

Không gian hạn chế (Restricted space)

Phần không gian lớn nhất được hạn chế bởi các thiết bị giới hạn hành trình, các thiết bị này thiết lập các giới hạn không cho phép vượt qua.

CHÚ THÍCH  Định nghĩa đã được sửa cho thích hợp với TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 4.8.2]

3.24.3

Không gian bảo vệ (Safe guarded space)

Không gian được xác định bằng sự bảo vệ theo chu vi.

3.25

Dạy học (Teach)

Lập trình dạy học (Teach programming)

Lập trình tác vụ (Task programming)

Lập trình cho tác vụ được thực hiện bằng:

a) Dẫn dắt bằng tay cơ cấu tác động cuối của rô bốt; hoặc

b) Dẫn dắt bằng tay một thiết bị mô phỏng cơ khí; hoặc

c) Sử dụng một giá treo dạy học để rô bốt bước đi qua các vị trí mong muốn.

CHÚ THÍCH  Định nghĩa đã được sửa cho thích hợp từ TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 5.2.3]

3.26

Điểm tâm dụng cụ (Tool centrepoint, TCP)

Điểm được xác định cho một ứng dụng đã cho đối với hệ tọa độ của mặt phân cách cơ khí.

[TCVN 13228 (ISO 8373), định nghĩa 4.9]

3.27

Người sử dụng (User)

Thực thể sử dụng các rô bốt và chịu trách nhiệm đối với các nhân viên phục vụ gắn liền với vận hành rô bốt.

4  Nhận biết nguy hiểm và đánh giá rủi ro

Phụ lục A giới thiệu danh sách các nguy hiểm có thể hiện diện cùng với rô bốt. Phải thực hiện sự phân tích nguy hiểm để nhận biết bất cứ các nguy hiểm nào thêm nữa có thể xuất hiện.

Phải thực hiện đánh giá rủi ro trên các nguy hiểm được xác định trong nhận biết mỗi nguy hiểm. Việc đánh giá rủi ro này phải đưa ra sự xem xét riêng biệt cho:

a) Các hoạt động theo dự định của rô bốt, bao gồm dạy học, bảo dưỡng, chỉnh đặt và làm sạch;

b) Khởi động bất ngờ;

c) Sự tiếp nhận của các nhân viên từ mọi hướng;

d) Sử dụng sai hợp lý thấy trước được của rô bốt;

e) Ảnh hưởng của hư hỏng trong hệ thống điều khiển;

f) Khi cần thiết, các nguy hiểm gắn liền với ứng dụng riêng của rô bốt.

Các rủi ro phải được loại bỏ hoặc giảm đi trước tiên là bằng thiết kế hoặc bằng thay thế, sau đó là bằng bảo vệ và các biện pháp bổ sung khác. Bất cứ các rủi ro còn lại nào cũng phải được giảm đi ngay sau đó bằng các biện pháp khác (ví dụ, cảnh báo, các dấu hiệu, đào tạo).

Các yêu cầu trong điều 5 được rút ra từ quá trình lặp gồm có áp dụng các biện pháp bảo vệ được mô tả trong TCVN 7383 (ISO 12100) cho các nguy hiểm được xác định trong Phụ lục A.

CHÚ THÍCH 1  TCVN 7383 (ISO 12100) cung cấp các yêu cầu và hướng dẫn về nhận biết nguy hiểm và giảm rủi ro.

CHÚ THÍCH 2  TCVN 13229 (ISO 10218-2) cung cấp các yêu cầu về nhận biết nguy hiểm và đánh giá rủi ro cho các hệ thống rô bốt, sự tích hợp và lắp đặt.

5  Yêu cầu về thiết kế và các biện pháp bảo vệ

5.1  Quy định chung

Rô bốt phải được thiết kế phù hợp với các nguyên tắc của TCVN 7383 (ISO 12100) cho các nguy hiểm có liên quan. Các nguy hiểm quan trọng như các cạnh sắc không được giải quyết bởi tiêu chuẩn này.

Các rô bốt phải được thiết kế và cấu tạo để tuân theo các yêu cầu trong 5.2 đến 5.15.

5.2  Yêu cầu chung

5.2.1  Các chi tiết truyền lực

Sự phơi nhiễm trước các nguy hiểm do các chi tiết gây ra như các trục động cơ, bánh răng, đai truyền hoặc các cơ cấu đòn bẩy không được bảo vệ bằng các vỏ bảo vệ liền khối (ví dụ panen trên một số hộp số) phải được ngăn cản bằng các rào chắn cố định hoặc rào chắn di động. Các hệ thống kẹp chặt cố định của các rào chắn cố định hoặc rào chắn di động. Các hệ thống kẹp chặt cố định của các rào chắn cố định được dự định tháo ra để có thể bảo dưỡng hàng ngày phải được gắn vào máy hoặc rào chắn. Các rào chắn di động phải được khóa liên động đối với các chuyển động nguy hiểm sao cho các chức năng nguy hiểm của máy dừng lại trước khi có thể với tới các nguy hiểm này. Đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn của một hệ thống khóa liên động phải tuân theo các yêu cầu của 5.4

5.2.2  Mất hoặc thay đổi năng lượng

Mất hoặc biến đổi về năng lượng không được dẫn đến nguy hiểm.

Sự khởi tạo lại năng lượng không được dẫn tới bất cứ chuyển động nào.

Các rô bốt phải được thiết kế và cấu tạo sao cho mất hoặc thay đổi năng lượng điện, thủy lực, khí nén hoặc chân không không được dẫn tới nguy hiểm. Nếu các nguy hiểm tồn tại không được bảo vệ bằng thiết kế thì phải có các biện pháp bảo vệ khác để bảo vệ chống lại các nguy hiểm này. Các nguy hiểm không được bảo vệ của sử dụng mong đợi phải được xác định trong thông tin sử dụng.

CHÚ THÍCH  Về các yêu cầu của nguồn cung cấp điện, xem TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

5.2.3  Sự cố trục trặc của chi tiết, bộ phận

Các chi tiết hoặc bộ phận cấu thành của rô bốt phải được thiết kế, cấu tạo, kẹp chặt hoặc dùng để chứa đựng các chất sao cho giảm tới mức tối thiểu các nguy hiểm gây ra do đứt, gãy, lòng ra hoặc giải phóng năng lượng tích trữ.

5.2.4  Nguồn năng lượng

Phải cung cấp các phương tiện để cách ly bất cứ nguồn năng lượng nguy hiểm nào khỏi rô bốt. Các phương tiện này phải có khả năng khóa hoặc theo cách khác là giữ các nguồn năng lượng này ở vị trí không bị kích hoạt.

5.2.5  Năng lượng tích trữ

Phải cung cấp các phương tiện để kiểm soát sự giải phóng năng lượng nguy hiểm được tích trữ. Phải gắn nhãn để nhận biết nguy hiểm của năng lượng tích trữ.

CHÚ THÍCH  Năng lượng tích trữ có thể có trong các bình tích không khí và thủy lực có áp, các tụ điện, bộ ắc quy, lò xo, đối trọng cân bằng, bánh đà...

5.2.6  Tính tương thích điện từ (EMC)

Việc thiết kế và cấu tạo rô bốt phải ngăn ngừa chuyển động hoặc tình huống nguy hiểm do các tác động yêu cầu của nhiều điện từ (EMI), nhiều tần số vô tuyến (RFI) và phóng tĩnh điện (ESD).

CHÚ THÍCH  Về thông tin thiết kế, xem IEC 61000,

5.2.7  Thiết bị điện

Thiết bị điện của rô bốt phải được thiết kế và cấu tạo phù hợp với các yêu cầu có liên quan của TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

5.3  Cơ cấu khởi động

5.3.1  Yêu cầu chung

Các cơ cấu khởi động khởi tạo năng lượng hoặc chuyển động phải được thiết kế và cấu tạo để đáp ứng các tiêu chí đặc tính được nêu trong 5.3.2 đến 5.3.5.

5.3.2  Bảo vệ chống vận hành không có chủ định

Các cơ cấu khởi động phải được thiết kế hoặc định vị sao cho ngăn ngừa được sự vận hành không có chủ định. Ví dụ, có thể sử dụng các nút ấn hoặc công tắc chuyển mạch chính được thiết kế ở các vị trí thích hợp.

5.3.3  Chỉ báo trạng thái

Trạng thái của các cơ cấu khởi động phải được chỉ báo rõ ràng ví dụ bật năng lượng, phát hiện lỗi, vận hành tự động.

Nếu sử dụng một dụng cụ chỉ báo bằng ánh sáng thì vị trí lắp đặt dụng cụ phải thích hợp và màu sắc của ánh sáng phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

5.3.4  Ghi nhãn

Các cơ cấu khởi động phải được ghi nhãn để chỉ báo rõ ràng chức năng của chúng.

5.3.5  Điểm điều khiển duy nhất

Hệ thống điều khiển rô bốt phải được thiết kế và cấu tạo sao cho khi rô bốt được đặt dưới sự điều khiển tại chỗ bằng giá treo hoặc điều khiển bằng cơ cấu dạy học khác thì sự khởi tạo chuyển động của rô bốt hoặc thay đổi lựa chọn điều khiển tại chỗ từ bất cứ nguồn nào khác phải được ngăn chặn.

5.4  Đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn (phần cứng/ phần mềm)

5.4.1  Yêu cầu chung

Các hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn (điện, thủy lực, khí nén và phần mềm) phải tuân theo 5.4.2 trừ khi các kết quả của đánh giá rủi ro xác định bằng một tiêu chí đặc tính khác như đã mô tả trong 5.4.3 là thích hợp. Đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn của rô bốt và bất cứ thiết bị nào được cung cấp phải được công bố rõ ràng trong thông tin sử dụng.

CHÚ THÍCH 1  Các hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn cũng có thể được gọi là SRP/CS (các chi tiết liên quan đến an toàn của các hệ thống điều khiển).

Theo tiêu chuẩn này đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn được công bố là:

- Các mức (PL) và loại đặc tính như đã mô tả trong TCVN 7384 -1 (ISO 13849-1), 4.5.1;

- Các mức về tính toàn diện của an toàn (SIL) và các yêu cầu về dung sai lỗi của phần cứng như đã mô tả trong IEC 62061:2005, 5.2.4.

Hai tiêu chuẩn trên đề cập đến an toàn chức năng khi sử dụng các phương pháp tương tự nhưng khác nhau. Nên sử dụng các yêu cầu trong hai tiêu chuẩn trên cho các hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn riêng có dự định sử dụng các yêu cầu này. Người thiết kế có thể lựa chọn sử dụng một trong hai tiêu chuẩn. Các dữ liệu và tiêu chí cần thiết để xác định đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn phải được đưa vào thông tin sử dụng.

CHÚ THÍCH 2  Sự so sánh với TCVN 7384-1 (ISO 13849-1) và IEC 62061 được mô tả trong ISO/TR 23849.

Cũng có thể sử dụng các tiêu chuẩn khác đưa ra các yêu cầu đặc tính khác như thuật ngữ “độ tin cậy điều khiển” đang được sử dụng ở Bắc Mỹ. Khi sử dụng các tiêu chuẩn khác này để thiết kế các hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn thì phải đạt được một mức giảm rủi ro tương đương.

Bất cứ hư hỏng nào của hệ điều khiển liên quan đến an toàn phải dẫn đến loại dừng 0 hoặc 1 phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

5.4.2  Yêu cầu đặc tính

Các chi tiết liên quan đến an toàn của các hệ thống điều khiển phải được thiết kế sao cho chúng tuân theo PL=d với loại kết cấu 3 như đã mô tả trong TCVN 7384 -1 (ISO 13849-1) hoặc tuân theo SIL 2 với dung sai lỗi phần cứng 1 và với khoảng thời gian thử kiểm tra xác nhận không ít hơn 20 năm như đã mô tả trong IEC 62061:2005.

Các yêu cầu trên có ý nghĩa cụ thể:

a) Một lỗi đơn trong bất cứ các chi tiết đã nêu trên nào cũng không dẫn tới làm mất chức năng an toàn;

b) Mỗi khi có thể thực hiện được một các hợp lý, lỗi đơn phải được phát hiện ngay tại lúc hoặc trước khi có yêu cầu tiếp sau đối với chức năng an toàn;

c) Khi xuất hiện lỗi đơn, chức năng an toàn luôn luôn được thực hiện và phải duy trì một trạng thái an toàn tới khi lỗi đã phát hiện được sửa chữa; và

d) Tất cả các lỗi hợp lý thấy trước được phải được phát hiện.

Các yêu cầu a) đến d) được xem là tương đương với loại kết cấu 3 như đã mô tả trong TCVN 7384 -1 (ISO 13849-1).

CHÚ THÍCH  Yêu cầu của sự phát hiện ra lỗi đơn không có nghĩa là tất cả các lỗi sẽ được phát hiện. Hậu quả là sự tích tụ của các lỗi không được phát hiện có thể dẫn đến một tín hiệu ra không theo dự định và một tình huống nguy hiểm ở tại máy.

5.4.3  Các tiêu chí đặc tính của hệ thống điều khiển khác

Các kết quả của đánh giá rủi ro toàn diện được thực hiện trên hệ thống rô bốt và ứng dụng theo dự định của sự đánh giá này có thể xác định bằng một đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn khác với đặc tính đã được trình bày trong 5.4.2 được đảm bảo cho ứng dụng.

Việc lựa chọn một trong các tiêu chí đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn này phải được nhận biết riêng và các giới hạn thích hợp cũng như các cảnh báo phải được bao gồm trong thông tin sử dụng đã cung cấp cùng với thiết bị.

5.5  Chức năng dừng của rô bốt

5.5.1  Yêu cầu chung

Mỗi rô bốt phải có một chức năng dừng bảo vệ và một chức năng dừng khẩn cấp độc lập. Các chức năng này phải cung cấp phương tiện để kết nối các thiết bị bảo vệ bên ngoài. Một tín hiệu ra dừng khẩn cấp có thể được cung cấp theo tùy chọn. Bảng 1 giới thiệu sự so sánh của chức năng dừng khẩn cấp và chức năng dừng bảo vệ.

Bảng 1: So sánh giữa dừng khẩn cấp và dừng bảo vệ

5.5.2  Dừng khẩn cấp

Rô bốt phải có một hoặc nhiều chứa năng dừng khẩn cấp (loại dừng 0 hoặc 1 phù hợp TCVN 12669-1 (IEC 60204-1)).

Mỗi trạm điều khiển có khả năng khởi tạo chuyển động của rô bốt hoặc các tình huống nguy hiểm khác phải có một chức năng dừng khẩn cấp được khởi tạo bằng tay:

a) Tuân theo các yêu cầu của 5.4 và TCVN 12669-1 (IEC 60204-1);

b) Được ưu tiên sử dụng trước tất cả các chức năng điều khiển khác của rô bốt;

c) Làm cho tất cả các nguy hiểm có kiểm soát dừng lại;

d) Ngắt năng lượng dẫn động khỏi các cơ cấu khởi động rô bốt;

e) Cung cấp khả năng kiểm soát các nguy hiểm được điều khiển bởi hệ thống rô bốt;

f) Vẫn hoạt động tới khi được đặt lại; và

g) Chỉ được đặt lại bằng tác động bằng tay không gây ra khởi động lại sau khi đặt lại nhưng phải cho phép có khởi động lại.

Việc lựa chọn chức năng dừng loại 0 hoặc loại 1 (phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1)) phải được xác định từ đánh giá rủi ro.

Khi cung cấp một tín hiệu ra dừng khẩn cấp thì:

- Tín hiệu ra phải tiếp tục vận hành khi ngắt năng lượng của rô bốt; hoặc

- Tín hiệu ra không tiếp tục vận hành khi nguồn năng lượng cho rô bốt bị ngắt, một tín hiệu dừng khẩn cấp phải được phát ra.

Thiết bị dừng khẩn cấp phải phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1) và TCVN 6719 (ISO 13850).

5.5.3  Dừng bảo vệ

Rô bốt phải có một hoặc nhiều chức năng dừng khẩn cấp được thiết kế để kết nối các thiết bị bảo vệ bên ngoài. Đặc tính của chức năng dừng bảo vệ phải tuân theo các yêu cầu của 5.4.

Chức năng dừng này phải dừng tất cả các chuyển động của rô bốt, ngắt hoặc kiểm soát năng lượng cho các cơ cấu khởi động truyền động, và cho phép kiểm soát bất cứ các nguy hiểm nào do rô bốt điều khiển. Chức năng dừng này có thể được khởi tạo bằng tay hoặc bằng điều khiển lô gíc.

Tối thiểu phải có một chức năng dừng bảo vệ là loại 0 hoặc loại 1 như đã mô tả trong TCVN 12669-1 (IEC 60204-1). Rô bốt có thể có một chức năng dừng bảo vệ bổ sung khi sử dụng loại 2 như đã mô tả trong TCVN 12669-1 (IEC 60204-1), chức năng này không dẫn đến ngắt năng lượng nhưng không yêu cầu phàm giám sát trạng thái đứng yên sau khi rô bốt dừng lại. Bất cứ chuyển động không có chủ định nào của rô bốt trong trạng thái đứng yên có giám sát hoặc hư hỏng được phát hiện của chức năng dừng bảo vệ phải dẫn đến loại dừng 0 phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1). Đặc tính của chức năng đứng yên có giám sát phải tuân theo 5.4. Chức năng này có thể được khởi tạo từ các thiết bị bên ngoài (tín hiệu vào dừng từ các thiết bị bảo vệ).

CHÚ THÍCH  Một chức năng dừng loại 2 có giám sát phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1) có thể được cung cấp bởi một hệ thống dẫn động điện tương đương với một chức năng dừng vận hành an toàn (SOS) phù hợp với IEC 61800-5-2.

Nhà sản xuất phải đưa loại dừng của mỗi tín hiệu vào mạch dừng bảo vệ vào thông tin sử dụng.

5.6  Điều khiển vận tốc

5.6.1  Yêu cầu chung

Vận tốc của cơ cấu tác động cuối của rô bốt có lắp mặt bích và điểm tâm của dụng cụ (TCP) phải có thể điều khiển được ở các vận tốc có thể lựa chọn. Phải cung cấp một đặc tính dịch chuyển (xác định vị trí của TCP so với mặt bích lắp ráp) để có thể điều khiển được vận tốc TCP.

5.6.2  Vận hành điều khiển vận tốc thấp

Khi vận hành trong điều kiện điều khiển vận tốc thấp, vận tốc của TCP không được vượt quá 250 mm/s. Có thể nên lựa chọn các vận tốc thấp hơn 250 mm/s như là một giới hạn đã ấn định

5.6.3  Điều khiển vận tốc thấp liên quan đến an toàn

Khi được trang bị điều khiển vận tốc thấp liên quan đến an toàn phải được thiết kế và cấu tạo phù hợp với 5.4.2 sao cho trong trường hợp có lỗi vận tốc của TCP không vượt quá giới hạn cho vận tốc thấp (xem 5.6.2) và dừng bảo vệ được phát ra khi xảy ra lỗi.

5.6.4  Vận tốc được giám sát liên quan đến an toàn

Khi được trang bị, vận tốc của TCP hoặc của một trục phải được giám sát phù hợp với 5.4.2. Nếu vận tốc vượt quá giới hạn đã lựa chọn thì dừng bảo vệ phải được phát ra.

5.7  Chế độ vận hành

5.7.1  Lựa chọn

Các chế độ vận hành (hoặc hoạt động) phải có thể lựa chọn được với một bộ chọn chế độ có thể được khóa ở mỗi vị trí (ví dụ một công tắc được vận hành bằng chìa khóa có thể gài vào và rút ra ở mỗi vị trí). Mỗi vị trí của bộ chọn phải được nhận biết rõ ràng và phải cho phép một chế độ điều khiển hoặc vận hành riêng biệt. Bộ chọn có thể được thay thế bằng một phương tiện lựa chọn khác, phương tiện này hạn chế sử dụng một số chức năng của rô bốt (ví dụ: các mã tiếp cận). Các phương tiện lựa chọn trên phải:

a) Chỉ báo rõ ràng chế độ vận hành được lựa chọn; và

b) Bản thân chúng không khởi tạo chuyển động của rô bốt hoặc các nguy hiểm khác.

Có thể cung cấp một tín hiệu ra tùy chọn để chỉ báo chế độ được lựa chọn. Khi được cung cấp cho các mục đích liên quan đến an toàn, các tín hiệu ra phải tuân theo các yêu cầu của 5.4 (xem phụ lục D).

CHÚ THÍCH  Các phương pháp ghi nhãn chế độ được minh họa trong phụ lục E.

5.7.2  Chế độ tự động

Trong chế độ tự động, rô bốt phải thực hiện chương trình tác vụ và các biện pháp bảo vệ phải được vận hành.

Vận hành tự động phải được ngăn ngừa nếu phát hiện được bất cứ trạng thái dừng nào.

5.7.3  Chế độ giảm tốc bằng tay

Chế độ vận tốc thấp bằng tay phải đáp ứng các yêu cầu của 5.3.4 và 5.6 và phải cho phép rô bốt vận hành với sự can thiệp của con người. Vận hành tự động bị ngăn cấm ở chế độ này. Chế độ này được sử dụng để đẩy nhẹ, dạy học, lập trình và kiểm tra xác nhận chương trình của rô bốt; chế độ này có thể là chế độ được lựa chọn khi thực hiện một số tác vụ bảo dưỡng.

Điều khiển rô bốt bằng tay từ bên trong không gian bảo vệ phải được thực hiện với vận tốc thấp cùng với một trong các yêu cầu sau:

a) Các cơ cấu điều chỉnh giữ cho chạy cùng với một thiết bị có thể bảo vệ phù hợp với 5.6 hoặc

b) Đối với kiểm tra xác nhận chương trình, chỉ dùng một cơ cấu điều khiển khởi động/ dừng cùng với một thiết bị có thể bảo vệ phù hợp với 5.8.

Thông tin sử dụng phải bao gồm các hướng dẫn và cảnh báo rằng, mỗi khi có thể thực hiện được, chế độ vận hành bằng tay phải được thực hiện với tất cả những người ở bên ngoài không gian bảo vệ. Thông tin sử dụng cùng phải hướng dẫn rằng trước khi lựa chọn chế độ tự động, bất cứ các hàng rào chắn được treo nào cũng phải được đưa vào vận hành hoàn toàn theo chức năng của chúng.

CHÚ THÍCH  Trước đây, chế độ này cũng đã được biết đến là chế độ T1 hoặc chế độ dạy học.

5.7.4  Chế độ vận tốc cao bằng tay

Nếu chế độ này được cung cấp, có thể đạt được các vận tốc lớn hơn 250mm/s. Chế độ này chỉ được sử dụng cho kiểm tra xác nhận chương trình. Trong trường hợp này, rô bốt phải:

a) Có một phương tiện để lựa chọn vận tốc cao bằng tay, phương tiện này yêu cầu một tác động có chủ định (ví dụ, một công tắc kiểu có chìa khóa trên panen điều khiển rô bốt) và một tác động xác nhận bổ sung;

b) Cung cấp một giá treo tuân theo 5.8 với một chức năng giữ cho chạy ngoài thiết bị có thể bảo vệ cho phép tiếp tục chuyển động của rô bốt;

c) Chỉnh đặt một giới hạn vận tốc ban đầu đến nhưng không vượt quá 250mm/s cho lựa chọn chế độ vận tốc cao bằng tay.

d) Trang bị một phương tiện trên giá treo để người thao tác điều chỉnh độ gia tăng vận tốc từ giá trị ban đầu tới giá trị đầy đủ đã lập trình trong nhiều bước;

e) Trang bị một dụng cụ chỉ thị trên giá treo để chỉ báo vận tốc được điều chỉnh

f) Bảo đảm rằng:

- Vận tốc của rô bốt được giới hạn tới giới hạn vận tốc ban đầu khi thiết bị có thể bảo vệ được khởi tạo (khởi động) lại bằng cách đặt công tắc ở vị trí giữa sau khi đã được kéo ra hoặc ép vào hoàn toàn, và

- Cần có một tác động có chủ định tách biệt để đưa trở về vận tốc cao hơn đã lựa chọn trước khi công tắc của thiết bị có thể bảo vệ đã được kéo ra hoặc kéo vào, và

- Việc lựa chọn để lại bắt đầu vận tốc cao hơn khi sử dụng tác động tách biệt không được thực hiện trong thời gian không quá năm phút sau khi ngắt thiết bị có thể bảo vệ.

Việc lựa chọn để lại bắt đầu vận tốc cao hơn và thời gian nghỉ không có liên quan đến an toàn. Thông tin sử dụng phải đưa vào các hướng dẫn thích hợp và cảnh báo rằng, mỗi khi có thể thực hiện được, chế độ vận hành bằng tay phải được thực hiện với tất cả những người ở bên ngoài không gian bảo vệ. Thông tin sử dụng cũng phải hướng dẫn rằng trước khi lựa chọn chế độ tự động, bất cứ các hàng rào chắn được treo nào cũng phải được đưa vào vận hành hoàn toàn theo chức năng của chúng.

CHÚ THÍCH  Chế độ bằng tay tùy chọn này, trước đây đã được biết đến là chế độ T2 hoặc chế độ kiểm tra xác nhận chương trình với vận tốc cao được quan tâm.

5.8  Cơ cấu điều khiển giá treo

5.8.1  Yêu cầu chung

Khi có một cơ cấu điều khiển giá treo hoặc thiết bị điều khiển dạy học khác có khả năng điều khiển rô bốt từ trong phạm vi không gian bảo vệ, phải áp dụng các yêu cầu trong 5.3.5 và 5.8.2 đến 5.8.7.

CHÚ THÍCH  Yêu cầu này áp dụng cho bất cứ cơ cấu hoặc thiết bị nào được sử dụng ở chế độ bằng tay để điều khiển một rô bốt từ trong phạm vi không gian bảo vệ trong khi năng lượng dẫn động được áp dụng cho bất cứ các trục nào của rô bốt. Yêu cầu này bao gồm bét có chức năng dạy học thông qua dẫn dắt bằng truyền động có động cơ khi sử dụng các cơ cấu điều khiển bằng tay lắp trên rô bốt hoặc các cơ cấu điều khiển dạy học chính/ thứ cấp.

5.8.2  Điều khiển chuyển động

Chuyển động của rô bốt được khởi tạo từ giá treo hoặc thiết bị điều khiển dạy học phải ở trong điều kiện điều khiển vận tốc thấp như đã mô tả trong 5.6. Khi các cơ cấu điều khiển có các phương tiện để lựa chọn vận tốc cao bằng tay thì rô bốt phải đáp ứng các yêu cầu trong 5.7.4.

5.8.3  Thiết bị có thể bảo vệ

Giá treo hoặc thiết bị điều khiển dạy học phải có một thiết bị (cơ cấu) có thể bảo vệ ba vị trí phù hợp với IEC 60204-1. Khi được giữa liên tục ở vị trí giữa thiết bị có thể bảo vệ phải cho phép chuyển động của rô bốt và bất cứ các nguy hiểm nào khác được kiểm soát bởi rô bốt. Thiết bị có thể bảo vệ phải có các đặc tính được mô tả dưới đây.

CHÚ THÍCH 1  Điều quan trọng là phải xem xét các vấn đề về công thái học của hoạt động mà rô bốt phải thực hiện trong thiết kế và lắp đặt thiết bị có thể bảo vệ.

CHÚ THÍCH 2  Phục lục C giới thiệu thông tin bổ sung về thiết bị có thể bảo vệ

a) Thiết bị hoặc cơ cấu có thể bảo vệ có thể được tích hợp hoặc tách ly (ví dụ cơ cấu có thể bảo vệ kiểu dụng cụ kẹp) khỏi điều khiển giá treo và phải vận hành độc lập đối với bất cứ cơ cấu hoặc chức năng điều khiển chuyển động nào khác.

b) Kéo ra hoặc ép vào qua vị trí giữa của thiết bị phải dừng các nguy hiểm (ví dụ chuyển động của rô bốt) phù hợp với 5.4 và 5.5.3.

c) Sau khi ép vào qua vị trí giữa của thiết bị có thể bảo vệ, thiết bị có thể bảo vệ cần được kéo ra (ngắt) hoàn toàn. Quá trình đi từ vị trí được ép vào hoàn toàn tới vị trí giữa không được cho phép có chuyển động của rô bốt.

d) Khu cung cấp hai hoặc nhiều công tắc có thể bảo vệ trên chỉ một thiết bị/ giá treo có thể bảo vệ để cho phép vận hành luân phiên sang bên trái hoặc bên phải, bất cứ hoặc tất cả các công tắc có thể phải ở vị trí giữa:

1) Khi chỉ một trong các công tác được sử dụng và ở vị trí giữa, công tắc này phải vận hành như đã mô tả trong b).

2) Khi kết cấu của thiết bị có thể bảo vệ cho phép cả hai công tắc được giữ ở vị trí giữa để cho phép thay đổi vận hành từ bên trái sang bên phải thì khi kéo ra một công tắc không được gây ra dừng bảo vệ nhưng khi ép vào hoàn toàn thì một công tắc phải thay thế điều khiển các công tắc khác và gây ra dừng bảo vệ.

Thông tin sử dụng phải mô tả hoạt động chức năng này và cảnh báo rằng nguy hiểm có tiềm năng có thể xuất hiện.

CHÚ THÍCH 3  Nếu nhiều công tắc được giữ ở vị trí giữa thì không thể phân biệt được một công tắc nào trong các công tắc này được dự định kéo ra hoặc được kéo ra một cách vô tình như kết quả của một sự cố.

e) Khi có nhiều hơn một thiết bị có thể bảo vệ được vận hành (nghĩa là có nhiều hơn một người ở trong không gian bảo vệ có một thiết bị có thể bảo vệ) thì chỉ có thể có chuyển động khi mỗi thiết bị giữ ở vị trí giữa tại cùng một thời điểm.

f) Thiết bị có thể bảo vệ bị rơi không được dẫn đến hư hỏng có thể cho phép chuyển động xảy ra.

g) Nếu cung cấp một tín hiệu ra có thể bảo vệ thì tín hiệu ra phải báo hiệu một trạng thái dừng khi nguồn cấp năng lượng cho hệ thống liên quan đến an toàn bị cắt và phải tuân theo các yêu cầu của 5.4.

h) Khi chế độ vận hành thay đổi trong khi thiết bị có thể bảo vệ đang ở vị trí giữa thì phải khởi tạo: sự dừng bảo vệ. Hệ thống điều khiển phải yêu cầu thiết bị có thể bảo vệ được kéo ra và lại có thể bảo vệ được trước khi năng lượng dẫn động có thể được cung cấp. Về hướng dẫn ngăn ngừa thất bại của một thiết bị có thể bảo vệ, xem TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

5.8.4  Chức năng dừng khẩn cấp giá treo

Giá treo hoặc thiết bị điều khiển dạy học phải có chức năng dừng khẩn cấp phù hợp với 5.5.2.

5.8.5  Khởi tạo sự vận hành tự động

Không thể kích hoạt sự vận hành tự động của rô bốt khi chỉ sử dụng giá treo hoặc thiết bị điều khiển dạy học. Phải có một phương tiện cho hoạt động xác nhận tách biệt ở bên ngoài không gian bảo vệ trước khi kích hoạt chế độ tự động.

5.8.6  Thiết bị điều khiển dạy học không cáp hoặc tháo được

Khi giá treo hoặc các thiết bị dạy học khác không có cáp kết nối với điều khiển rô bốt hoặc khi các thiết bị này có thể được tháo ra thì phải áp dụng các yêu cầu sau:

a) Phải cung cấp sự chỉ báo nhìn để chỉ ra rằng giá treo đang hoạt động, ví dụ chỉ báo ở màn hình của giá treo dạy học.

b) Mất giao tiếp (truyền thông) phải dẫn đến dừng bảo vệ cho tất cả rô bốt đang được điều khiển khi ở chế độ vận tốc thấp bằng tay hoặc chế độ vận tốc cao bằng tay. Sự khôi phục lại truyền thông không được khởi động lại chuyển động của rô bốt mà không có tác động có chủ định tách biệt.

c) Phải tránh sự nhầm lẫn giữa hoạt động và không hoạt động của các thiết bị dừng khẩn cấp bằng cách cung cấp sự lưu trữ (bộ nhớ) hoặc thiết kế thích hợp. Thông tin sử dụng phải mô tả sự lưu trữ hoặc thiết kế.

d) Khi thích hợp, thời gian đáp ứng tối đa cho truyền thông các dữ liệu (bao gồm cả hiệu chỉnh sai số) và cho mất truyền thông phải được công bố trong thông tin sử dụng.

5.8.7  Điều khiển nhiều rô bốt

Khi một cơ cấu điều khiển giá treo có khả năng điều khiển rô bốt thì phải áp dụng các yêu cầu trong 5.9.

5.9  Điều khiển chuyển động đồng thời

5.9.1  Điều khiển một giá treo

Một hoặc nhiều cơ cấu điều khiển rô bốt có thể được kết nối với chỉ một giá treo dạy học. Khi có cấu hình như vậy, giá treo dạy học phải có khả năng di chuyển một hoặc nhiều rô bốt có chuyển động độc lập hoặc đồng thời. Khi ở chế độ vận hành bằng tay, tất các cả chức năng của hệ thống rô bốt phải ở dưới sự điều khiển của một giá treo.

5.9.2  Yêu cầu an toàn trong thiết kế

Tất cả các rô bốt trong một hệ thống rô bốt được thiết kế cho chuyển động đồng thời thường phải ở trong cùng một chế độ vận hành, ví dụ bằng tay hoặc tự động, và ở trong cùng một trạng thái, ví dụ được cấp năng lượng hoặc không được cấp năng lượng. Phải cung cấp khả năng để cho phép một hoặc nhiều rô bốt sẽ ở trong trạng thái ngắt servo (ngắt tự động) dùng cho mục đích xử lý sự cố hoặc các sai số vận hành hoặc trong các trường hợp thử nghiệm, kiểm tra. Các rô bốt được ngắt này sau đó không được tính đến trong chuyển động đồng thời.

Đối với các rô bốt được tính đến trong chuyển động đồng thời, mỗi rô bốt phải được lựa chọn trước khi có thể được di chuyển. Để được lựa chọn, tất cả các rô bốt phải ở trong cùng một chế độ vận hành (ví dụ, vận tốc thấp bằng tay). Phải cung cấp một chỉ báo tại điểm lựa chọn (ví dụ, ở giá treo, buồng điều khiển hoặc ở rô bốt) để chỉ ra rằng đã được lựa chọn. Chỉ có các rô bốt được lựa chọn mới được di chuyển.

Phải ngăn cản sự khởi động bất ngờ của bất cứ các rô bốt nào không được lựa chọn, chức năng này phải tuân theo các yêu cầu của 5.4.

5.10  Yêu cầu của hoạt động hợp tác

5.10.1  Yêu cầu chung

Các rô bốt được thiết kế cho hoạt động hợp tác phải cung cấp tín hiệu chỉ báo nhìn khi rô bốt đang ở trong hoạt động hợp tác và phải tuân theo một hoặc nhiều yêu cầu từ 5.10.2 đến 5.10.5.

5.10.2  Dừng có giám sát được định mức an toàn

Rô bốt phải dừng lại khi một người ở trong không gian làm việc hợp tác. Chức năng dừng phải tuân theo 5.4 và 5.5.3. Rô bốt có thể lại bắt đầu vận hành tự động khi con người rời khỏi không gian làm việc hợp tác.

Theo cách khác, rô bốt có thể di chuyển chậm lại dẫn đến dừng loại 2 phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1). Một khi đã dừng lại, trạng thái đứng yên này phải được giám sát bằng hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn phù hợp với 5.4. Lỗi giám sát bằng hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn phù hợp với 5.4. Lỗi sai sót của chức năng dừng có giám sát được định mức an toàn phải dẫn đến dừng loại 0.

CHÚ THÍCH  Yêu cầu này có thể bao gồm một chức năng dừng có giám sát loại 2 phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1) được cung cấp bởi một hệ thống dẫn điện tương đương với một SOS phù hợp với IEC 61800-5-2.

5.10.3  Dẫn dắt bằng tay

Khi được trang bị, thiết bị dẫn dắt (dẫn đường) bằng tay phải được bố trí gần cơ cấu tác động cuối và phải được trang bị như sau:

a) Một chức năng dừng khẩn cấp tuân theo 5.5.2 và 5.8.4, và

b) Một thiết bị (cơ cấu) có thể bảo vệ tuân theo 5.8.3.

Rô bốt phải vận hành với hoạt động của chức năng vận tốc có giám sát được định mức an toàn (5.6.4). Giới hạn của vận tốc có giám sát được định mức an toàn phải được xác định bằng đánh giá rủi ro.

5.10.4  Giám sát vận tốc và sự tách ly

Rô bốt phải duy trì một vận tốc và khoảng cách tách ly xác định đến người thao tác. Các chức năng này có thể được hoàn thành bởi đặc tính tích hợp hoặc sự phối hợp của các tín hiệu vào bên ngoài. Sự phát hiện về không duy trì được vận tốc hoặc khoảng cách tách ly xác định phải dẫn đến dừng bảo vệ (xem 5.5.3). Chức năng giám sát vận tốc và sự tách ly phải tuân theo 5.4.2.

Rô bốt chỉ là một thành phần trong một hệ thống rô bốt hợp tác cuối cùng và bản thân nó không đủ cho hoạt động hợp tác an toàn. Các ứng dụng của hoạt động hợp tác có tính động lực học và phải được xác định bằng đánh giá rủi ro được thực hiện trong quá trình thiết kế hệ thống ứng dụng. Thông tin sử dụng phải đưa ra chỉ dẫn về thực thi các giá trị vận tốc và các khoảng cách tách ly. Phải sử dụng TCVN 13229-2 (ISO 10218-2) cho thiết kế các hoạt động hợp tác. Thông tin bổ sung sẽ được đề cập trong ISO/TS 15066.

Cần xem xét đến các vận tốc tương đối của người thao tác và rô bốt khi tính toán khoảng cách tách ly tối thiểu an toàn. Có thể tìm thấy các yêu cầu của khoảng cách tối thiểu trong ISO 13855.

5.10.5  Giới hạn công suất và lực bằng thiết kế hoặc điều khiển

Chức năng giới hạn công suất hoặc lực của rô bốt phải tuân thủ 5.4. Nếu bất cứ giới hạn của thông số nào bị vượt quá mức quy định thì phải phát ra dừng bảo vệ.

Rô bốt chỉ là một thành phần trong một hệ thống rô bốt hợp tác cuối cùng và một minh nó không đủ cho hoạt động hợp tác an toàn, ứng dụng của hoạt động hợp tác phải được xác định bằng đánh giá rủi ro được thực hiện trong quá trình thiết kế hệ thống ứng dụng. Thông tin sử dụng phải bao gồm các chi tiết về chỉnh đặt các giới hạn của thông số được thiết lập trong rô bốt được điều khiển. Phải sử dụng TCVN 13229-2 (ISO 10218-2) cho thiết kế các hoạt động hợp tác. Thông tin bổ sung sẽ được đề cập trong ISO/TS 15066.

5.11  Bảo vệ đối với kỳ dị

Các chuyển động được xác định trong không gian Đề các phải đi qua gần các điểm kỳ dị có thể tạo ra các vận tốc cao của trục. Người thao tác có thể không mong đợi các vận tốc cao này. Khi ở trong chế độ vận tốc thấp bằng tay hoặc dẫn dắt bằng tay (xem 5.10.3), cơ cấu điều khiển rô bốt phải thực hiện một trong các yêu cầu sau:

a) Dừng chuyển động của rô bốt và cung cấp cảnh báo trước khi rô bốt đi qua hoặc hiệu chỉnh điểm kỳ dị trong quá trình chuyển động phối hợp (điều khiển trong đó các trục của rô bốt đi tới các điểm giới hạn riêng biệt một cách đồng thời), đưa ra dạng bên ngoài êm dịu cho chuyển động và điều khiển trong đó các chuyển động của các trục phải sao cho TCP di chuyển dọc theo một đường dẫn quy định được khởi tạo từ giá treo dạy học, hoặc

b) Phát ra một tín hiệu cảnh báo nghe hoặc nhìn và tiếp tục đi qua điểm kỳ dị với vận tốc của mỗi khâu cánh tay rô bốt được giới hạn tới vận tốc lớn nhất 250 mm/s, hoặc

c) Trong trường hợp có thể điều khiển kỳ dị mà không tạo ra bất cứ chuyển động nguy hiểm nào thì không cần phải có sự bảo vệ bổ sung.

5.12  Giới hạn chuyển động của trục

5.12.1  Yêu cầu chung

Phải cung cấp một phương tiện để thiết lập một không gian hạn chế xung quanh rô bốt bằng cách sử dụng các cơ cấu giới hạn. Phải cung cấp phương tiện cho lắp đặt các cữ dừng cơ khí để giới hạn chuyển động của trục có chuyển động dịch chuyển lớn nhất (trục sơ cấp) của rô bốt. Rô bốt phải tuân theo 5.12.2 hoặc 5.12.3 hoặc cả hai. Yêu cầu này không áp dụng cho các rô bốt có kết cấu giới hạn do cấu tạo, ví dụ: cấu trúc động học song song.

Khi rô bốt đi tới một giới hạn trục, rô bốt phải dừng lại. Chuyển động của rô bốt có thể tiếp tục tại điểm của giới hạn trục hoặc không tiếp tục nếu được công bố trong thông tin sử dụng.

CHÚ THÍCH  Biện pháp này có thể được đáp ứng bằng cách cung cấp thông tin, kỹ thuật và các hướng dẫn để đạt được và lắp đặt các cữ dừng cơ khí bên ngoài, sử dụng đặc tính tùy chọn của trục mềm liên quan đến an toàn và giới hạn không gian (xem 5.12.3) cũng có thể thỏa mãn yêu cầu này.

5.12.2  Các cơ cấu giới hạn cơ khí và điện - cơ khí cho chuyển động của trục

Phải cung cấp các điều khoản về các cơ cấu giới hạn cơ khí hoặc phi cơ khí điều chỉnh được cho hai và ba trục (các trục có các chuyển động dịch chuyển lớn nhất thứ hai và thứ ba).

Các cữ dừng cơ khí phải có khả năng dừng chuyển động của rô bốt ở các điều kiện tải trọng danh nghĩa và vận tốc lớn nhất và ở các phần kéo dài lớn nhất và nhỏ nhát. Phải thử nghiệm các cữ dừng cơ khí cứng mà không có bất cứ sự hỗ trợ nào.

Chỉ có thể cung cấp các hệ thống, giới hạn phạm vi chuyển động khác nếu chúng được thiết kế, cấu tạo và lắp đặt đáp ứng đặc tính quy định trong 5.4.2.

Đặc tính của mạch điều khiển cơ cấu giới hạn điện - cơ phải tuân theo các yêu cầu trong 5.4. Chương trình điều khiển rô bốt và chương trình tác vụ không được làm thay đổi các chỉnh đặt của cơ cấu giới hạn điện - cơ.

Các thiết bị hoặc cơ cấu điều chỉnh được cho phép người sử dụng giảm tới mức tối thiểu cỡ kích thước của không gian hạn chế. Mức điều chỉnh nên được bao gồm trong thông tin sử dụng như đã quy định trong 6.2.

Thông tin sử dụng phải bao gồm thông tin về thời gian dừng ở vận tốc lớn nhất đối với các cơ cấu giới hạn điện - cơ bao gồm cả thời gian giám sát và khoảng cách được di chuyển trước khi đạt tới dừng hoàn toàn. Thông tin bổ sung được cho trong Phụ lục B.

CHÚ THÍCH 1  Các ví dụ về cơ cấu dừng phi cơ khí bao gồm các cơ cấu như các cữ dừng được định vị bằng điện, khí nén hoặc thủy lực, các công tắc giới hạn, màn chắn sáng, các thiết bị quét lazer và các dây kéo khi được sử dụng để giới hạn sự di chuyển của rô bốt và xác định không gian hạn chế.

CHÚ THÍCH 2  Cữ dừng cơ khí bao gồm cả các cữ dừng cơ khí được điều chỉnh và sau đó được kẹp chặt bằng các chi tiết kẹp chặt.

5.12.3  Trục mềm liên quan đến an toàn và giới hạn không gian

Các giới hạn mềm là các giới hạn được xác định bằng phần mềm đối với chuyển động của rô bốt. Giới hạn không gian được dùng để xác định bất cứ hình dạng hình học nào có thể được sử dụng như một vùng bao gồm toàn bộ cả giới hạn quy định hoặc không bao gồm toàn bộ cả giới hạn quy định, giới hạn chuyển động của rô bốt trong phạm vi không gian xác định hoặc ngăn ngừa rô bốt đi vào không gian xác định.

Các giới hạn mềm liên quan đến an toàn được phép sử dụng như một phương tiện để xác định và giảm không gian bảo vệ với điều kiện là chúng có thể dừng rô bốt ở toàn bộ tải trọng danh nghĩa và vận tốc danh nghĩa. Không gian hạn chế phải được xác định tại vị trí dừng thực tế được mong đợi có tính đến khoảng cách dừng. Nhà sản xuất phải công bố trong thông tin sử dụng khả năng của các giới hạn mềm liên quan đến an toàn và phải loại bỏ các giới hạn mềm liên quan đến an toàn nếu khả năng này không được hỗ trợ.

Các chương trình điều khiển giám sát và thực hiện các chức năng của trục mềm và giới hạn không gian dựa trên các giới hạn mềm liên quan đến an toàn phải tuân theo 5.4 và chỉ có thể thay đổi được bởi người có thẩm quyền. Nếu giới hạn mềm liên quan đến an toàn bị vi phạm thì một chức năng dừng bảo vệ phải được khởi tạo. Chuyển động trong quá trình có sự vi phạm giới hạn phải ở trong điều kiện điều khiển vận tốc thấp như đã quy định trong 5.6.3. Thông tin về chỉnh đặt hoạt động và cấu hình của các giới hạn an toàn phải có khả năng được xem xét và lập thành tài liệu với một bộ chỉ định duy nhất sao cho các thay đổi đối với cấu hình có thể nhận biết được một cách dễ dàng.

Giới hạn mềm liên quan đến an toàn phải được chỉnh đặt như một vùng tĩnh tại, không thể thay đổi được nếu không sự khởi tạo lại hệ thống con liên quan đến an toàn và không được cấu hình lại trong quá trình thực hiện tự động chương trình tác vụ. Sự cho phép thay đổi giới hạn mềm liên quan đến an toàn phải được bảo vệ và bảo đảm, ví dụ, cần những người có thẩm quyền để nhập mật khẩu. Một khi đã được chỉnh đặt, các giới hạn mềm liên quan đến an toàn luôn luôn phải được kích hoạt theo sự cấp năng lượng.

Thông tin sử dụng phải bao gồm thông tin về thời gian dừng ở vận tốc lớn nhất cho các giới hạn mềm liên quan đến an toàn bao gồm cả thời gian giám sát và khoảng cách di chuyển trước khi đạt được dừng hoàn toàn. Thông tin bổ sung được cho trong Phụ lục B.

Các tín hiệu ra của vùng liên quan đến an toàn cho sử dụng trong những ứng dụng động lực học của không gian hạn chế phải tuân theo 5.4. Cấu hình phần cứng của các tín hiệu ra phải được công bố trong thông tin sử dụng.

CHÚ THÍCH 1  Các giới hạn trục mềm liên quan đến an toàn có thể rất có ích cho điều khiển chuyển động trên các trục bổ sung không được lắp với các thiết bị giới hạn như đã quy định trong 5.12.2.

CHÚ THÍCH 2  Các giới hạn không gian mềm liên quan đến an toàn có thể rất có ích trong điều khiển chuyển động ở các vùng làm việc có hình dạng không đúng quy cách hoặc bảo vệ chống các điểm có khe hẹp, nhọn được tạo ra bởi hệ thống rô bốt khi xác định cấu hình của giới hạn mềm. Bất cứ thay đổi nào đối với cấu hình cũng sẽ tạo ra một giá trị mới.

5.12.4  Thiết bị giới hạn động lực học

Giới hạn động lực học là sự thay đổi điều khiển tự động trong một không gian hạn chế của rô bốt trong quá trình một đoạn vận hành của hệ thống rô bốt. Các thiết bị hoặc cơ cấu điều khiển, nhưng không hạn chế, các công tác giới hạn vận hành bằng cam, các màn chắn sáng hoặc các cữ dừng cứng kích hoạt điều khiển co lại được có thể được sử dụng để giới hạn thêm nữa sự di chuyển của rô bốt trong phạm vi không gian hạn chế trong khi rô bốt thực hiện chương trình tác vụ của nó. Vì yêu cầu này, cơ cấu và hệ thống điều khiển liên kết phải có khả năng dừng chuyển động của rô bốt trong các điều kiện tài trọng và vận tốc danh nghĩa và các hệ thống điều khiển có liên quan đến an toàn gắn liền phải tuân theo 5.4.2, trừ khi đánh giá rủi ro được thực hiện và xác định rằng cần đến một loại khác.

5.13  Chuyển động không có năng lượng dẫn động

Rô bốt phải được thiết kế sao cho các trục có khả năng chuyển động mà không sử dụng năng lượng dẫn động trong các tình huống khẩn cấp hoặc không bình thường. Khi thích hợp, chuyển động của các trục phải do chỉ một người thực hiện. Các cơ cấu điều khiển phải tiếp cận được một cách dễ dàng nhưng phải được bảo vệ chống sự vận hành không có chủ định. Phải đưa ra hướng dẫn về chống vận hành không có chủ định trong thông tin sử dụng cùng với khuyến nghị về đào tạo nhân lực đáp ứng cho các tình huống khẩn cấp hoặc không bình thường.

Thông tin sử dụng phải đưa ra các cảnh báo rằng trọng lực và sự nhả của các cơ cầu phanh có thể tạo ra các nguy hiểm bổ sung, các thông báo cảnh báo phải được đặt gần các cơ cấu kích hoạt (khởi động) khi thích hợp.

5.14  Điều khoản về nâng

Phải đưa ra các hướng dẫn và các điều khoản về nâng rô bốt và các bộ phận cấu thành gắn liền của rô bốt, phải có đủ các hướng dẫn và điều khoản cho nâng chuyển tải trọng đã dự tính.

VÍ DỤ  Các móc nâng, bu lông vòng, lỗ có ren, các rãnh, hốc cho lắp chạc nâng.

CHÚ THÍCH  Đối với các rô bốt rất nhỏ có thể được nâng chuyển bởi một người, phải có đủ hướng dẫn cho nâng chuyển một cách an toàn.

5.15  Đầu kẹp nối điện

Các đầu kẹp nối điện có thể gây ra nguy hiểm nếu chúng bị chia tách hoặc rời ra khỏi mối nối, phải được thiết kế và cấu tạo sao cho ngăn ngừa được sự chia tách bất ngờ.

Các đầu kẹp nối phải được trang bị phương tiện ngăn ngừa sự đấu nối chéo (ngang).

6  Kiểm tra xác nhận và phê chuẩn các yêu cầu an toàn và các biện pháp bảo vệ

6.1  Yêu cầu chung

Nhà sản xuất rô bốt phải cung cấp cho kiểm tra xác nhận và phê chuẩn thiết kế và cấu tạo của các rô bốt, bao gồm cả các thiết bị, cơ cấu bảo vệ thích hợp, phù hợp với các nguyên tắc được quy định trong các Điều 4 và 5.

Đánh giá rủi ro nên được xem xét lại để đánh giá xem các nguy hiểm hợp lý thấy trước được đã được nhận biết và có các hành động sửa chữa hay chưa.

CHÚ THÍCH  Vì không phải tất cả các nguy hiểm được xác định trong phụ lục A đều áp dụng cho mỗi rô bốt cho nên mức rủi ro gắn liền với một tình huống nguy hiểm đã cho sẽ không như nhau giữa các rô bốt. Cần tiến hành đánh giá rủi ro để xác định các biện pháp bảo vệ thích hợp nào nên được sử dụng cho một rô bốt đã cho.

6.2  Phương pháp kiểm tra xác nhận và phê chuẩn

Kiểm tra xác nhận và phê chuẩn có thể được đáp ứng bằng các biện pháp bao gồm nhưng không hạn chế sau:

- A kiểm tra bằng mắt;

- B các phép thử thực tế

- C đo

- D quan sát trong quá trình vận hành

- E xem xét lại các sơ đồ ứng dụng riêng, các sơ đồ mạch và tài liệu thiết kế;

- F xem xét lại đánh giá rủi ro dựa trên tác vụ;

- G xem xét lại điều kiện kỹ thuật và thông tin sử dụng

Xem bảng F1

6.3  Kiểm tra xác nhận và phê chuẩn được yêu cầu

Phụ lục F liệt kê các yêu cầu đặc tính riêng được xem là thiết yếu đối với an toàn của rô bốt phải được kiểm tra xác nhận hoặc phê chuẩn, hoặc cả hai. Khi sử dụng các phương pháp thích hợp, phải đánh giá các yêu cầu để xác định xem chúng đã được đáp ứng đầy đủ hay chưa bằng thiết kế và cấu tạo của rô bốt.

CHÚ THÍCH 1  Các mục được liệt kê trong bảng F1 có thể không áp dụng tất cả cho mỗi rô bốt. Có thể có những trường hợp trong đó sẽ không thể kiểm tra xác nhận và/ hoặc phê chuẩn một số mục.

CHÚ THÍCH 2  Bảng F1 không toàn diện hoặc còn bị hạn chế. Có thể có các yêu cầu kiểm tra xác nhận bổ sung tùy thuộc vào thiết kế riêng của rô bốt.

CHÚ THÍCH 3  Nếu sử dụng bảng F1 như một danh mục kiểm tra thì các nội dung cần được xem xét lại và hạn chế để tiêu biểu cho cấu hình thực của rô bốt được đánh giá và phương pháp thích hợp cho sự đánh giá này.

7  Thông tin sử dụng

7.1  Yêu cầu chung

Ghi nhãn (ví dụ, ký hiệu, biểu tượng) và tài liệu hướng dẫn (ví dụ, sổ tay cho vận hành, bảo dưỡng) phải do nhà sản xuất cung cấp phù hợp với TCVN 8373 (ISO 12100) và TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

Khi được cung cấp, các cơ cấu cảnh báo của máy (ví dụ các tín hiệu nghe và nhìn) phải phù hợp với TCVN 8373 (ISO 12100) và TCVN 12669-1 (IEC 60204-1).

7.2  Sổ tay hướng dẫn

Ngoài các yêu cầu của 6.1, mỗi rô bốt phải được kèm theo sổ tay hướng dẫn hoặc phương tiện thích hợp có các nội dung:

a) Tên thương mại, địa chỉ đầy đủ và thông tin cần thiết cho tiếp xúc của nhà sản xuất và nếu cần thiết người đại diện có thẩm quyền hoặc nhà cung cấp có thẩm quyền;

b) Hướng dẫn đưa vào vận hành, lập trình, và thủ tục khởi động lại bao gồm cả các yêu cầu về lắp đặt như các nhu cầu về tiện nghi, tải trọng của sản phẩm, các điều kiện môi trường...

c) Hướng dẫn về cách xem xét kiểm tra và thử nghiệm đầu tiên của rô bốt và các biện pháp bảo vệ rô bốt được thực hiện trước khi sử dụng lần đầu tiên và đưa vào sản xuất, bao gồm cả thử chức năng có điều khiển vận tốc thấp;

d) Hướng dẫn về bất cứ thử nghiệm hoặc xem xét kiểm tra nào sau khi thay đổi các chi tiết cấu thành hoặc bổ sung thiết bị tùy chọn (cả phần cứng và phần mềm) cho rô bốt để có thể thực hiện được các chức năng liên quan đến an toàn bao gồm cả tín hiệu ra dừng khẩn cấp như đã nêu trong 5.5.2 và mạch có thể bảo vệ chung như đã nêu trong 5.8.3.d).

e) Hướng dẫn về vận hành an toàn, điều chỉnh và bảo dưỡng, bao gồm cả quy trình kỹ thuật làm việc an toàn, các quy trình kiểm soát năng lượng nguy hiểm và đào tạo được yêu cầu để đạt được mức tay nghề thành thạo cần thiết của những người vận hành thiết bị;

f) Hướng dẫn về vị trí và chức năng của tất cả các hệ thống điều chỉnh bao gồm cả các sơ đồ của giao diện các hệ thống điện, thủy lực và khí nén cần thiết cho lắp đặt, điều chỉnh và lắp đặt.

CHÚ THÍCH  Nội dung này không bao gồm các sơ đồ của rô bốt hoặc các cơ cấu điều khiển khác, các bộ phận cấu thành rô bốt hoặc các thiết bị đã được đăng ký độc quyền.

g) Thông tin về khả năng lựa chọn điều khiển vận tốc cao khi sử dụng giá treo;

h) Hướng dẫn để thông báo cho người thiết kế máy rằng phải cung cấp không gian hạn chế khi rô bốt được thấy trước là sẽ được sử dụng ở vận tốc cao bằng tay;

i) Thông tin về lắp đặt các thiết bị hoặc cơ cấu giới hạn, bao gồm số lượng, vị trí và mức độ điều chỉnh của khả năng giới hạn cơ khí;

j) Hướng dẫn về số lượng, vị trí và áp dụng bất cứ các thiết bị giới hạn phi cơ khí nào;

k) Các khả năng giới hạn động lực học, khi được bao gồm;

l) Thông tin về vị trí dừng thực tế được mong đợi có tính đến khoảng cách dừng khi sử dụng giới hạn mềm liên quan đến an toàn;

m) Thông tin về số lượng và sự vận hành các thiết bị có thể bảo vệ và các hướng dẫn cho lắp đặt các thiết bị bổ sung bao gồm cả các dữ liệu và tiêu chí cần thiết để xác định đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn;

n) Thông tin về thời gian và khoảng cách dừng hoặc góc từ lúc bắt đầu có tín hiệu dừng của ba trục có độ dịch chuyển và chuyển động lớn nhất phù hợp với hệ mét trong phụ lục B;

o) Đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn của các chức năng an toàn của rô bốt như đã xác định trong 5.4;

p) Đặc tính kỹ thuật cho bất cứ các chất lỏng hoặc chất bôi trơn nào được sử dụng trong bôi trơn, hệ thống phanh hoặc truyền động bên trong rô bốt, bao gồm cả hướng dẫn về lựa chọn đúng, chuẩn bị, áp dụng và bảo dưỡng các vật liệu tiêu dùng khác trong gia công;

q) Hướng dẫn về các phương tiện để giải thoát người bị mắc bẫy trong máy hoặc do máy;

r) Hướng dẫn về di chuyển các trục của rô bốt khi không có năng lượng dẫn động, bao gồm cả các cảnh báo rằng trọng lực và sự nhả ra của các thiết bị phanh có thể tạo ra các nguy hiểm bổ sung;

s) Khuyến nghị về đào tạo nhân lực để đáp ứng cho các tình huống khẩn cấp hoặc không bình thường;

t) Thông tin xác định các giới hạn cho phạm vi chuyển động và khả năng tải trọng, bao gồm cả khối lượng lớn nhất, vị trí và trọng tâm của chi tiết gia công và đồ gá kẹp chặt trong gia công;

u) Các quy trình để tránh sai số lắp trong quá trình bảo dưỡng máy;

v) Thông tin về các tiêu chuẩn có liên quan mà rô bốt phải đáp ứng, bao gồm cả bất cứ các tiêu chuẩn nào đã được một bên thứ ba chứng nhận;

w) Thời gian đáp ứng cho phát hiện mất tín hiệu giao tiếp (truyền thông) đối với các giá treo không cáp;

x) Thông tin về các nguy hiểm không được phát hiện gắn liền với sử dụng máy được mong đợi;

y) Các hướng dẫn và cảnh báo rằng vận hành bằng tay phải do những người ở bên ngoài không gian bảo vệ thực hiện;

z) Hướng dẫn rằng trước khi lựa chọn chế độ tự động bất cứ các hàng rào chắn được treo nào cũng phải được đưa trở về trạng thái vận hành hoàn toàn;

aa) Hướng dẫn về bảo quản đúng các giá treo không cáp, nếu được lắp đặt;

bb) Thông tin và thời gian đáp ứng và mất giao tiếp (truyền thông) của các giá treo không cáp, nếu được lắp đặt;

cc) Thông tin về loại dừng của mỗi tín hiệu vào mạch dừng bảo vệ;

Bất cứ các thay đổi hoặc bổ sung nào cho thông tin áp dụng do nhà sản xuất cung cấp phải được bên thực hiện thay đổi hoặc bổ sung cho hệ thống rô bốt cung cấp.

7.3  Ghi nhãn

Mỗi rô bốt phải được ghi nhãn sao cho dễ phân biệt, dễ đọc và bền lâu với các thông tin sau:

a) Tên thương mại và địa chỉ đầy đủ của nhà sản xuất, khi thích hợp, nhà cung cấp có thẩm quyền;

b) Ký hiệu của kiểu máy (nghĩa là rô bốt công nghiệp) và số hiệu của mẫu (model) và số hiệu tham chiếu (nếu có);

c) Tháng và năm sản xuất;

d) Khối lượng và/ hoặc trọng lượng của máy;

e) Tầm với lớn nhất và khả năng tải trọng;

f) Dữ liệu cung cấp về hệ thống điện và khí thích hợp, các hệ thống thủy lực và khí nén (ví dụ, các áp suất nhỏ nhất và lớn nhất của khí nén);

g) Các điểm nâng dùng trong vận chuyển và lắp đặt, khi thích hợp;

Các rào chắn, các thiết bị hoặc cơ cấu bảo vệ và các chi tiết khác là một thành phần của rô bốt nhưng không được lắp phải được nhận biết một cách rõ ràng về mục đích sử dụng của chúng. Phải cung cấp bất cứ thông tin nào khác cần thiết cho lắp ráp.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Danh sách các nguy hiểm quan trọng

Bảng A1 giới thiệu danh sách các nguy hiểm quan trọng đối với rô bốt và hệ thống rô bốt

CHÚ THÍCH Danh sách trong bảng A1 được rút ra từ TCVN 7383 (ISO 12100)

Bảng A1: Danh sách các nguy hiểm quan trọng

Phụ lục B

(Quy định)

Thời gian dừng và khoảng cách theo hệ mét

Đây là một chỉ số được sử dụng trong trình bày thông tin sử dụng được yêu cầu trong 7.2.n để đảm bảo các dữ liệu được tiêu chuẩn hóa từ tất cả các nhà sản xuất. Thông tin này cần thiết cho tính toán khoảng cách an toàn trong áp dụng các thiết bị bảo vệ. Để làm cho thông tin này có ích và thực tế, cần cung cấp các giá trị cho các bước biến đổi tới các điều kiện tối đa để có thể đoán trước được các điều kiện vận hành thực tế.

Thử nghiệm phải tuân theo các điều kiện từ đặc tính quy định trong ISO 9283:1998, Điều 6, khi thích hợp yêu cầu này bao gồm các lĩnh vực sau:

a) Tay máy phải được làm nóng trước khi thử;

b) Rô bốt phải được lắp theo các yêu cầu của nhà sản xuất;

c) Các yêu cầu về năng lượng, nhiệt độ..v..v. của môi trường phải được đáp ứng;

d) Phải thiết lập một quy trình thử đúng;

e) Phương pháp đo phải được quy định.

Nhà sản xuất phải dự đoán sự suy giảm của đặc tính dừng do sử dụng bình thường và đưa ra khuyến nghị khi rô bốt nên được trang sửa lại.

Yêu cầu về các dữ liệu như sau:

- Thời gian dừng phải được xác định từ sự khởi tạo một tín hiệu dừng khi toàn bộ chuyển động của tay máy dừng lại;

- Nếu sẵn có các giá trị mô phỏng có hiệu lực thì các giá trị này có thể thu được bằng sử dụng mô hình.

CHÚ THÍCH  Dữ liệu này thay đổi tùy thuộc vào các độ trễ bổ sung thêm do đặc tính và cấu hình của hệ thống điều khiển, nghĩa là các giá treo không cáp.

Khoảng cách dừng phải được xác định như tổng khoảng cách di chuyển sau khi khởi tạo một tín hiệu dừng. Khoảng cách phải được cung cấp theo đơn vị dài hoặc đơn vị góc khi thích hợp.

Đối với loại dừng 0 phù hợp với TCVN 12669-1 (IEC 60204-1), các phương pháp đo trong các điều kiện tối đa (nghĩa là vận tốc lớn nhất, tải trọng lớn nhất và dịch chuyển lớn nhất) là đầy đủ. Nếu rô bốt có loại dừng 1 thì phải cung cấp các dữ liệu bổ sung và các hệ số hiệu chỉnh. Đối với loại dừng 1, các giá trị của thời gian dừng và khoảng cách phụ thuộc vào vận tốc, tải trọng và phần kéo dài (mở rộng) phải được công bố cho 33%, 66% và 100% của giá trị lớn nhất, trừ khi các giá trị này dựa trên thiết kế có thể được rút ra từ các giá trị lớn nhất. Trong trường hợp này, cần cung cấp các giá trị lớn nhất 100% cùng với các công thức để thu được các giá trị trung gian.

Các giá trị được sử dụng cho vận tốc, tải trọng và phần kéo dài (mở rộng) phải tiêu biểu cho các giá trị lớn nhất. Nhà sản xuất phải mô tả cách mà người tích hợp có thể thực hiện phép đo khoảng cách và thời gian dừng của riêng mình trong một buồng rô bốt thực tế với một rô bốt thực tế và với dụng cụ và các tải trọng thực tế.

Phải cung cấp các dữ liệu cho ba trục có độ dịch chuyển lớn nhất. Một ví dụ về trình bày được giới thiệu trên Hình B1.

Chú dẫn

X vận tốc, tính theo mm/s

Y thời gian dừng, tính theo s

^a tải trọng, tính theo %

CHÚ THÍCH  Thời gian dừng của trục 1 đối với vận tốc và trọng tải, loại dừng 1.

Hình B1: Ví dụ về biểu đồ cho thời gian dừng

Phụ lục C

(Tham khảo)

Đặc tính chức năng của cơ cấu có thể bảo vệ ba vị trí

Chú dẫn

1  vị trí 1

2  vị trí 2

3  vị trí 3

4  ON

5  OFF

6  ép (ấn)vào

7  kéo ra

8  giữ nhẹ nhàng

9  giữ chặt

a  khi chi tiết của cơ cấu điều khiển được ép hoàn toàn tới vị trí 3, tiếp điểm được mở trở lại

b  khi chi tiết của cơ cấu điều khiển từ vị trí 3 về vị trí 1, tiếp điểm vẫn được mở mà không đi qua vị trí 2.

Hình C1. Đặc tính chức năng của cơ cấu có thể bảo vệ ba vị trí

Phụ lục D

(Tham khảo)

Đặc tính tùy chọn

D1. Yêu cầu chung

Các yêu cầu quy định trong các Điều 4 đến 7 là tối thiểu để bảo đảm an toàn của một rô bốt. Nhiều đặc tính bổ sung có thể được thêm vào cho rô bốt để nâng cao an toàn nhưng không phải là những điều khoản về an toàn cần thiết phải có theo nhận thức truyền thống, hoặc không yêu cầu các tiêu chí đặc tính liên quan đến an toàn riêng phù hợp với TCVN 7384 -1 (ISO 13849-1) hoặc các tiêu chuẩn tương tự.

Các đặc tính tùy chọn nêu ra trong phụ lục này được liệt kê không theo thứ tự quan trọng hoặc mong muốn riêng. Các rô bốt được trang bị các đặc tính này sẽ có khả năng thích ứng lớn hơn cho sử dụng và sử dụng lại và đặc tính liên quan đến an toàn có tiềm năng lớn hơn.

CHÚ THÍCH 1  Các đặc tính trong các Điều D2, D3 và D4 là rất quan trọng đối với khả năng thích ứng trong lắp đặt và chắc chắn là rô bốt sẽ được sử dụng lại cho một ứng dụng khác với ứng dụng mà nó đã được thiết kế và cấu hình lúc ban đầu.

CHÚ THÍCH 2  Các đặc tính trong các Điều D5, D6 và D7 không phải là đặc tính “liên quan đến an toàn” nhưng tạo ra mức an toàn nâng cao trong hệ thống rô bốt.

D2. Chức năng đưa ra dừng khẩn cấp

a) Khả năng của các chức năng đưa ra dừng khẩn cấp như đã nêu trong 5.5.1 là cung cấp một quá trình dừng khẩn cấp chung (dừng khẩn cấp rô bốt cũng như một hệ thống rô bốt)

b) Khả năng của thiết bị dừng khẩn cấp là vẫn vận hành được khi không có năng lượng cấp cho bộ điều khiển rô bốt phù hợp với 5.5.2

D3. Đặc tính của thiết bị (cơ cấu) có thể bảo vệ

a) Khả năng của các chức năng đưa thiết bị có thể bảo vệ kết nối vào mạch chung điều khiển rô bốt và thiết bị.

b) Khả năng kết nối nhiều thiết bị có thể bảo vệ bổ sung vào một mạch có thể bảo vệ.

D4. Lựa chọn chế độ

a) Khả năng cung cấp thông tin về trạng thái lựa chọn chế độ cho hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn.

b) Tín hiệu ra phải tuân theo 5.7.1

D5. Cảm biến chống va chạm

Để ngăn ngừa có hiệu quả nhất tổn hại cho con người rô bốt nên dừng lại và tạo ra một tín hiệu nhận biết khi cảm biến một va chạm và không di chuyển tới vị trí khác mà không có sự can thiệp của người thao tác.

D6. Duy trì độ chính xác đường dẫn qua tất cả các vận tốc

Yêu cầu này có thể giới hạn nhu cầu cảm nhận để giám sát sự di chuyển của rô bốt ra khỏi một vị trí có nguy hiểm

D7. Trục mềm liên quan đến an toàn và giới hạn không gian

Như đã mô tả trong 5.12.3, các giới hạn này có thể cho phép tạo ra sự lập trình không gian không bao gồm giới hạn quy định và không gian bao gồm cả giới hạn quy định

D8. Đo đặc tính dừng

Khi được cung cấp, phép đo và giám sát đặc tính dừng nên đưa ra một hoặc nhiều đặc tính sau:

a) Lựa chọn chế độ để đo và ghi lại đặc tính dừng ở lệnh tiếp sau;

b) Lựa chọn sự kiện nhập dữ liệu để xác định sự khởi động của sự kiện dừng (ví dụ, dữ liệu nhập của thiết bị bảo vệ, tín hiệu dừng bảo vệ);

c) Chỉnh đặt các giới hạn cho cảnh báo khi các giới hạn này bị vượt quá.

Phụ lục E

(Tham khảo)

Ghi nhãn

Bảng E1 giới thiệu các ký hiệu bằng hình vẽ có thể được sử dụng để mô tả các chế độ vận hành đã cho trong 5.7. Có thể đưa vào văn bản mô tả bổ sung các ký hiệu bằng hình vẽ để có thể giải thích rõ cho việc cung cấp thông tin về lựa chọn chế độ và đặc tính mong đợi.

Bảng E1: Nhãn cho chế độ vận hành của Rô bốt

Phụ lục F

(Quy định)

Các phương tiện kiểm tra xác nhận các yêu cầu và biện pháp an toàn

Bảng F1 liệt kê các yêu cầu đặc tính được xem là thiết yếu đối với an toàn của rô bốt phải được kiểm tra xác nhận hoặc phê chuẩn, hoặc cả hai.

Về các chú thích sử dụng trong bảng này, xem 6.3

Bảng F1: Các phương tiện kiểm tra xác nhận các yêu cầu và biện pháp an toàn

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO/IEC Guide 51, Safety aspects - Guideeines for their inclusion unstandards (Khía cạnh an toàn - Nguyên tắc chỉ đạo cho các khía cạnh an toàn được bao gồm trong các tiêu chuẩn)

[2] ISO 7000, Graphical symbols forsese on equipment - Index and synopsis (Ký hiệu bằng hình vẽ cho sử dụng trên thiết bị - Chỉ số và bảng tóm lược)

[3] TCVN 13228 (ISO 8373) Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt- Từ vựng)

[4] ISO 9409 (all parts), Manipulating industrial robots - Mechanical interfaces (Rô bốt tay máy công nghiệp - Các mặt phân cách (giao diện) cơ khí)

[5] ISO 9946, Manipulating industrial robots - Presentation of characteristies (Rô bốt tay máy công nghiệp - Trình bày các đặc tính)

[6] TCVN 7385 (ISO 13851), An toàn máy - Cơ cấu điều khiển hai tay - Khía cạnh chức năng và nguyên tắc thiết kế

[7] TCVN 7386 (ISO 13855), An toàn máy - Định vị che chắn bảo vệ đối với tốc độ tiếp cận của các phận cơ thể người

[8] TCVN 7300 (ISO 14118), An toàn máy- Ngăn chặn khởi động bất ngờ

[9] TCVN 9058 (ISO 14119), An toàn máy - Cơ cấu khóa liên động kết hợp với bộ phận che chắn - Nguyên tắc thiết kế và lựa chọn

[10] TCVN 9059 (ISO 14120), An toàn máy- Bộ phận che chắn - Yêu cầu chung về thiết kế và kết cấu của bộ phận che chắn cố định và di động

[11] ISO/ TS 150661), Robots and robot devices - Safety requirements - Industrial collaborative workplace (Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Yêu cầu an toàn - Không gian làm việc hợp tác công nghiệp)

[12] ISO/TR 23849, Guidance on the application of ISO 13849-1 and IEC 62061 in the design of safety related control systems for machinery (Hướng dẫn áp dụng tiêu chuẩn ISO 13849-1 và IEC 62061 trong thiết kế các hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn cho máy)

[13] IEC 61000-6-2, Electro magnetric compatilility (EMC) - Part 6-2: Generic standards - immunity for Industrial environments (Tính tương hợp điện từ - Phần 6-2: Các tiêu chuẩn chung - Tính miễn nhiễm đối với môi trường công nghiệp)

[15] IEC 61496-2, Safety of machinery - Electio - sensitive protective equipment - Part 2: Particular requiments for equipment using active apto-electronic protective devices (AOPDs) (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy cảm điện - Phần 2: Yêu cầu đặc biệt cho thiết bị sử dụng các cơ cấu bảo vệ quang điện tử phóng xạ)

[16] IEC 61800-5-2, Adjustable speed electrical power drive systems - Part 5-2: Safety requirement - Functional (Các hệ thống truyền động điện có vận tốc điều chỉnh được - Phần 5-2 - yêu cầu an toàn và chức năng)

Mục lục

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Nhận biết nguy hiểm và đánh giá rủi ro

5  Yêu cầu về thiết kế và các biện pháp bảo vệ

5.1  Quy định chung

5.2  Yêu cầu chung

5.3  Cơ cấu khởi động

5.4  Đặc tính của hệ thống điều khiển liên quan đến an toàn (phần cứng/ phần mềm) ....

5.5  Chức năng dừng của rô bốt

5.6  Điều khiển vận tốc

5.7  Chế độ vận hành

5.8  Cơ cấu điều khiển giá treo

5.9  Điều khiển chuyển động đồng thời

5.10  Yêu cầu của hoạt động hợp tác

5.11  Bảo vệ đối với kỳ dị

5.12  Giới hạn chuyển động của trục

5.13  Chuyển động không có năng lượng dẫn động

5.14  Điều khoản về nâng

5.15  Đầu kẹp nối điện

6  Kiểm tra xác nhận và phê chuẩn các yêu cầu an toàn và các biện pháp bảo vệ

6.1  Yêu cầu chung

6.2  Phương pháp kiểm tra xác nhận và phê chuẩn

6.3  Kiểm tra xác nhận và phê chuẩn được yêu cầu

7  Thông tin sử dụng

7.1  Yêu cầu chung

7.2  Sổ tay hướng dẫn

7.3  Ghi nhãn

Phụ lục A (Tham khảo) Danh sách các nguy hiểm quan trọng

Phụ lục B (Quy định) Thời gian dừng và khoảng cách theo hệ mét

Phụ lục C (Tham khảo) Đặc tính chức năng của cơ cấu có thể bảo vệ ba vị trí

Phụ lục D (Tham khảo) Đặc tính tùy chọn

Phụ lục E (Tham khảo) Ghi nhãn

Phụ lục F (Quy định) Các phương tiện kiểm tra xác nhận các yêu cầu và biện pháp an toàn

Tài liệu tham khảo