Osłony w projektowaniu maszyn oraz linii produkcyjnych

Czy znasz sposoby osłaniania niebezpiecznych elementów na linii produkcyjnej?

Bezpieczeństwo pracowników i operatorów linii jest najwyższym priorytetem.

W jaki sposób projektować osłony w maszynach tak, aby zagwarantować najwyższy poziom bezpieczeństwa należy stosować rozwiązania bezpieczne same w sobie.

Często jednak nie jest to możliwe i musimy zastosować środek ochronny np. w postaci osłony. W jaki sposób powinny być zaprojektowane takie osłony opisuje norma PN-EN ISO 14120. Z artykułu dowiesz się jak powinny wyglądać tego rodzaju zabezpieczenia.

Czym jest osłona?

Osłona jest o fizyczna bariera zaprojektowana tak, aby zapewnić ochronę. Jest to integralna część maszyny, stanowiska zrobotyzowanego czy też linii produkcyjnej.

Rodzaje osłon

1.      Osłona stała

Pierwszym podstawowym rodzajem osłon jest tzw. osłona stała. Jest to osłona w sposób trwały przymocowana do maszyny np. poprzez przykręcenie, przyspawanie etc. Nie da je się zdjąć bez odpowiedniego narzędzia lub ingerencji w konstrukcję. Warto pamiętać, że osłona siatkowa czy też perforowana, która ma zapewnić także widoczność elementów osłanianych powinna być w kolorze ciemnym, a elementy stwarzające zagrożenie w kolorach jasnych i jaskrawych.

Osłona stała może być wykonana jako:

• Obudowa (jako zapobiegająca dostępowi z każdej strony)
• Osłona odległościowa (np. wygrodzenie od strefy zagrożenia, tunel lub inna konstrukcja, która ogranicza dostęp dzięki swym wymiarom często osłania np. stanowiska z robotami przemysłowymi)

2.      Osłona ruchoma

Jest to osłona, która z założenia jest otwierana bez użycia narzędzi, aby umożliwić wykonanie jakiegoś procesu, który może stanowić potencjalne zagrożenie. Bardzo ważnym jest tutaj, aby zwrócić uwagę na ew. nacisk takiej osłony oraz energię kinetyczną, która pojawia się po napędzeniu tej osłony.

Podczas automatycznego zamykania osłony energia kinetyczna nie może przekroczyć  jeśli jest zabezpieczona urządzeniem ochronnym 10J oraz 4J jeśli osłona w takie urządzenie nie jest wyposażona. Warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, że zgodnie z wzorem na energię kinetyczną E=0,5*m*V² na energię ma wpływ proporcjonalnie masa, a wykładniczo prędkość zamykania. Co oznacza, że prędkość ma zdecydowanie większy wpływ na bezpieczeństwo, ale uwaga naciski nie mogą przekroczyć odpowiednio 150N dla osłon zabezpieczonych urządzeniem ochronnym i  75N dla niezabezpieczonych.

Osłony ruchome dzielimy na:

• z napędem mechanicznym (napędzane źródłem energii innym niż człowiek czy grawitacja)
• osłona zamykająca się samoczynnie (odsłaniana za pomocą elementem maszyny np. podczas przesuwu, obróbki, a wracająca do położenia bezpiecznego pod wpływem siły ciężkości czy też sprężystości etc.)

3.      Osłona nastawna

Jest to osłona, która jest nastawiana jako całość, albo zawiera części, które są nastawiane.

Przykładem takiej osłony jest osłona w której ustawia się szczelinę o wartości zbliżonej do grubości obrabianego materiału.

• Osłona nastawiana ręcznie podczas operacji zachowuje swoje parametry nastawy.

4.      Osłona blokująca

Bardzo często występująca osłona w przemyśle. Osłona blokująca jest sprzężona z urządzeniem blokującym i sterownikiem maszyny. Dzięki temu jest możliwe, aby funkcje maszyny stanowiące zagrożenie były nadzorowane i nierealizowane jeśli osłona nie jest zamknięta. Ponadto otwarcie osłony zatrzymuje maszynę, a samo zamknięcie osłony nie wyzwala startu operacji niebezpiecznej.

• Osłona sterująca

Osłona, która wysyła sygnał do sterownika, aby po zamknięciu uruchomić funkcję niebezpieczną nazywa się osłona sterującą. Takie osłony można stosować jedynie w uzasadnionych przypadkach. Uzasadnienie to wynika bezpośrednio z analizy ryzyka oraz norm PN-EN ISO 12100 i PN-EN ISO 14119.

• Osłona blokująca z ryglowaniem

Osłony te zabezpieczają często linie gdzie występuje np. bezwładność. Osłona ta pozostanie zaryglowana do czasu całkowitego wyeliminowania zagrożenia. Dopiero wówczas osłonę można odblokować. Jeśli osłona jest otwarta i niezaryglowana (warunek musi być spełniony równocześnie) proces zagrażający nie będzie mógł wystartować. Mówimy tutaj o procesie nadzorowanym przez osłonę.

Oczywiście należy podczas projektowania maszyn, linii produkcyjnych czy stanowisk opartych o roboty przemysłowe przewidzieć sposób zabezpieczenia stref zagrożonych. Należy także wziąć pod uwagę wytrzymałość takich osłon ich zachowanie w trakcie eksploatacji i szereg innych czynników.

Zobacz także: Automatyzacja produkcji, Automatyzacja procesu spawania, Kim jest integrator automatyki przemysłowej?, Automatyzacja procesów produkcyjnych, Dyrektywa Maszynowa – obowiązki producenta, odpowiedzialność pracodawcy.