Wirwar aan regels maakt veilige cobot extra uitdagend

Nu de hekken tussen robots en hun menselijke collega’s steeds meer verdwijnen, worden vraagstukken rond veiligheid hoe langer hoe complexer. Hoe krijg je zoʹn cobotoplossing veilig als zelfs specifieke wet- en regelgeving schaars is? Heico Sandee van normeringsinstituut Nen geeft antwoord.

Alexander Pil
20 juni 2018

Cobots zijn bezig aan een onstuitbare opmars. Vrijwel alle traditionele robotbouwers hebben inmiddels een cobot in hun assortiment, en er zijn legio nieuwe spelers die zich louter op de samenwerkende variant richten. Vorig jaar bedroeg de cobotomzet wereldwijd 177 miljoen dollar. En volgens onderzoeksbureau Energias explodeert dat tot 2023 jaarlijks met gemiddeld 57 procent naar uiteindelijk 4,24 miljard dollar. Steeds vaker zal personeel langs de productielijn of in het magazijn schouder aan schouder staan met een cobot.

Meer nog dan bij de oude, vertrouwde industriële robots – die vaak goed afgeschermd achter hoge hekken hun werk doen – is bij cobots de veiligheid een groot thema. Ze zijn weliswaar kleiner, bewegen minder hard en leveren niet zo veel kracht als hun industriële neven, maar cobots hebben wel meer kans om hun menselijke collega’s te raken.

De draft voor de Iso-norm voor industriële cobots ligt klaar, maar is op z’n vroegst volgend jaar pas definitief.

Zoals dat wel vaker gaat in normeringsland, laat de regelgeving voor cobots te wensen over. Zo is er nog geen iso-norm die iets zegt over het veilig gebruik van cobots. Natuurlijk, er bestaat genoeg wet- en regelgeving voor industriële robots, maar cobots worden in een compleet andere context ingezet waar die richtlijnen nauwelijks van toepassing zijn. Cobotgebruikers kunnen op dit moment terugvallen op de TS 15066. Daarin staat beschreven wat je het moet doen als je een cobot in gebruik neemt. Het is echter slechts een technical specification, wat betekent dat het niet meer is dan een eerste aanzet om tot een norm te komen. Bovendien is het een vrij nieuw document, dus voor veel partijen is het zoeken hoe ze met de regels moeten omgaan.

‘De TS 15066 is het beste dat we op dit moment voorhanden hebben op het gebied van veilig cobotgebruik’, zegt Heico Sandee, voorzitter van de Nen-commissie voor roboticanormering. ‘Er wordt internationaal hard gewerkt aan een echte Iso-norm voor industriële cobots. De draft daarvoor ligt klaar, maar voordat die in finale vorm wordt uitgegeven, is het zeker 2019.’ Die nieuwe norm wordt een geformaliseerde variant van de TS 15066. Bedrijven hoeven dus niet te wachten. ‘Met het bestaande document en de andere verwante veiligheidsnormen kunnen ze een hartstikke veilig systeem bouwen’, aldus Sandee.

Ansys Digital Twin Conference

Alle Iso-normen voor robotica worden uitgebreid voor cobots. ‘Let wel: het is allemaal applicatiespecifiek’, waarschuwt Sandee. ‘Een robot of cobot aan de productielijn moet aan andere normen voldoen dan een ontvangstrobot bij een balie. Voor dat soort servicerobots bestaan overigens nog helemaal geen normen, al wordt daar wel aan gewerkt. Ook voor agrorobots zijn er geen officiële regels en worden meestal een paar relevante normen bij elkaar geraapt. Voor al die robots is er natuurlijk een basis, maar per markt heb je een andere set aan normen nodig.’

Gesneden staal

Een van de belangrijkste voorwaarden in de normering is dat een cobot slechts een beperkte kracht mag uitoefenen op een mens. Dat betekent meten. Er zijn inmiddels diverse meettools op de markt, maar je betaalt vaak wel de hoofdprijs en dat interfereert met de zo bejubelde laagdrempelige inzet van cobots.

En er is meer. ‘Sommige leveranciers adverteren dat ze sensoren hebben ingebouwd waarmee je hun cobots in de praktijk veilig kunt krijgen’, vertelt Sandee. ‘Dat klopt ook wel, want ze meten de maximale kracht, die je dan kunt limiteren via een veiligheids-plc. Hetzelfde voor de maximale snelheid en het maximale vermogen. Maar dat is niet voldoende. Als je met een cobot een plaat gesneden staal oppakt, liggen die limieten natuurlijk heel anders. Praktisch gezien, kan een robot niet alles meten. Je moet dus overal voor verifiëren of je binnen de technical specification valt.’ Dat lijkt simpel omdat zodra je de robot aanzet, je via allerlei menuutjes netjes wordt begeleid richting een ‘veilige’ robot. ‘Dat zegt echter helemaal niets over de grijper of over de objecten die je oppakt.’

Vuistregels

Om de veiligheid van je robotsysteem te kunnen garanderen, moet je een stuk of vijftien Iso-normen van buiten kennen. Veel mensen en bedrijven is dat niet gegeven. Bovendien zijn het grote documenten die moeilijk te doorgronden zijn omdat ze juridisch helemaal zijn dichtgetimmerd en vol staan met verwijzingen naar andere normen. ‘Voor veel bedrijven zijn ze niet werkbaar’, ervaart Sandee, die gelijk toegeeft geen sluitende oplossing te hebben. ‘Er moet een praktische vertaalslag worden gemaakt; met een set vuistregels ben je vaak al een heel eind op weg.’

Smart Robotics heeft een lijst vuistregels opgesteld waarmee designers minstens negentig procent van alle veiligheidsproblemen ondervangen.

Dat laatste gebeurt bij Smart Robotics, het uitzendbureau voor cobots dat Sandee drie jaar geleden oprichtte. ‘Uiteraard hebben we een paar veiligheidsspecialisten in dienst, maar je kunt niet al je engineers en designers ervoor opleiden. We hebben daarom een lijstje vuistregels opgesteld, praktische richtlijnen waarmee we zeker negentig procent van alle veiligheidsproblemen ondervangen. Er staat bijvoorbeeld in wat de minimale radius mag zijn voor randjes aan een grijper.’

Voor de eindcheck schakelt Smart Robotics zijn eigen specialisten in. ‘Om de analyse helemaal goed te doen, heb je echt een expert nodig. Daar kom je bijna niet onderuit. Maar als dat een te hoge drempel opwerpt, dan kun je er beter voor kiezen om een tachtigprocentregel te hanteren’, vindt Sandee. ‘Een flexibele vertaling van de normen, wellicht niet helemaal dekkend, is toch altijd beter dan niks doen.’

Verantwoordelijkheid

Een interessant aspect aan de veiligheidsdiscussie rond cobots is dat fabrikanten de systemen steeds vaker rechtstreeks naar een eindgebruiker versturen. Nog altijd loopt het in 95 procent van de gevallen via een systeemintegrator, maar er is een duidelijke trend zichtbaar dat robots steeds beter zo uit de doos kunnen worden ingezet – bijna als een boormachine.

‘Wie neemt dan de verantwoordelijkheid voor de veiligheid?’, legt Sandee de vinger op de zere plek. Een CE-verklaring bestaat uit twee delen. De ene helft gaat over het halffabricaat, in dit geval dus de robotarm zelf. Universal Robots of een andere robotfabrikant neemt dat deel voor zijn rekening. ‘Een robotoplossing is altijd een samenstelling van meerdere halffabricaten. UR levert immers geen grijpers. En je kunt een robot ook heel onveilig maken als je de verkeerde software installeert. De configuratie en de programmatuur samen bepalen of het eindresultaat veilig is. Dat is het tweede stuk van de CE-verantwoordelijkheid.’

Veelal neemt de systeemintegrator dat deel voor zijn rekening. Nu steeds meer eindgebruikers de installatie in eigen beheer trekken, komt er een bommetje te liggen onder dat model. Sandee: ‘Die bedrijven zijn vaak prima geïnformeerd over de arboregels. Richtlijnen voor robotgebruik zijn echter een heel ander verhaal. In tegenstelling tot robotintegratoren hebben ze zelden een veiligheidsspecialist in dienst.’

Opnieuw wijst Sandee naar een set vuistregels als mogelijke oplossing. ‘Dan blijft de drempel laag en kunnen meer bedrijven van cobots profiteren’, aldus Sandee. ‘Overigens gaat het om richtlijnen, zelfs bij Iso-normen. Alleen de Machinerichtlijn is gekoppeld aan de wet. Daar staat relatief weinig in, alleen dat je zo goed mogelijk je best moet doen. En dat doe je door de Iso-richtlijnen te volgen.’

Bovendien gaat het om zelfcertificering. Wettelijk gezien, heb je geen extern adviesbureau nodig om een cobot in gebruik te mogen stellen. ‘Het zou heel goed zijn als er een tool op de markt komt die eindgebruikers bij de hand neemt en op basis van een serie vragen kan adviseren waarop ze moeten letten’, zegt Sandee. ‘Als eindgebruikers helemaal zeker van hun zaak willen zijn, kunnen ze er altijd een specialist bij roepen. Nadeel is dat die vaak breed zijn georiënteerd. Robots en cobots vormen maar een onderdeel. Dus zelfs voor die partijen is het een uitdaging om alle normen, richtlijnen en technical specifications tot op de bodem te doorgronden.’