Monitorowanie prędkości bezpiecznej robota: normy i wdrożenie

Prędkość robota to jeden z tych parametrów bezpieczeństwa, który najłatwiej zbagatelizować – a który w sytuacji zagrożenia decyduje o tym, czy człowiek zdąży się odsunąć. Monitorowanie prędkości bezpiecznej robota to funkcja, która sprawia, że układ sterowania sam pilnuje tego limitu, niezależnie od tego, co robi program produkcyjny. Ten artykuł jest dla inżynierów, integratorów i specjalistów BHP, którzy chcą wiedzieć, jak ta funkcja działa, skąd wynikają jej wymagania i jak ją poprawnie wdrożyć. Jeśli planujesz uruchomienie stanowiska z robotem albo właśnie analizujesz ocenę ryzyka, znajdziesz tu kompletne omówienie – od norm po architekturę sprzętu.

Najważniejsze informacje z tego artykułu:

• Monitorowanie prędkości bezpiecznej robota to funkcja bezpieczeństwa zdefiniowana w normach EN ISO 10218-1:2025 i IEC 61800-5-2, wymagająca osiągnięcia poziomu PLd/PLe lub SIL2/3.
• Norma IEC 61800-5-2 definiuje trzy funkcje związane z prędkością – SLS (bezpieczne ograniczenie), SSM (bezpieczne monitorowanie) oraz SSR (bezpieczny zakres), które mogą być realizowane w napędzie lub sterowniku bezpieczeństwa.
• W aplikacjach współpracy człowieka z robotem (HRC) obowiązuje metoda Speed and Separation Monitoring, w której robot dynamicznie redukuje prędkość w zależności od odległości do operatora.
• Monitorowanie prędkości musi odbywać się na poziomie TCP (Tool Center Point), a nie tylko na poziomie osi napędowych, bo prędkość silnika nie przekłada się wprost na prędkość narzędzia w przestrzeni.
• Walidacja funkcji wymaga pomiaru rzeczywistych czasów reakcji całego łańcucha – od czujnika przez sterownik do napędu – i porównania wyników z założeniami projektowymi.

Czym jest monitorowanie prędkości bezpiecznej robota?

Robot przemysłowy poruszający się z pełną prędkością produkcyjną stanowi poważne zagrożenie dla każdego, kto znajdzie się w jego zasięgu. Monitorowanie prędkości bezpiecznej robota to funkcja bezpieczeństwa, której zadaniem jest nadzorowanie, czy robot porusza się w granicach z góry ustalonego limitu, i inicjowanie odpowiedniej reakcji – najczęściej zatrzymania – gdy ten limit zostaje przekroczony.

Warto od razu rozróżnić dwa konteksty, w których ta funkcja się pojawia. Pierwszy to praca serwisowa lub tryb uczenia (teach mode), gdy operator musi wejść w pobliże robota i ręcznie prowadzić jego ramię. Norma EN ISO 10218-1:2025 wskazuje, że w takim trybie prędkość TCP nie powinna przekraczać 250 mm/s – i to właśnie ten limit musi być nadzorowany przez certyfikowaną funkcję bezpieczeństwa, a nie tylko przez program sterujący. Drugi kontekst to współpraca człowieka z robotem bez fizycznych ogrodzeń, gdzie limit prędkości zmienia się dynamicznie w zależności od tego, jak blisko robota znajduje się człowiek.

Dla osoby projektującej stanowisko zrobotyzowane oznacza to jedno – samego ograniczenia prędkości w programie robota nie wystarczy. Program można nadpisać, zmodyfikować albo pominąć przez błąd. Funkcja bezpieczeństwa działa niezależnie od logiki aplikacyjnej i jest certyfikowana na określony poziom niezawodności.

Jakie normy regulują bezpieczną prędkość robota?

Zrozumienie wymagań normatywnych jest punktem wyjścia do każdego projektu. Poniżej zebrałem najważniejsze dokumenty i to, co konkretnie wnoszą do tematu monitorowania prędkości.

Centralną normą dla robotów przemysłowych jest EN ISO 10218-1:2025. W rozdziale 5.5.3 definiuje wymagania dla funkcji nadzorowania ograniczeń ruchu, w tym monitorowania prędkości. Norma wymaga, żeby funkcja ta była zaprojektowana zgodnie z EN ISO 13849-1 lub EN 62061, a wymagany poziom zapewnienia bezpieczeństwa (PLr lub SILr) wynikał z oceny ryzyka przeprowadzonej zgodnie z ISO 12100.

Uzupełnieniem jest IEC 61800-5-2 – standard dla napędów o regulowanej prędkości, który definiuje całą rodzinę funkcji bezpiecznego ruchu (safe motion functions). To właśnie tutaj znajdziemy formalne definicje SLS, SSM, SSR i powiązanych funkcji zatrzymania. Dla robotów współpracujących z ludźmi wchodzi dodatkowo ISO/TS 15066, która opisuje metodę Speed and Separation Monitoring – jej treść jest w dużej mierze wchłoniętą przez aktualizację ISO 10218:2025.

Dwie kolejne normy nie dotyczą bezpośrednio robotów, ale są niezbędne przy obliczaniu ochronnych odległości:

• ISO 13855 – opisuje model wyznaczania odległości bezpieczeństwa na podstawie prędkości zbliżania się człowieka (domyślnie przyjmowana wartość to 1,6 m/s) oraz sumarycznego czasu reakcji systemu.
• IEC/TS 62046 – uzupełnia ISO 13855 o zasady stosowania urządzeń ochronnych w kontekście detekcji obecności człowieka.

Wskazówka: Przy ocenie ryzyka nie wystarczy powołać się na normę – trzeba udokumentować, jaki PLr lub SILr wynika z konkretnej analizy zagrożeń dla danego stanowiska. Dla robotów współpracujących wynik najczęściej wskazuje na PLd lub PLe, czyli SIL2 lub SIL3.

Jakie funkcje bezpiecznego ruchu dotyczą prędkości robota?

Norma IEC 61800-5-2 definiuje kilka odrębnych funkcji, które często są mylone lub używane zamiennie. Różnią się logiką działania i typowymi zastosowaniami.

SLS – Safely-Limited Speed to funkcja, która nadzoruje, czy prędkość napędu nie przekroczyła ustalonego limitu górnego. Gdy limit zostaje naruszony, układ inicjuje zdefiniowaną reakcję bezpieczeństwa – zwykle zatrzymanie SS1 lub przejście do stanu STO. W robotyce stosuje się ją typowo w trybie serwisowym i podczas uczenia robota, gdzie wspomniany limit 250 mm/s dla prędkości TCP jest wartością wyjściową przed analizą ryzyka.

SSM – Safe Speed Monitoring (w rozumieniu IEC) działa odwrotnie – generuje bezpieczny sygnał potwierdzający, że prędkość napędu jest poniżej określonej wartości granicznej. Ten sygnał można wykorzystać jako warunek zezwalający, np. na otwarcie osłony lub wejście operatora do strefy. Dopóki robot porusza się wystarczająco wolno, sygnał SSM pozostaje aktywny.

SSR – Safe Speed Range to kombinacja obu powyższych – definiuje zarówno górny limit (SLS), jak i dolny (SSM), tworząc bezpieczne okno prędkości. Stosuje się ją tam, gdzie zarówno za szybki, jak i za wolny ruch powodowałby problem – na przykład przy precyzyjnych operacjach procesu technologicznego połączonych z wymaganiami bezpieczeństwa.

Pełne zestawienie funkcji z ich charakterystyką:

Wszystkie trzy funkcje mogą być realizowane na poziomie serwonapędu (jeśli drive ma wbudowane funkcje safe motion) albo w zewnętrznym sterowniku bezpieczeństwa do robota. Wybór zależy od architektury systemu i od tego, czy napęd posiada odpowiednią certyfikację.

Na czym polega Speed and Separation Monitoring w robotyce współpracującej?

Speed and Separation Monitoring (SSM w rozumieniu ISO/TS 15066) to coś innego niż SSM z IEC. Nazwa jest podobna, mechanizm zupełnie różny. Ta metoda pozwala człowiekowi i robotowi przebywać w tej samej przestrzeni jednocześnie, bez fizycznych ogrodzeń – pod warunkiem, że system na bieżąco pilnuje odległości między nimi i odpowiednio reguluje prędkość robota.

Zasada działania jest następująca: gdy człowiek jest daleko od robota, robot może poruszać się z większą prędkością. W miarę jak operator się zbliża, system wymusza redukcję prędkości robota. Gdy odległość spadnie do wartości granicznej – ochronnej odległości S – robot musi się zatrzymać. Po odejściu człowieka robot może wznowić ruch.

Obliczenie tej odległości S to złożony rachunek. Wzór z ISO/TS 15066, oparty na modelu z ISO 13855, uwzględnia:

• vh – prędkość zbliżania się człowieka, domyślnie 1,6 m/s w kierunku najgorszym z możliwych,
• vr – prędkość robota w kierunku zmniejszającym odległość do człowieka,
• T = TR + TS – sumaryczny czas reakcji systemu (czas reakcji czujnika + czas faktycznego zatrzymania robota),
• C – odległość intruzji, czyli maksymalna droga, o którą człowiek może się przesunąć w czasie, gdy system jeszcze nie zareagował,
• stałe marginesy na błędy pomiaru i kalibracji przestrzennej.

ISO/TS 15066 zakłada zawsze najgorszy możliwy kierunek ruchu człowieka. System projektuje się tak, jakby operator zawsze biegł prosto w kierunku robota. To podejście konserwatywne – w rzeczywistości operator rzadko tak się porusza – ale upraszcza dowodzenie bezpieczeństwa. Prace badawcze (m.in. z NIST) pokazują, że odejście od tego uproszczenia i uwzględnianie rzeczywistego wektora ruchu człowieka technicznie jest możliwe, lecz znacznie komplikuje formalną weryfikację systemu.

Wskazówka: Czas zatrzymania TS nie jest wartością teoretyczną z dokumentacji napędu – zmierz go faktycznie, dla kilku różnych trajektorii i konfiguracji robota. Różnica między danymi z karty a rzeczywistym pomiarem bywa zaskakująco duża i bezpośrednio przekłada się na wymaganą odległość S.

Dlaczego monitorowanie prędkości musi odbywać się na poziomie TCP?

Robot sześcioosiowy to łańcuch kinematyczny – każda oś obraca się z pewną prędkością kątową, ale to, jak szybko porusza się końcówka ramienia (TCP), zależy od kombinacji ruchów wszystkich osi i od aktualnej konfiguracji geometrycznej. Prędkość silnika osi 1 nie mówi nic o tym, jak szybko przesuwa się narzędzie w przestrzeni roboczej.

Jeśli monitorujesz tylko prędkość poszczególnych osi, możesz mieć sytuację, w której każda oś porusza się w granicach limitu, ale TCP przemieszcza się z prędkością kilkukrotnie przekraczającą wartość bezpieczną. To nie jest scenariusz teoretyczny – wystarczy odpowiednia konfiguracja ramienia i zsumowanie składowych ruchów kilku osi jednocześnie.

Poprawne monitorowanie bezpiecznej prędkości wymaga więc przeliczenia na bieżąco, jaka jest rzeczywista prędkość TCP w przestrzeni 3D. Robi się to na podstawie modelu kinematycznego robota – czyli matematycznego opisu zależności między kątami osi a położeniem narzędzia. Taki model musi być wbudowany w kanał bezpieczeństwa.

Przykładem technicznego podejścia do tego problemu jest biblioteka SafeROBOTICS firmy B&R. Certyfikowane bloki funkcyjne przyjmują aktualne położenia i prędkości wszystkich osi (do 11 osi w łańcuchach szeregowych), rekonstruują pozycję i prędkość TCP na podstawie modelu kinematycznego, a następnie porównują wynik z zaprogramowanymi limitami. Po przekroczeniu limitu układ inicjuje SS1 lub STO. Całość posiada certyfikację TÜV, co upraszcza dowodzenie bezpieczeństwa dla różnych konfiguracji robotów bez potrzeby certyfikowania każdej aplikacji osobno.

Trzy zagadnienia projektowe, które trzeba rozwiązać przy takim podejściu:

• Integralność modelu kinematycznego – parametry geometryczne (długości ramion, przekładnie, offsety) muszą być zablokowane przed zmianą poza trybem serwisowym; każda zmiana powinna wymuszać powtórną walidację.
• Elastyczności mechaniczne – ugięcia osi i sprężystość przekładni powodują, że rzeczywista pozycja TCP odbiega nieco od modelu; kompensuje się to przez konserwatywny margines na obliczoną prędkość, a wartość tego marginesu musi być udokumentowana.
• Synchronizacja czasowa danych osi – przy wysokich prędkościach niedeterministyczna synchronizacja odczytów enkoderów z obliczeniami TCP może prowadzić do niedoszacowania prędkości; architektura musi zapewniać deterministyczny cykl wykonania.

Jakie czujniki i sterowniki służą do monitorowania prędkości robota?

Funkcja monitorowania bezpiecznej prędkości wymaga konkretnej architektury sprzętowej. Nie każdy enkoder i nie każdy sterownik nadaje się do tej roli.

Enkodery bezpieczeństwa

Podstawą jest pomiar prędkości i położenia osi na poziomie odpowiadającym wymaganemu SIL lub PL. Enkodery bezpieczeństwa, takie jak ReeR SafeCoder czy urządzenia współpracujące z MOSAIC, oferują wyjścia sin/cos przystosowane do aplikacji SIL3. Pozwala to budować funkcje SLS i SSM bez mechanicznej redundancji – wystarczy jeden enkoder o odpowiedniej architekturze wewnętrznej, spełniający wymagania dwukanałowe na poziomie komponentu.

Dedykowane monitory prędkości

Urządzenia takie jak Pilz PNOZ s30 czy moduły Kübler Safety-M compact mają wbudowany komplet funkcji bezpieczeństwa związanych z prędkością – SLS, SSM, SSR, SDI, a często też SOS, SS1, SS2 – zgodnych z IEC 61800-5-2. Przyjmują sygnały z enkoderów, a użytkownik konfiguruje jedynie limity i logikę reakcji. Osiągają SIL2/PLd lub SIL3/PLe. To dobre rozwiązanie, gdy napęd sam nie oferuje funkcji safe motion lub gdy trzeba zbudować funkcję bezpieczeństwa niezależnie od konkretnego producenta napędu.

Serwonapędy z wbudowanymi funkcjami bezpieczeństwa

Napędy takie jak Mitsubishi FR-A800 czy serwa Mitsubishi z modułami bezpieczeństwa mają zintegrowane SS1, SS2, SLS, SOS, SSM na poziomie PLe/SIL3 i można je podłączyć bezpośrednio do magistrali bezpieczeństwa (PROFIsafe, Safety over EtherCAT, CIP Safety) bez dodatkowych przekaźników. Takie podejście przenosi odpowiedzialność za monitorowanie prędkości na certyfikowany napęd, co upraszcza architekturę i skraca łańcuch komponentów wpływających na czas reakcji.

Sterownik bezpieczeństwa

W bardziej złożonych systemach – zwłaszcza tam, gdzie potrzebne jest przeliczanie prędkości TCP lub obliczanie odległości ochronnej S – używa się sterownika bezpieczeństwa (Safety PLC), np. B&R SafeLOGIC, Pilz PNOZmulti lub REER MOSAIC. Taki sterownik przyjmuje dane z enkoderów, realizuje obliczenia kinematyczne i przestrzenne, a następnie wystawia sygnały wyjściowe sterujące STO/SS1/SS2 robota. Wejścia i wyjścia komunikują się przez bezpieczne protokoły sieciowe – ich czasy cyklu wchodzą bezpośrednio do składowej TR w równaniu na odległość S.

Warto też wiedzieć, że do całościowego systemu bezpieczeństwa stanowiska dołączają się urządzenia spoza samego monitorowania prędkości – skanery bezpieczeństwa wykrywające obecność człowieka w strefie, kurtyny świetlne na wejściach do celi czy zamki bezpieczeństwa do osłon maszyn blokujące dostęp przy aktywnej pracy robota. Każde z tych urządzeń jest autonomiczną funkcją ochronną – monitorowanie prędkości to jedna warstwa, nie jedyna.

Jak monitorowanie prędkości różni się od zatrzymania awaryjnego i innych funkcji bezpieczeństwa?

Zatrzymanie awaryjne (E-stop) to reakcja na sytuację, gdy operator świadomie decyduje o natychmiastowym zatrzymaniu maszyny – naciska przycisk i robot zatrzymuje się. Monitorowanie bezpiecznej prędkości to funkcja prewencyjna, która działa cały czas, automatycznie, bez udziału człowieka – i reaguje zanim dojdzie do sytuacji wymagającej E-stopu. To zasadnicza różnica.

Przyciski awaryjne E-stop w robotyce są obowiązkowym elementem każdego stanowiska, ale w hierarchii funkcji bezpieczeństwa pełnią inną rolę. E-stop zatrzymuje maszynę, gdy coś już poszło nie tak lub gdy operator przewiduje zagrożenie. Monitorowanie prędkości jest aktywne przez cały czas pracy i zapobiega sytuacji, w której robot w ogóle mógłby osiągnąć niebezpieczną prędkość.

Zestawienie najważniejszych funkcji bezpieczeństwa ruchu i ich charakterystyk:

SS1 jest najczęstszą reakcją na przekroczenie limitu prędkości – robot hamuje kontrolowanie, a po zatrzymaniu napęd przechodzi do STO. SS2 i SOS stosuje się tam, gdzie robot trzyma w uchwycie ciężki element i nagłe odcięcie energii mogłoby spowodować jego upuszczenie. Wybór właściwej funkcji zatrzymania jest częścią analizy ryzyka, a nie domyślnym ustawieniem.

Do systemu bezpieczeństwa stanowiska należą też przekaźniki bezpieczeństwa w aplikacji robotycznej – realizują one logikę zezwalania i blokowania w obwodach bezpieczeństwa, uzupełniając działanie sterownika i napędu.

Jak wdrożyć monitorowanie bezpiecznej prędkości na stanowisku zrobotyzowanym?

Wdrożenie tej funkcji to proces, który zaczyna się na etapie projektu, a kończy na walidacji po uruchomieniu. Poniżej opisuję poszczególne etapy.

Ocena ryzyka i wymagania funkcjonalne

Zacznij od oceny ryzyka zgodnie z ISO 12100. Określ, w jakich scenariuszach operator może znaleźć się w pobliżu robota i jaka prędkość robota w tych scenariuszach jest dopuszczalna. Na tej podstawie wyznacz wymagany PLr lub SILr dla funkcji monitorowania prędkości. Dla większości stanowisk z pracą serwisową wynik to PLd lub PLe.

Wybór architektury

Zdecyduj, czy funkcja SLS/SSM będzie realizowana w napędzie, w zewnętrznym monitorze prędkości, czy w sterowniku bezpieczeństwa. Dla prostych aplikacji (jeden limit prędkości, tryb serwisowy) wystarczy certyfikowany drive lub dedykowany monitor. Dla aplikacji HRC z dynamicznym SSM i obliczaniem TCP potrzebujesz pełnej architektury z Safety PLC i enkodery bezpieczeństwa na wszystkich osiach.

Dobór i certyfikacja komponentów

Każdy komponent w łańcuchu bezpieczeństwa musi mieć dokumentację potwierdzającą osiągnięcie wymaganego SIL/PL. Dotyczy to enkoderów, kabli sygnałowych (dla SIL3 wymagana jest odporność na określone zakłócenia), sterownika lub monitora prędkości oraz samego napędu. Certyfikacja produktowa napędu zgodna z IEC 61800-5-2 upraszcza dowodzenie na poziomie systemu.

Konfiguracja limitów i profili hamowania

Ustaw limity prędkości w oparciu o wyniki oceny ryzyka i obliczone odległości S (dla SSM HRC). Skonfiguruj profil hamowania napędu tak, aby TS był jak najkrótszy i zbieżny z wartością użytą w obliczeniach S. Ten sam czas zatrzymania musi pojawić się w trzech miejscach: w obliczeniach projektowych, w konfiguracji napędu i w protokole walidacyjnym. Rozbieżność między nimi jest jedną z najczęstszych przyczyn błędów w funkcji SSM.

Integracja z systemem detekcji obecności człowieka

Dla trybu SSM (HRC) potrzebny jest czujnik wykrywający pozycję człowieka – typowo laserowy skaner bezpieczeństwa lub układ kamer 3D. Czas reakcji czujnika (TR) musi być zmierzony i uwzględniony w obliczeniach S. Ważne: kamery i systemy wizyjne mogą służyć do detekcji obecności, ale nie są obecnie traktowane jako samodzielne, certyfikowane czujniki bezpieczeństwa do ciągłego szacowania prędkości człowieka. Bezpieczeństwo prędkości opiera się na klasycznych, certyfikowanych urządzeniach.

Dokumentacja i weryfikacja

Sporządź dokumentację techniczną zawierającą: obliczenia S z pełnym rozkładem na TR i TS, obliczenia PL/SIL dla każdej funkcji bezpieczeństwa, listę użytych certyfikowanych komponentów oraz protokoły pomiarów.

Wskazówka: Podczas konfigurowania funkcji SLS na poziomie napędu sprawdź, czy limit prędkości jest ustawiony jako prędkość osi (kątowa) czy jako prędkość TCP. Jeśli napęd nie realizuje przeliczenia kinematycznego samodzielnie, limit osi i limit TCP to dwie różne wartości – mylenie ich to jeden z częstszych błędów integratorów.

Jakie są typowe błędy przy konfiguracji monitorowania prędkości?

Przez lata uruchomień widzę kilka błędów, które powtarzają się niezależnie od projektu i dostawcy robota.

• Monitorowanie prędkości tylko na poziomie osi – ustawienie limitu SLS dla silnika, bez przeliczenia na prędkość TCP. Robot „mieści się w limicie” od strony napędu, ale narzędzie porusza się znacznie szybciej niż zakładano.
• Użycie czasu zatrzymania z dokumentacji zamiast z pomiaru – wartości podawane przez producentów napędów to dane typowe lub maksymalne dla konfiguracji testowej; rzeczywisty TS dla konkretnego robota z konkretnym obciążeniem może się różnić.
• Brak weryfikacji dla różnych trajektorii – czas hamowania mierzony tylko dla jednej konfiguracji robota nie jest reprezentatywny; najgorsze czasy zatrzymania pojawiają się przy specyficznych konfiguracjach kinematycznych i kierunkach ruchu.
• Niespójna architektura PL/SIL – użycie enkodera SIL2 w funkcji wymagającej SIL3, albo brak weryfikacji DCavg (poziomu diagnostyki) i MTTFd komponentów w obliczeniach całego systemu.
• Rozjazd między projektem a konfiguracją napędu – obliczenia S zakładają TS = 80 ms, ale napęd jest skonfigurowany z profilem hamowania dającym TS = 150 ms; odległość S jest za mała.
• Brak blokady parametrów kinematycznych – model kinematyczny w kanale bezpieczeństwa może zostać zmieniony podczas prac serwisowych bez wyzwolenia obowiązku ponownej walidacji.

Jak zwalidować poprawność monitorowania bezpiecznej prędkości robota?

Walidacja to nie przejrzenie konfiguracji – to udowodnienie, że funkcja bezpieczeństwa działa tak jak powinna, w każdych warunkach eksploatacyjnych. Poniżej opisuję, co należy sprawdzić.

Pomiar czasów reakcji

Zmierz TR (czas od wykrycia przez czujnik do wysłania sygnału stopu) i TS (czas od odebrania sygnału przez napęd do zatrzymania robota) niezależnie, a następnie łącznie jako T = TR + TS. Pomiar T należy przeprowadzić dla kilku różnych trajektorii i pozycji robota, przy nominalnym i maksymalnym obciążeniu narzędzia. Wyniki muszą być zgodne z wartościami użytymi w obliczeniach S.

Weryfikacja limitu prędkości TCP

Sprawdź niezależnym pomiarem (np. zewnętrznym systemem śledzenia ruchu albo przeliczeniem z enkoderów zewnętrznych), czy robot faktycznie zatrzymuje SLS przed osiągnięciem przez TCP prędkości przekraczającej limit. Nie polegaj wyłącznie na sygnalizacji wewnętrznej sterownika.

Test naruszenia limitu

Celowo sprowokuj przekroczenie limitu prędkości i sprawdź, czy reakcja systemu (SS1, STO) nastąpi we właściwym czasie i czy robot zatrzyma się przed osiągnięciem odległości S. Protokół testu musi zawierać warunki testu, zmierzone wartości i porównanie z wymaganiami projektowymi.

Weryfikacja architektury SIL/PL

Sprawdź, czy dokumentacja komponentów, obliczenia MTTFd i DCavg oraz struktura kanałów bezpieczeństwa są spójne z wymaganym PLr/SILr. Niezgodność na etapie dokumentacji jest równie poważna jak niezgodność w konfiguracji sprzętu.

Całe stanowisko pracy z robotem – uwzględniając wygrodzenia bezpieczeństwa, maty bezpieczeństwa i czujniki bezpieczeństwa – powinno przejść walidację jako zintegrowany system. Monitorowanie prędkości jest jedną z warstw, ale jej skuteczność zależy od poprawnego działania całego łańcucha ochrony. Jeśli planujesz też wdrożenie funkcji safe stop w robocie przemysłowym, koniecznie sprawdź, czy profil hamowania zdefiniowany dla SS1 jest spójny z tym, czego wymagają Twoje obliczenia S.

Podsumowanie

Monitorowanie prędkości bezpiecznej robota to certyfikowana funkcja bezpieczeństwa – nie opcja konfiguracyjna w programie robota. Wymagania wynikają z EN ISO 10218-1:2025 i IEC 61800-5-2, a jej projekt musi osiągnąć PLd/PLe lub SIL2/3 potwierdzony obliczeniami i dokumentacją. Funkcje SLS, SSM i SSR różnią się logiką i zastosowaniem, a w aplikacjach współpracy człowieka z robotem dochodzi do nich dynamiczny Speed and Separation Monitoring z obliczaną odległością ochronną S. Poprawna implementacja wymaga monitorowania prędkości TCP – a nie tylko osi – oraz zwalidowanych, rzeczywistych czasów reakcji całego łańcucha. To fundament każdego bezpiecznego stanowiska zrobotyzowanego.

FAQ

Q: Czy monitorowanie bezpiecznej prędkości robota dotyczy też robotów współpracujących (cobotów)?

A: Tak, coboty podlegają tym samym normom. ISO/TS 15066 i EN ISO 10218-1:2025 wprost dotyczą aplikacji HRC. W cobotach funkcje SLS i SSM są często wbudowane fabrycznie, ale i tak wymagają walidacji dla konkretnej aplikacji.

Q: Czy można używać kamer 3D jako jedynego czujnika do SSM w trybie współpracy z człowiekiem?

A: Nie. Kamery i systemy wizyjne nie są obecnie uznawane za samodzielne, certyfikowane czujniki bezpieczeństwa do SSM. Służą do detekcji obecności, ale nie zastępują certyfikowanych skanerów laserowych ani innych urządzeń ochronnych.

Q: Jak często należy ponownie walidować funkcję monitorowania prędkości?

A: Po każdej zmianie wpływającej na parametry bezpieczeństwa – modyfikacji programu robota, wymianie komponentów, zmianie narzędzia lub obciążenia, zmianie layoutu stanowiska. Brak rewalidacji po zmianach to naruszenie wymagań normatywnych.

Q: Czy limit 250 mm/s dla trybu uczenia robota to wartość bezwzględna?

A: Nie. To wartość wskazana przez EN ISO 10218-1 jako punkt wyjścia, ale ostateczny limit wynika z oceny ryzyka konkretnego stanowiska. Dla niektórych aplikacji może być niższy.

Q: Czy funkcja SLS w napędzie zwalnia integratora z obliczania odległości bezpieczeństwa S?

A: Nie. SLS w napędzie nadzoruje prędkość osi, ale nie zastępuje obliczeń odległości S wymaganych przez ISO/TS 15066 dla aplikacji SSM z obecnością człowieka. Obliczenie S to obowiązek integratora wynikający z oceny ryzyka.

Weryfikacja i redakcja

Za redakcję i weryfikację artykułu odpowiadają:

Joanna Lewandowska. Specjalistka ds. automatyki i integracji. Absolwentka kierunku Automatyka i Robotyka na Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie.

Piotr Woźniak. Doświadczony redaktor technologiczny. Absolwent kierunku Dziennikarstwo i Komunikacja Społeczna na Uniwersytecie Warszawskim.