Koen Krikke van Pilz over veilige samenwerking tussen mens en robot

Leverancier van automatiseringstechniek Pilz staat bekend om zijn oplossingen voor veiligheid: van mens, machine en milieu. ‘Als het gaat om veilige samenwerking tussen mens en robot, zien we bij Pilz dat dit nog in de kinderschoenen staat’, zegt adviseur veiligheid Koen Krikke. ‘De afgelopen jaren organiseerden we trainingen en hielpen we bedrijven met vraagstukken over veilige samenwerking. We zien wel dat veiligheid hier niet de hoogte prioriteit heeft.’ Terwijl in de industrie de cobot – collaborative robot’ – juist aan een opmars bezig is, want dat hek vormt in alle opzichten een belemmering. Als mens en robot hun sterktes combineren, zoals veelzijdigheid en improvisatievermogen, respectievelijk flexibiliteit en reproduceerbaarheid, maakt dat het werk een stuk efficiënter.

Beperkte aandacht voor veiligheid

Het gaat vaak mis als een bedrijf aan het innoveren slaat, weet Krikke; dan is de aandacht voor veiligheid beperkt. ‘Zie de Stint: de fabrikant had heerlijk gepionierd, maar de veiligheid misschien onvoldoende bekeken. Of neem de hogeschool die in het onderwijs iets nieuws ging doen met een robot. De Arbeidsinspectie kwam langs en de inspecteur zei: ‘Als ik een rapport opmaak, moet er meteen een lint om heen, dus ik zie dit maar als een informeel bezoek.’ Wij werden er bijgehaald om een oplossing te vinden om de veiligheid ten minste voldoende te borgen, met toezicht, training voor bewustwording van de risico’s en beperking van de mogelijkheden van de robot.’

Een ander bedrijf wilde met een robot zware spullen gaan verplaatsen, terwijl er mensen vlak in de buurt konden komen. ‘Wat als de pneumatiek zou uitvallen of de robot geen grip meer zou hebben op het product door vocht, slijtage of een onregelmatig aangrijpingsvlak. Het is bijzonder hoe naïef en gemakzuchtig mensen vaak denken en als ik er dan wat van zeg, krijgt ik te horen: Oh, dus jij wilt beweren dat dit niet mogelijk is. Soms wordt ons gevraagd om te beoordelen of een bepaalde robotopstelling een goed idee is, met de suggestie dat als wij het goedkeuren we de safetyscanners mogen leveren.’

Onvoorziene gebeurtenissen voorzien

Mensen weten hoe de robot normaal functioneert en denken dat alles dan wel goed zal gaan, verklaart Krikke. ‘Ze zien bijvoorbeeld een lichte robot die langzaam beweegt en hebben niet door dat die toch impact kan hebben. Want er kunnen altijd onvoorziene dingen gebeuren. Een doos valt uit de gripper en dan wil operator die oppakken. Of de positionering van de robot begint af te wijken, waardoor de operator moet corrigeren. Of hij ziet dat er een pallet is geplaatst vol splinters die de zakken kunnen beschadigen als die er op worden geplaatst; dan wil hij die pallet meteen weg hebben.’ Als er iets onverwachts gebeurt, gaan mensen improviseren en verliezen ze de veiligheid uit het oog, wil Krikke maar zeggen. ‘Je moet dat soort dingen allemaal van tevoren bekijken. Dat vergt veel ervaring.’

Uitgebreide normen met checklist

Er zijn twee normen die daarbij helpen. Dat zijn ISO10218-2 (Robots and robotic devices – Safety requirements for industrial robots – Part 2: Robot systems and integration) en ISO/TS 15066 (Robots and robotic devices – Collaborative robots). ‘De eerste vertelt je wat je moet doen om te voorkomen dat iemand bij een robot kan komen. Als dat toch gebeurt, schrijft de tweede norm voor wat dan de maximale kracht en druk is die de robot op een mens mag uitoefenen bij voorzien of onvoorzien contact.’ In het ergste geval kan iemand immers bekneld raken tussen robot en omgeving; als de norm goed is gevolgd, ontstaat er geen letsel.

De normen zijn echter niet eenvoudig en er zit wel een heel uitgebreide checklist bij. Dat werkt voor veel mensen ontmoedigend, weet Krikke. In het machinedossier verwijzen naar de normen en de checklist gebeurt vaak wel, maar volgen en doorlopen is weer een ander verhaal. Hij heeft daarom een praktische werkwijze ontwikkeld die het voor hemzelf en de klant behapbaar houdt. Het begint ermee de ‘onaannemelijke’ botsingen tussen mens en robot zoveel mogelijk uit te sluiten. Dat kan door de inrichting van werkplek en omgeving te verbeteren, maar ook door de werkcultuur veiliger te maken. Dan volgt een inventarisatie van het voorzienbare reguliere contact tijdens werk en onderhoud en het voorzienbare misbruik, zoals Krikke het omschrijft; denk aan bovengenoemde acties van de operator als er rondom de robot iets misgaat. Daarnaast is er natuurlijk onvoorzienbaar misbruik, gevaarlijke dingen die mensen zouden kunnen doen. ‘Daar moet je er gewoon van uitgaan dat mensen niet zo dom zijn, net zoals ze met een kettingzaag geen al te nat hout moeten gaan zagen.’

Meten van kracht en druk

Voor de voorzienbare botsingen gaat het erom bij welke bewegingen van de robot letsel kan ontstaan en op welke punten, bijvoorbeeld daar waar de robot iets oppakt of neerlegt. ‘Als je dat in beeld hebt gebracht, moet je vaststellen welke maximale kracht wordt uitgeoefend als je op zo’n botsingspunt bekneld zou raken. Daarbij moet je rekening houden met zaken als vorm en gewicht van het product en gripper – denk aan scherpe punten – en de keuze voor een bepaalde remkarakteristiek. Je kunt een noodstop ‘smooth’ laten uitvoeren, met als voordeel minder slijtage aan de robot en minder kans dat het product uit z’n klauwen valt. Of ‘sudden’ en dan zit je minder lang bekneld. In de programmering van de robot moet je dit soort keuzes maken en dat kan alleen als je eerst hebt gemeten. Pilz heeft daar een meetkoffer voor.’

Pilz is al lang actief met deze meettechniek voor robots, vervolgt Krikke. ‘Helaas laat men het meten vaak achterwege, ook omdat er voor betaald moet worden, en blijft men liever in zalige onwetendheid, in de hoop dat alles goed gaat. Gelukkig gaat het dat meestal ook, al blijven veel incidentjes onder de radar. De cultuur in Nederland is toch om de hete brei heenlopen.’ Meten helpt wel, merkte Krikke bij een robotinstallatieproject. ‘Volgens de leverancier zou de robot in twee uur ‘up and running’ zijn. Mijn collega en ik hebben er 200 uur aan besteed, te beginnen met aantonen dat het qua veiligheid niet deugde. Dat wilden ze natuurlijk niet horen, dus wij hebben onze meetkoffer erbij gepakt en het met harde data aangetoond. Het ontwerp van de installatie verbeteren was vervolgens een hele klus.’

Gezond verstand en verantwoordelijkheid

Natuurlijk moet de eindgebruiker gezond verstand gebruiken in zijn samenwerking met de robot, zegt Krikke tot besluit. ‘Maar het is wel de verantwoordelijkheid van de leverancier om goed aan te geven onder welke voorwaarden de robot veilig is. Bij een hek is dat eenvoudig: zolang dat er staat is de machine veilig. Als je het hek weghaalt, is verwijzing naar de norm niet voldoende. Je moet de checklist uit die norm doorlopen en op alle punten verificatie uitvoeren: Als de operator dit doet, hoe reageert de robot dan en is dat nog veilig? Soms kun je visueel checken, soms moet je een meting uitvoeren. Dat huiswerk moet je gewoon maken.’

Dit artikel kwam tot stand in nauwe samenwerking met Pilz.