Jak w zautomatyzowanych wózkach transportowych zapewnione jest bezpieczeństwo?

Bezpieczeństwo w zautomatyzowanych wózkach transportowych Adobe Stock – chesky

Poruszające się samodzielnie po magazynach czy halach produkcyjnych samojezdne wózki transportowe (automated guided vehicles – AGV) muszą być wyposażone w odpowiednie systemy bezpieczeństwa. To szczególnie istotne wtedy, gdy pojazdy AGV poruszają się w tych przestrzeniach roboczych, w których znajdują się również ludzie. Żeby zagwarantować bezpieczne współdziałanie AGV z pracownikami i innymi maszynami, stosuje się różnego rodzaju środki bezpieczeństwa.

Pojazdy AGV to samojezdne wózki, które są w stanie poruszać się całkowicie samodzielnie, bez bezpośredniego nadzoru operatora. Poruszają się po ściśle wytyczonych trasach, a nawigowanie nimi może odbywać się na różne sposoby. Najczęściej wykorzystuje się do tego pętlę indukcyjną, pętlę magnetyczną, linie refleksyjne i optyczne, a także znaczniki umieszczone w określonych miejscach hali przemysłowej. Żeby zapewnić sprawne i bezpieczne przemieszczanie się często dość sporej flocie pojazdów AGV w danym obiekcie, niezbędne jest odpowiednie zaprojektowanie hali i ciągów komunikacyjnych, a także oznakowanie trasy, po której poruszają się wózki AGV, żeby zminimalizować ryzyko kontaktu z człowiekiem. Jednak nawet najlepiej zaprojektowana przestrzeń robocza i obsługa wózków AGV wyłącznie przez przeszkolony i doświadczony personel nie gwarantują całkowitego bezpieczeństwa ani braku kolizji między tego typu pojazdami a pracownikami.

Główne ryzyka związane z pojazdami AGV

Bezpośredni kontakt poruszającego się AGV z człowiekiem może być przyczyną poważnych obrażeń, dlatego już na etapie projektowania takiego pojazdu uwzględnia się kwestie bezpieczeństwa, żeby zminimalizować ryzyko poważnych obrażeń. Nowoczesne wózki AGV nie mają więc ostrych krawędzi czy narożników, eliminuje się też inne elementy w ich budowie, które mogą stanowić zagrożenie mechaniczne.

Obrażenia mogą być również następstwem kontaktu z przewożonym towarem. Istotne jest więc jego odpowiednie zabezpieczenie, żeby podczas jazdy lub gwałtownego hamowania nie przemieszczał się ani nie wypadły żadne drobne elementy. Jeżeli przewożony ładunek wystaje poza powierzchnię AGV, systemy bezpieczeństwa powinny uwzględniać również zagrożenie, jakie płynie z tej strony.

Ważna jest również kwestia stateczności pojazdu. W przypadku gwałtownego hamowania albo kontaktu z innym obiektem lub człowiekiem brak odpowiedniej stateczności może spowodować wywrócenie się pojazdu i w konsekwencji poważniejsze szkody.

Wśród potencjalnego ryzyka znajdują się również zagrożenia elektryczne związane z zasilaniem AGV i zagrożenia mechaniczne, które mogą być następstwem zbyt długiej drogi hamowania czy nieprawidłowości w układzie sterowania wózka.

Najczęściej do wypadków z udziałem AGV dochodzi jednak na skutek błędów i nieostrożności osób, które przebywają w strefie poruszania się pojazdów transportowych. W przypadku personelu magazynu czy hali produkcyjnej niezbędne są odpowiednie szkolenia z zakresu bhp i procedury poruszania się po takiej hali. Ryzyko wypadków jednak rośnie, jeśli na hali przebywają także inne osoby (klienci, dostawcy, pracownicy innych działów), które na co dzień nie mają do czynienia z automatycznymi pojazdami transportowymi.

Bezpieczeństwo pojazdów AGV wg obowiązujących norm

Pojazdy AGV muszą spełniać określone regulacje obowiązujących przepisów i norm. Ogólne wymogi znajdziemy w Dyrektywie maszynowej, jednak po szczegóły należy sięgnąć do normy ISO 3691-4 „Wózki jezdniowe – wymagania dotyczące bezpieczeństwa i sprawdzanie – Część 4: Wózki jezdniowe bez operatora i ich systemy”. To najważniejsza norma, która dotyczy producentów i operatorów AGV, bo reguluje kwestie bezpieczeństwa w odniesieniu do zarówno budowy tych pojazdów, jak i ich eksploatacji. Uzupełnieniem tej normy jest jeszcze norma PN-EN 1175:2020 „Wózki jezdniowe, bezpieczeństwo – wymagania elektryczne/elektroniczne”.

Zgodnie z przywołaną norma ISO 3691-4 rozwiązania, które mają zapewnić bezpieczne użytkowanie pojazdów AGV, można pogrupować wg 3 kategorii:

  • rozwiązania związane z projektowaniem i budową AGV,
  • środki techniczne, które ograniczają ryzyko wystąpienia niebezpiecznej sytuacji,
  • środki ostrzegawczo-informacyjne o pojazdach AGV.

Do pierwszej grupy zaliczamy wspomniane już wcześniej rozwiązania konstrukcyjne wózków AGV, czyli m.in. brak ostrych krawędzi, minimalny prześwit podwozia (który ma zapobiegać obrażeniom stopy) czy zapewnienie odpowiedniej stateczności pojazdu.

Do środków technicznych należą wszelkie rozwiązania technologiczne, których celem jest wykrywanie człowieka lub innych obiektów na drodze AGV i skuteczne zatrzymanie pojazdu. Do grupy środków otrzegawczo-informacyj-nych zaliczamy natomiast różnego rodzaju sygnały dźwiękowe i świetlne, które ostrzegają o poruszającym się wózku transportowym.

Systemy bezpieczeństwa w samojezdnych pojazdach transportowych

W każdym przypadku powinno przeprowadzić się analizę ryzyka i dopiero pod tym kątem dobierać odpowiednie środki bezpieczeństwa do pojazdów AGV. Tylko takie podejście pozwoli bowiem zapewnić wymagany poziom bezpieczeństwa.

Do podstawowej grupy systemów bezpieczeństwa AGV należą wszelkiego rodzaju czujniki, laserowe skanery i kamery, które tworzą swego rodzaju wirtualny zderzak i pozwalają pojazdowi AGV w pełni kontrolować obszar wokoło (uwzględniając również przewożony ładunek) i wykrywać różne przeszkody, jakie znajdą się na drodze pojazdu. Skanowany obszar ma dwie strefy detekcji: ostrzegawczą i ochronną. Im większa jest prędkość poruszania się wózka transportowego, tym strefa ochronna w kierunku jazdy jest dłuższa.

Jeśli w strefie ostrzegawczej (większej) zostanie wykryty jakiś obiekt, AGV zredukuje prędkość. Wykrycie obiektu w strefie ochronnej powinno natomiast spowodować całkowite zatrzymanie AGV. W zależności od sytuacji (np. podczas jazdy wąskimi korytarzami) pewne pola detekcji mogą nie być aktywne, żeby niepotrzebnie nie włączać układu hamowania.

System hamowania wózków AGV musi natomiast zapewnić ich skuteczne zatrzymanie w jak najkrótszym czasie w przypadku wykrycia przeszkody, jednak bez utraty stateczności pojazdu. Dodatkowym środkiem zabezpieczającym powinien być dobrze widoczny i dostępny ze wszystkich stron pojazdu AGV przycisk zatrzymania awaryjnego, który dezaktywuje wszystkie ruchy pojazdu.

Celem automatycznych ograniczników prędkości jest dostosowywanie bieżącej prędkości do zmieniających się warunków otoczenia. Pojazd może automatycznie zwalniać, nie tylko jeśli w jego polu detekcji pojawi się człowiek lub inny obiekt, ale również jeśli wjedzie do konkretnej strefy, w której np. są wąskie ciągi komunikacyjne lub ostre zakręty.

Ważną grupą środków bezpieczeństwa pojazdów AGV są także systemy sygnalizacyjne. Do tej grupy środków należą m.in. sygnały akustyczne i świetlne, w tym migające światła ostrzegawcze. Środki te mają przede wszystkim ostrzegać o obecności pojazdu, o jego manewrach (w tym o zmianie lub wznowieniu ruchu po określonej przerwie) i zapewniać jego odpowiednią widoczność. W zależności od stanu pojazdu AGV światła mogą mieć inny kolor, informując lub ostrzegając o różnych jego stanach. Funkcje ostrzegawcze i informacyjne pełnią również klakson oraz głośnik.

Dobór odpowiednich środków bezpieczeństwa musi uwzględniać różne czynniki. Inne systemy mogą być bowiem potrzebne w magazynie, a inne w zakładzie produkcyjnym. Inne w dużych i przestronnych obiektach, a inne w małych halach, w których znajduje się dużo różnych elementów wyposażenia. Istotne znaczenie mają również warunki, jakie panują w hali, w tym np. oświetlenie, czystość i obecność przeszkód. Im większa jest flota pojazdów AGV i im bardziej zaawansowane są to systemy, tym bardziej skomplikowane mogą być wymagania dotyczące bezpieczeństwa. Oczywiście ważny jest również koszt implementacji systemów bezpieczeństwa, choć z całą pewnością nie powinien on być główną przesłanką.

Automatyczne pojazdy transportowe mogą być wyposażone w wiele zaawansowanych systemów bezpieczeństwa, które mają na celu zapewnienie bezpiecznej pracy zarówno ludziom, jak i samemu pojazdowi. Wybór systemów bezpieczeństwa powinien być jednak każdorazowo dostosowany do indywidualnych potrzeb każdego przedsiębiorstwa. 

Tagi artykułu

elektrotechnik AUTOMATYK 10-11-12/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę