Trong nhiều nhà máy, hai từ này được dùng thay nhau. Hậu quả không chỉ là nhầm lẫn thuật ngữ: một trạm dùng nút dừng khẩn cấp thay cho cơ chế dừng thường ngày sẽ mòn cơ khí nhanh và làm gián đoạn sản xuất nhiều hơn cần thiết.
Ba loại dừng và khác biệt cơ bản
Tiêu chuẩn về thiết bị điện của máy phân biệt ba loại dừng, và cả ba đều xuất hiện trong một trạm robot bình thường.
- Loại 0: cắt nguồn tới cơ cấu chấp hành ngay lập tức. Robot dừng bằng phanh cơ khí. Nhanh nhất, nhưng khắc nghiệt với cơ khí và có thể làm robot rơi khỏi quỹ đạo.
- Loại 1: dừng có điều khiển — robot dùng động cơ để giảm tốc theo quỹ đạo, dừng hẳn rồi mới cắt nguồn.
- Loại 2: dừng có điều khiển nhưng vẫn giữ nguồn cho cơ cấu chấp hành, robot đứng yên có giám sát và sẵn sàng chạy tiếp.
Nút dừng khẩn cấp thường được thiết kế theo loại 0 hoặc loại 1. Dừng bảo vệ khi mở cửa rào thường dùng loại 1 hoặc loại 2.
Dừng khẩn cấp là biện pháp bổ sung, không phải biện pháp chính
Điểm này hay bị hiểu ngược. Nút dừng khẩn cấp không được tính là biện pháp bảo vệ chính trong đánh giá rủi ro, vì nó phụ thuộc vào việc có người nhìn thấy sự cố và kịp bấm.
Nó là lớp dự phòng cho những tình huống mọi lớp khác đã thất bại. Vì vậy một trạm không thể thay rào bằng cách gắn thêm nút dừng khẩn cấp.
Đặc điểm bắt buộc của nút này: phải tự giữ khi bấm, phải nhả bằng thao tác chủ động, và việc nhả nút không được làm máy chạy lại — chạy lại phải là một lệnh riêng của người vận hành.
Dừng bảo vệ là cơ chế dùng hằng ngày
Dừng bảo vệ kích hoạt tự động khi có người vào vùng: mở cửa liên động, che màn chắn quang, bước vào vùng quét của cảm biến laser.
Vì nó xảy ra nhiều lần mỗi ca, thiết kế phải nhắm tới hai thứ: êm cho cơ khí và khôi phục nhanh. Đây là lý do dừng loại 2 hấp dẫn — robot giữ nguyên tư thế, người thao tác xong, hệ thống xác nhận vùng đã trống, robot chạy tiếp từ đúng chỗ đang dở.
Với dừng loại 0, robot mất vị trí, phải chạy về điểm gốc, có khi phải bỏ phôi đang gia công. Dùng nhầm loại dừng cho thao tác thường ngày làm mất năng suất mà không tăng thêm chút an toàn nào.
Cái giá cơ khí của việc dừng gấp
Dừng loại 0 nghĩa là phanh cơ khí phải hấp thụ toàn bộ động năng của cánh tay và tải. Mỗi lần như vậy là một lần mài mòn má phanh và một cú sốc mô men lên bộ truyền.
Robot được thiết kế để chịu được số lần nhất định trong vòng đời, dựa trên giả định rằng dừng khẩn cấp là sự kiện hiếm. Nếu vận hành viên quen tay bấm nút đỏ mỗi khi cần vào lấy phôi, số lần đó vượt xa giả định.
Dấu hiệu nhận ra tình trạng này: độ lặp lại giảm dần theo tháng, xuất hiện tiếng va khi đổi chiều, hoặc robot trượt nhẹ khi giữ tư thế có tải. Khi thấy các dấu hiệu này, nên kiểm tra nhật ký số lần dừng khẩn cấp trước khi nghĩ tới nguyên nhân khác.
Thiết kế đúng cho một trạm điển hình
Một trạm robot có rào, người vào lấy hàng vài lần mỗi giờ, nên có cấu trúc như sau.
- Cửa liên động gây dừng bảo vệ loại 1 hoặc 2, khôi phục bằng đóng cửa và bấm xác nhận vùng trống.
- Nút dừng khẩn cấp đặt ở bảng điều khiển và ở mỗi lối vào, gây dừng loại 0 hoặc 1, chỉ dùng khi có sự cố thật.
- Chức năng giới hạn không gian của robot cấu hình sao cho cánh tay không với ra ngoài vùng đã rào, kể cả khi chương trình sai.
- Chế độ dạy điểm giới hạn tốc độ ở mức thấp và yêu cầu giữ công tắc cho phép ba nấc.
Điều cuối cùng và quan trọng nhất: mọi chức năng an toàn phải nằm trong mạch được đánh giá đúng mức tin cậy, không phải chỉ là một dòng lệnh trong chương trình điều khiển thông thường.
Câu hỏi thường gặp
Có được dùng nút dừng khẩn cấp để dừng máy cuối ca không?
Không nên. Dừng khẩn cấp dành cho tình huống nguy hiểm. Dùng nó như công tắc tắt máy thường ngày làm mòn phanh, gây sốc cơ khí và tạo thói quen khiến người vận hành không còn coi nút đỏ là tín hiệu nghiêm trọng.
Dừng loại 2 có an toàn không khi robot vẫn còn điện?
An toàn nếu trạng thái đứng yên được giám sát bằng mạch an toàn: bất kỳ chuyển động ngoài dung sai nào cũng phải lập tức chuyển sang cắt nguồn. Chính khả năng giám sát này là điều kiện để dừng loại 2 được chấp nhận trong ứng dụng có người vào vùng.
Vì sao nhả nút dừng khẩn cấp không được làm robot chạy lại?
Vì người nhả nút có thể không phải người đang đứng trong vùng nguy hiểm. Yêu cầu một lệnh khởi động riêng buộc phải có bước xác nhận rằng vùng đã trống, tránh trường hợp robot chuyển động khi vẫn còn người bên trong.
Trạm robot cần bao nhiêu nút dừng khẩn cấp?
Đủ để bất kỳ ai đang ở vị trí có thể gặp nguy hiểm đều với tới được một nút mà không phải đi qua vùng nguy hiểm. Thông thường là một nút tại bảng điều khiển chính, một tại mỗi lối vào, và một trên tay dạy điểm cầm tay.
Đọc thêm trong Thuật ngữ robotics và Ứng dụng theo ngành.