dnes je 3.12.2022

Input:

Bezpečnost strojních zařízení - ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovládačů - část 3: ovládače

22.1.2010, , Zdroj: Verlag Dashöfer

6.4.2.4.11
Bezpečnost strojních zařízení – ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovládačů – část 3: ovládače

Dr. Ing. Rostislav Suchánek a kolektiv autorů

LOGO FIRMY
Sídlo firmy


Název zařízení

provedení …………….

OVĚŘENÍ SHODY

provedení strojního zařízení s požadavky

ČSN EN 894-3+A1:2009

Bezpečnost strojních zařízení – Ergonomické požadavky pro navrhování sdělovačů a ovladačů Část 3 : Ovladače


                                                                                                                                                                         
Požadavky
Podle ČSN EN 894-3+A1
:2009 (Třídící znak 83 3585)
Požadavek uplatněn?
ano ne irel.
Změny proti předchozím normám
Tato norma obsahuje zapracovanou změnu A1 schválenou CEN 2008-08-14. Změny či doplněné a upravené články jsou v textu vyznačeny značkami . Vypuštěný text je zobrazen takto „vypuštěný text“, opravený nebo nový text je zobrazen vloženým textem mezi obě značky.
1 Předmět normy
Tato evropská norma podává návod na výběr, konstrukci a umístění ovládačů tak, aby odpovídaly požadavkům uživatelů, byly vhodné pro příslušný úkol a braly v úvahu okolnosti jejich používání.
Týká se ručních ovládačů používaných u zařízení pro profesionální i soukromé používání. Obzvláště důležité je dodržovat ta doporučení této evropské normy, která se týkají funkcí ovládačů, které by mohly vést k poškození zdraví bud’ přímo, nebo v důsledku chyby lidského činitele.
3 Termíny a definice
Pro účely této evropské normy se uplatňují následující termíny a definice:
3.1 Ovládač: část ovládacího systému, která je přímo uváděna v činnost obsluhou, například stlačením (EN 894-1).
3.2 Ruční ovládač: ovládač nastavovaný nebo ovládaný lidskou rukou, jehož změnou polohy dojde k určité změně funkce systému, například tlačítko, knoflík, kolečko; nezahrnuje dotekové ovládání.
3.3 Typ ovládače: řada ovládačů se stejným pohybem a charakteristikami uchopení, pro plnění obdobných požadavků.
3.4 Skupina ovládačů: soubor ovládačů určitého typu.
3.5 Obsluha: osoba nebo osoby, jež mají za úkol instalaci, provoz, seřizování, údržbu, čištění, opravy nebo přepravu strojních zařízení (EN 292-1).
3.6 Úkol (pracovní úkol): určitá činnost nebo činnosti požadované pro dosažení zamýšleného výsledku pracovního systému (EN 614-1).
3.7 Ovládací úkol: určitá činnost, při které je ovládač použit k dosažení cíle úkolu.Obrázek 1 – Souhrnný postup výběru ručních ovládačů

Obrázek 1 – Souhrnný postup výběru ručních ovládačů

4 Postup výběru

K dispozici je celá řada nejrůznějších typů ručních ovládačů od tlačítek až po ruční kola. Každý typ je vhodný pro určité požadavky úkolu a pro určité schopnosti obsluhy. Je třeba brát též v úvahu faktory pracovního prostředí (například osvětlení, vibrace) a organizační faktory (například týmovou práci, oddělené pracovní soustavy).

Pro zajištění bezpečné a účinné činnosti je důležitý výběr ovládačů. V následující části je popisován určitý metodický postup, který umožňuje konstruktérům a výrobcům vybrat ruční ovládače vyhovující jejich specifickým požadavkům.

Postup výběru má tři kroky, které jsou prováděny postupně. Jsou to:
– vyhodnocení úkolu a sběr informací;
– předběžný výběr skupin ovládačů;
– identifikace vhodných typů ovládačů.

Hlavní kroky postupu výběru jsou uvedeny na obrázku 1. Příklad formuláře pro záznam výsledků hodnocení je uveden na obrázku 2. Kapitola 5 popisuje informace, které jsou požadovány pro správný výběr ovládačů, kapitoly 6 a 7 pak popisují, jak jsou takové informace při výběru využívány.
5 Analýza úkolu a sběr informací
5.1 Požadavky a charakteristiky

Rozdělení úkolů mezi obsluhu a zařízení má být určeno již v prvotní fázi konstrukčního procesu podle požadavků EN 614-1 a EN 894-1.

Existují všeobecné a specifické požadavky kladené určitým úkolem, které nelze normálně měnit. Není-li možné nalézt pro daný úkol vhodný ovládač, pak je třeba znovu zvážit rozdělení úkolu či samotný úkol. Požadavky úkolu uvažované v této evropské normě se podle zkušeností při výběru ručních ovládačů ukázaly jako nejdůležitější:

Všeobecné požadavky úkolu:
a) přesnost požadovaná při nastavení polohy ručního ovládače (přesnost),
b) požadovaná rychlost nastavení (rychlost),
c) požadovaná síla/točivý moment (síla).

Specifické požadavky úkolu:
d) potřeba vizuální kontroly nastavení ručního ovládače (vizuální kontrola),
e) potřeba hmatové kontroly nastavení (hmatová kontrola),
f) potřeba zabránit nahodilému spuštění (nahodilé spuštění),
g) potřeba zabránit sklouznutí ruky z ručního ovládače (tření),
h) potřeba nošení rukavic obsluhou (použití v rukavicích),
i) potřeba snadného čištění (snadnost čištění).

Všeobecné požadavky úkolu jsou použity k identifikaci tříd vhodných ovládačů. Specifické požadavky úkolu jsou používány při výběru individuálních ovládačů v rámci těchto tříd. Pro vyhodnocení požadavků úkolu má být využito klasifikačního schématu vyobrazeného v tabulce 1. Ten rozlišuje 5 různých úrovní od 0 do 4.

Tabulka 1 – Klasifikační schéma pro hodnocení požadavků úkolu



Požadavky úkolu nemusí být vyhodnocovány přesně, nicméně postupy podrobného hodnocení uváděné v 5.2 a 5.3 ukazují klasifikační systémy, které jsou považovány za dostatečně přesné.

Při rozhodování o výběru vhodného typu ovládačů je třeba brát v úvahu vlastnosti různých typů ovládačů. Tato norma podává informace jak o charakteristikách pohybu, tak i o charakteristikách uchopení. V řadě případů budou některé charakteristiky předem dány podle požadavků úkolu.

Charakteristiky pohybu:
j) typ pohybu,
k) osa pohybu,
l) smysl pohybu,
m) spojitost pohybu.
n) úhel otočení pro spojité otočné pohyby > 180°.

Charakteristiky uchopení:
o) typ uchopení,
p) část ruky vyvíjející sílu,
q) způsob působení síly.

V této normě jsou použity výše uvedené kategorie a – q. Kratší popisy v závorkách za plným popisem se používají v nadpisech tabulek, kde je omezený prostor.
5.2 Určení všeobecných požadavků úkolu a) až c)

Následující články popisují postupy vyplňování záznamových formulářů na obrázku 2. Je popsána metoda přiřazování každého všeobecného požadavku úkolu určité třídě v tabulce 1. Všechny přijatelné požadavky je třeba uvést do formuláře (viz obrázek 2).
5.2 Určení všeobecných požadavků úkolu a) až c)

Následující články popisují postupy vyplňování záznamových formulářů na obrázku 2. Je popsána metoda přiřazování každého všeobecného požadavku úkolu určité třídě v tabulce 1. Všechny přijatelné požadavky je třeba uvést do formuláře (viz obrázek 2).

Obrázek 2 – Příklad formuláře pro záznam informací používaných při výběru ručních ovládačů

5.2.1.1 Nespojité pohyby ručního ovládače

Nespojitý pohyb ručního ovládače je takový, kdy lze ručním ovládačem pohybovat pouze do určitého počtu pevných poloh, například otočný vypínač, dvoupolohový vypínač. Chyba výběru správné polohy vzrůstá s počtem jednotlivých poloh. Například tedy dvě polohy je nutno považovat za „zanedbatelný“ požadavek, kdežto 24 poloh už musí být považováno za požadavek „vysoký“. Je třeba se vyhýbat ručním ovládačům s více než 24 polohami.

Přesnost lze zlepšit například tím, že se obsluze dá zpětná informace o okamžité hodnotě řízené proměnné, například pomocí označení poloh ručního ovládače, pomocí umístění ručního ovládače tam, kde ho lze dobře vidět a dá se s ním dobře pohybovat.

Pro ruční ovládače má být k dispozici vizuální indikace funkce v každé poloze bud’ pomocí značek, nebo nějakého sdělovače.

Polohy pro označení určitých funkcí nemají být označovány čísly (1, 2 atd.) nebo písmeny (A, B atd.), protože to vyžaduje, aby si obsluha pamatovala odpovídající funkce, a to vede k chybám. Označení 1, 2 atd. může být použito tam, kde se hodnota řízené proměnné mění od polohy k poloze alespoň v originálním měřítku. To nabývá na důležitosti se vzrůstajícím počtem jednotlivých poloh. Označení a sdělovače musí být provedeny v souladu s požadavky EN 894-2.

Při výběru ovládačů, jejichž funkce jsou kritické z hlediska možného poranění nebo poškození zdraví, je plněni těchto požadavků zvlášť důležité.
5.2.2 Požadavky úkolu b): hodnocení rychlosti (rychlost)

Požadovaná rychlost činnosti musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1.

Doba na dokončení pohybu ručního ovládače je tvořena dvěma složkami: dobou na dosažení a uchopení ručního ovládače a dobou na provedení pohybu. Doba na dosažení a uchopení ručního ovládače závisí na jeho poloze vzhledem k obsluze a na typu uchopení, které je pro provedení operace nezbytné. Obecně jsou ruční ovládače vyžadující dotyk rychlejší než ruční ovládače vyžadující stisk, a ty jsou rychlejší než ruční ovládače vyžadující uchopení. V nebezpečných situacích je pro ovládače nejdůležitější co největší rychlost. Ovládač ve tvaru hříbku ovládaný dotykem ruky je proto doporučován pro funkce nouzového zastavení strojního zařízení.

Vysoká rychlost je v rozporu s požadovanou velkou silou, nejvyšší rychlosti lze dosáhnout tehdy, je-li síla nejnižší. Takže pro spojité úkoly, kde je nutná vysoká rychlost, jako je například ovládání klávesnic, se má síla vynaložená na provedení úkolu udržovat na nízké úrovni. Specifikace požadavku na současně vysokou rychlost a velkou sílu nevede k úspěšnému výběru vhodného ručního ovládače.
5.2.3 Požadavek úkolu c): hodnocení síly/točivého momentu (síla)

Ovládače lze použít k pohybování částmi strojů. Za určitých okolností mohou být k pohybování těmito částmi nutné velké síly. Konstrukce některých strojů umožňují mechanickou silovou podporu k minimalizování námahy obsluhy při používání ovládače. Tam, kde to není možné, musí být velikost síly nebo točivého momentu, které má obsluha vyvinout při působení na ruční ovládač, zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 2. Symboly v této tabulce budou později použity při vyhodnocovacím procesu, proto se doporučuje, aby byl odpovídající symbol zaznamenán.

Tam, kde jsou ovládače používány často nebo dlouhodobě, požadavky na sílu se zvětšují.

Tabulka 2 – Hodnocení síly/točivého momentu pro výběr ručních ovládačů

5.3 Určení specifických požadavků úkolu d) až i)

Následující články popisují postupy pro vyplňování záznamových formulářů na obrázku 2.

V tabulce 1 je popsána metoda přiřazování každého specifického požadavku úkolu k určité třídě.

Některé z těchto charakteristik mohly být specifikovány již dříve v průběhu konstrukce. Konstruktér má do formuláře zaznamenat ty charakteristiky, které byly předem určeny. Každý charakteristický znak, který musí být vyloučen kvůli rozhodnutí učiněnému již dříve v průběhu konstruování, má být na formuláři také zaznamenán.

Stanovení vysokého hodnocení pro některé požadavky může předejít vysokému hodnocení dosažitelného u jiných požadavků, například „velmi vysoký“ požadavek na „tření“ nemusí být slučitelný s „velmi vysokým“ požadavkem na „snadnost čištění“. Proto je důležité, aby požadavky, které jsou nejkritičtější z hlediska bezpečnosti, byly splněny dříve, než se budou brát v úvahu méně významné aspekty.

V případě neslučitelných požadavků bude nutné uvážit zadání úkolu, nebo tam, kde to není možné, omezit požadavky na méně důležitá hlediska.

Všechny přijatelné stupně požadavků mají být uvedeny v záznamovém formuláři.
5.3.1 Požadavek úkolu d): potřeba vizuální kontroly nastavení ručního ovládače (vizuální kontrola)

Pro činnost ručních ovládačů je důležitá zpětná vazba, aby byla obsluha informována o provedení správné činnosti. To lze provést například změnou údaje na sdělovači, vizuální nebo zvukovou změnou řízeného procesu apod.; často je výhodné zajistit, aby nastavení ručního ovládače mohlo být vizuálně kontrolováno zvláště tam, kde se pohyb uskutečňuje v oddělených krocích a není poskytnuta žádná jiná forma zpětné vazby.

Potřeba vizuální kontroly nastavení polohy ručního ovládače musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1.
5.3.2 Požadavek úkolu e): potřeba hmatové kontroly nastavení (hmatová kontrola)

V některých situacích, kdy je zrak obsluhy plně zaměstnán nebo se ovládač nachází mimo zorné pole obsluhy, je pro umístění ručních ovládačů důležité, aby byly zřetelně identifikovatelné hmatem. Rozlišení hmatem může být též použito k posílení jiných forem informační zpětné vazby k obsluze tam, kde jsou zahrnuty bezpečnostní kritické funkce.

Potřeba hmatové kontroly nastavení ručního ovládače musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1.
5.3.3 Požadavek úkolu f): potřeba zabránit nahodilému spuštění

Význam zabránění nahodilému spuštění ručního ovládače závisí na důsledcích takového nahodilého spuštění. Je to obzvlášť důležité tam, kde to může způsobit zranění nebo poškození zdraví. Tato norma uvádí informace o stupni obtížnosti nahodilého spuštění samotného ovládače. Za určitých okolností, za velkého stupně rizika, nemusí být toto považováno za dostatečné. V takových případech se mají vzít v úvahu následující opatření:
– umístění ručního ovládače do výklenku (zahloubení);
– zakrytí ručního ovládače, například zakrytím zabránit přístupu částí těla větších, než jsou ruce, ohradit ovládač nákružkem;
– použití ručního ovládače, které jsou činné ve dvou na sebe kolmých směrech pohybu;
– použití zámkového systému;
– použití dvouručního ovládače; podrobnosti viz EN 574.

Potřeba zabránit nahodilému spuštění musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1.
5.3.4 Požadavek úkolu g): potřeba zabránit sklouznutí ruky z ručního ovládače (tření)

Tam, kde jsou ruční ovládače používány průběžně nebo často, je důležité zajistit pro spolehlivý a bezpečný provoz, aby ruce obsluhy neklouzaly po povrchu ručního ovládače. To je zvlášť důležité tam, kde je vyžadováno působení velké síly.

Potřeba zabránit sklouznutí ruky z ručního ovládače musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1.
5.3.5 Požadavek úkolu h): potřeba nošení rukavic obsluhou

To, zda obsluha potřebuje nosit rukavice, závisí na průběhu operace. Potřeba nosit rukavice musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1.

Tam, kde se nošení rukavic nevyžaduje, může být tento faktor hodnocen jako „zanedbatelný“ požadavek (viz tabulka 1). Tam, kde je třeba stále nosit rukavice, například tam, kde musí být často nebo po dlouhou dobu manipulováno s kovovými součástmi, má být tento faktor hodnocen jako „velmi důležitý“
5.3.6 Požadavek úkolu i): potřeba snadného čištění

V některých aplikacích, například u strojních zařízení v potravinářském průmyslu, je důležité zajistit, aby všechny části, včetně ručních ovládačů, bylo možno snadno čistit.

Potřeba snadného čištění musí být zařazena do jedné ze tříd uvedených v tabulce 1. Tam, kde se berou v úvahu hygienické potřeby, může být tento faktor hodnocen jako „důležitý“ až „velmi důležitý“ požadavek v závislosti na jeho důležitosti.
5.4 Specifikace charakteristik pohybu

Ruční ovládače mohou být vzhledem k obsluze umístěny v mnoha polohách. Pro zařízení používaná obsluhou vstoje existuje řada běžných poloh, z nichž každá může být přijatelná při hodnocení popisovaném touto normou. Pro obsluhu pracující vsedě má být hodnocení provedeno vzhledem k upřednostňování této polohy.

Doporučení uvedená v této evropské normě jsou platná pro ovládače umístěné v prostoru bezprostředně před obsluhou. Při uplatňování této normy mimo uvedené limity je třeba postupovat opatrně. Tam, kde se vyskytují pochybnosti, má uživatel postupovat experimentálně (viz EN 614-1).

Při hodnocení se používá pravoúhlý osový systém, jak ukazuje obrázek 3.

Obrázek 3 – Osy lineárních a otočných pohybů



K určení pohybu se vztahuje pět charakteristik (j, k, l, m, n). Jejich hodnocení vyžaduje popis umístění pohybu v prostoru. V záznamovém formuláři mají být uvedena jen ta omezení charakteristik pohybu, která vyplynou již z úvodní specifikace konstrukce (viz obrázek 2).

Všechny přijatelné charakteristiky mají být uvedeny v záznamovém formuláři.
5.4.1 Charakteristika pohybu j): lineární nebo otočný

Typ pohybu vyžadovaný ručním ovládačem je jedním ze dvou skupin, podle toho, zda pohyb následující za pohybem ruky je v zásadě lineární nebo otočný. V tomto smyslu jsou dlouhé páky charakterizovány jako lineární. Pokud byly specifikace nebo úvahy týkající se omezení typu pohybu, tedy zda bude pohyb lineární nebo otočný, učiněny již dříve, má to být uvedeno v záznamovém formuláři (viz obrázek 2).
5.4.2 Charakteristika pohybu k): osa pohybu

Osa pohybu je osa, podél níž nebo kolem níž se děje pohyb vzhledem k obsluze (viz obrázek 3). Je důležité zvážit možné polohy, které obsluha může zaujmout, a pohyby horní části těla obsluhy při používání ručních ovládačů. Existují-li dřívější specifikace nebo úvahy o polohovém omezení os pohybu, mají být možné osy pohybu uvedeny v záznamovém formuláři. Rozhodující pohyb má být hodnocen jako x, y nebo z vzhledem k jedné ze tří os, jak je uvedeno na obrázku 3.

Smysl pohybu je smysl, v němž je ovládač uveden do chodu vzhledem k osám, jak je zobrazeno na obrázku 3. Smysly „+“ a „–“ jsou označeny jak pro lineární, tak pro otočné pohyby. V případě, že již existují specifikace nebo úvahy týkající se polohového omezení smyslů pohybu, mají být možné smysly pohybu uvedeny v záznamovém formuláři. Tam, kde se vyžaduje, aby obsluha pohybovala ručním ovládačem v obou smyslech „+/-“, má to být zaznamenáno.
5.4.4 Charakteristika pohybu m): spojitost pohybu

Spojitost pohybů popisuje, zda je činnost spojitá (plynulá) nebo složená z jednotlivých samostatných kroků, jako například u přepínače s více polohami. V případě, že již existují specifikace označující, zda použít bud spojitě proměnný ovládač, nebo ovládač pracující v oddělených krocích, pak to má být uvedeno v záznamovém formuláři.

POZNÁMKA Normálně to má být stanoveno při hodnocení všeobecných požadavků úkolu na přesnost a rychlost.

Tam, kde je činnost ručního ovládače převedena na vizuální displej, musí jeho pohyb odpovídat pohybu na displeji (viz EN 894-1 a EN 894-2).
5.4.5 Charakteristika pohybu n): úhel otočení pro spojité otočné pohyby > 180°

Pro otočné ruční ovládače se touto charakteristikou popisuje, zda otáčení je spojité pro více než 180° (ano) nebo ne (ne). Jsou-li známy již existující specifikace nebo úvahy týkající se prostorového omezení, zda více než polovina otáčky je požadována pro otočný ovládač, pak má být toto omezení uvedeno v záznamovém formuláři.
5.5 Charakteristiky uchopení

Charakteristiky uchopení popisují interakci mezi rukou a ovládačem. Jsou popsány 3 takové charakteristiky. V záznamovém formuláři mají být uvedena pouze taková omezení charakteristik uchopení, která jsou dána původní specifikací konstrukce.

Obrázek 4 – Typy uchopení

5.5.1 Charakteristika uchopení o): typ uchopení

Typ uchopení je vztah mezi rukou obsluhy a ručním ovládačem. Jsou definovány tři typy:

Dotyk – tam, kde je používána jednostranná síla vyvíjená prstem, palcem nebo rukou na ovládač (viz obrázek 4).

Stisk – tam, kde je ruční ovládač uchopen prsty a/nebo palcem, aniž by byly sevřené v pěst (viz obrázek 4).

Sevření – tam, kde jsou všechny prsty sevřeny kolem ručního ovládače (viz obrázek 4).

Pokud již existují specifikace nebo úvahy, týkající se omezení polohy vzhledem k typu uchopení, pak má být možná charakteristika uchopení uvedena v záznamovém formuláři.
5.5.2 Charakteristika uchopení p): část ruky vyvíjející sílu

Část ruky, buď jeden prst, několik prstů nebo celá ruka, která se používá k práci s ovládačem. Existují-li specifikace nebo úvahy týkající se polohových omezení pro část ruky vyvíjející sílu, pak části ruky připadající v úvahu mají být uvedeny v záznamovém formuláři.
5.5.3 Charakteristika uchopení q): způsob působení síly

Zda síla působí na povrch ručního ovládače normálově nebo tangenciálně. Dřívější způsob počítal zejména s tvarem ovládače přizpůsobeným tvaru prstu nebo ruky, zatímco pozdější metody počítají především s třením mezi ovládačem a kůží. Tam, kde již existují specifikace nebo úvahy týkající se polohového omezení pro způsob působení síly, má být uvedeno v záznamovém formuláři bud’ „normálové“, nebo „tangenciální“.
5.6 Záznam informací

Formulář na obrázku 2 je uveden jako způsob záznamu výše zmíněných informací. Tento záznamový formulář má být vyplněn pokud možno v tomto stádiu. Je užitečné zaznamenat takové požadavky, které jsou nejdůležitější nebo kritické, nebo ty, které nemohou být změněny; pro tyto účely slouží sloupec pro poznámky.
Nahrávám...
Nahrávám...