5 nejčastějších problémů při manipulaci s těžkými břemeny a jejich řešení

V každodenním provozu průmyslové výroby se stále opakují tytéž scénáře. Obsluha zakládá plech na lis, montér otáčí skleněnou výplní k usazení do rámu, skladník nakládá cívku na paletu, atd. Jednotlivé úkony vypadají jednoduše a rutinně, a tak jejich dopady na ergonomii, bezpečnost a efektivitu výroby bývají podceňovány. Ale právě zde se rozhoduje o tom, zda výroba dlouhodobě funguje s nízkou fluktuací, bez úrazů a kvalitně - nebo ne.

Výrobní firmy napříč sektory – od automotive po logistiku – dnes čelí rostoucím nárokům na produktivitu, kvalitu a dodržování BOZP. A zatímco digitalizace a automatizace se zaměřují na řízení dat a výrobních toků, fyzická manipulace s materiálem zůstává často "přehlížena" – odkázaná na lidskou sílu, improvizovaná řešení nebo univerzální zařízení, která však nejsou konstruována s ohledem na specifika konkrétního provozu.

Z pohledu technologa nebo vedoucího výroby je přitom manipulace zónou s největší koncentrací skrytých nákladů a rizik. Patří sem:

• opakované pohyby a neergonomická práce,
• poranění zad a úrazovost při zakládání břemen,
• přetěžování zařízení a lidských zdrojů,
• zmetkovitost z důvodu nárazů či špatného polohování,
• nízká plynulost toku práce a časté prostoje.

V tomto kontextu představují manipulátory možnost snadné a bezpečné manipulace s břemeny. Dobře navržený a využívaný manipulátor může často přinést i poměrně brzkou návratnost investice (ROI). Návratnost záleží na konkrétním případě nasazení manipulátoru, povaze provozu, velikosti, charakteru a váze břemene apod. Dalším dopadem nasazení manipulátorů je celková spokojenost a zdraví zaměstnanců.

Česká firma TRIOM se dlouhodobě specializuje na zakázkovou výrobu manipulátorů a manipulačních hlavic pro tyto manipulátory. V našem portfoliu najdete jednokloubové i dvoukloubové manipulátory a manipulátory na pojezdové dráze, a možnost objednat si uchopovací hlavice podle vašich potřeb a požadavků. Uchopovací hlavice navrhujeme na míru podle typu manipulovaného břemene a podle požadavků konkrétního provozu.

Následujících pět bodů shrnuje nejčastější technické a ergonomické problémy při manipulaci s těžkými břemeny a představuje možná řešení, opřená o zkušenosti z praxe a technickou expertízu naší společnosti.

Problém 1: Bezpečné uchopení břemene

Většina úrazů nebo škod během manipulace nevzniká při samotném přenášení, ale při pokusu břemeno uchopit nebo uvolnit. Pokud není břemeno stabilně a bezpečně uchopeno, může dojít k:

• náhlému uvolnění a pádu břemene,
• neplánovanému vychýlení při manipulaci,
• poškození břemene (typicky skla),
• požadavku na neergonomický zásah obsluhy.

V praxi bývá největším limitem to, že univerzální uchopovací zařízení často nepočítají se specifickými vlastnostmi konkrétního typu břemene. Ať už jde o kluzký povrch, ostré hrany, těžiště mimo osu, vysokou teplotu či citlivost na tlak.

Naše řešení: Hlavice na míru břemene i provozu

TRIOM navrhuje a vyrábí individuální uchopovací hlavice, které jsou přizpůsobeny konkrétnímu tvaru, hmotnosti, povrchu i funkčnímu požadavku. Nejde o sériový produkt, ale o profesionálně vyvíjená řešení vznikající ve spolupráci s výrobními týmy zákazníka.

Příklady uchopovacích hlavic:

• Vakuové rámy pro manipulaci s plechy a sklem – zajišťují rovnoměrné rozložení tlaku, jemné uchopení bez otisků a deformací.
• Klešťové nebo hákové hlavice pro svitky a cívky – umožňují bezpečné uchopení těžších břemen.
• Magnetické hlavice pro hutní materiály – odolné vůči teplotě a prašnému prostředí.

Každá hlavice je navržena s ohledem na hmotnost manipulovaného břemene a požadované bezpečnostní prvky. Je-li to vhodné nebo nutné, přidáváme senzory stavu uchopení, čímž předcházíme problémům při obsluze.

Problém 2: Manipulace v omezeném prostoru nebo „za roh“

Ve většině provozů je prostor pro manipulaci omezený daným prostorem, orientací a charakterem výrobních prostor, použitými technologiemi apod. Někdy je potřeba břemena zakládat tzv. „za roh“, z boku, pod úhlem nebo je zvedat do výšky, kam se běžná manipulační technika (např. žirafy) nedostane. Řešení pak bývá improvizované: obsluha zvedá břemeno ručně, používá popruhy, nebo volí nevhodný typ zařízení.

Typické důsledky:

• snížená bezpečnost (ztráta kontroly při manipulaci),
• špatná ergonomie (natahování přes stroj, práce v předklonu),
• nízká přesnost a pomalá manipulace.

Naše řešení: Dvoukloubové manipulátory s vysokou flexibilitou

Pro tyto situace vyvíjí TRIOM dvoukloubové manipulátory, které umožňují i pohyb „za roh“ anebo natočení břemene. Oproti jednokloubovým, které jsou vhodné spíše pro přímější a jednodušší přesun, dvoukloubová konstrukce, především díky využití teleskopického ramene a vhodné uchopovací hlavice, umožňuje:

• otáčení kolem více os,
• složitější polohování a to i v místech, kde je omezený prostor,
• manipulaci v různých výškách (podle velikosti teleskopického ramene).

V kombinaci s uchopovací hlavicí na míru tak vzniká nástroj, který i v omezeném prostoru zajišťuje bezpečné, přesné a ergonomické řešení. Možností je také instalace teleskopického ramene na pojezdovou dráhu. Zařízení tak lze skutečně přizpůsobit podle konkrétní dispozice daného pracoviště a nikoli naopak.

Problém 3: Potřeba přesného a plynulého polohování

V řadě provozů, zejména při montáži, kompletování nebo přesném zakládání, nestačí břemeno pouze zvednout a přemístit. Někdy je potřeba jej také natočit nebo polohovat. Stačí zmínit zakládání dveří do autobusu, nebo vložení těžšího dílu na požadovanou pozici.

Pokud obsluha nemá k dispozici zařízení, které umožňuje jemné a kontrolované pohyby, je nucena:

• provádět ruční korekce „na sílu“,
• opakovaně nastavovat pozici břemene,
• riskovat poškození dílů nebo přípravků,
• ztrácet čas při každé operaci.

Může tak docházet ke snížení produktivity i riziku vzniku zmetků nebo úrazů z důvodu nečekaného pohybu břemene nebo přetížení obsluhy.

Naše řešení: Plynule ovladatelná teleskopický ramena

TRIOM řeší tuto potřebu pomocí teleskopických ramen, které lze integrovat na dvoukloubové manipulátory nebo pojezdové dráhy. Tyto koncovky umožňují:

• jemný lineární zdvih po teleskopu a to s možností přesného zastavení,
• otočení nebo naklopení břemene ve více osách.

Ve spojení s odpovídající hlavicí (např. s vícebodovým vakuovým rámem nebo uchopovací hlavicí na objednávku) je obsluha schopna usadit i křehké nebo nepravidelně tvarované břemeno. Zároveň dochází k zachování možnosti ovládání podle lidského uvažování a rozhodnutí.

Zásadní přínos spočívá v tom, že:

• eliminujeme nárazy nebo výkyvy, které mohou poškodit výrobek,
• zkracujeme požadovaný čas na manipulaci nebo korekci pozice,
• zvyšujeme kvalitu výstupu bez nutnosti plné automatizace.

Problém 4: Neergonomická a fyzicky náročná práce

Manuální manipulace s břemeny je jedním z nejčastějších důvodů pracovní neschopnosti a fluktuace zaměstnanců. Studie uvádějí, že až 30–40 % pracovních úrazů v průmyslu souvisí s přetížením páteře nebo kloubů. A nejde jen o zvedání břemen, ale i o:

• opakované pohyby v nepřirozené pozici,
• přenášení břemen na krátké vzdálenosti,
• natahování se přes strojní zařízení,
• otáčení trupu s břemenem v ruce.

Navzdory platným normám (např. ČSN EN 1005-2) bývá ergonomie často ovlivněna konkrétním prostorem, firemním rozpočtem nebo prostou neznalostí možností, které dnes technika nabízí.

Naše řešení: Sloupové manipulátory navržené pro zvýšení ergonomie

TRIOM nabízí sloupové manipulátory, které obsluze umožňují:

• zvednout, přesunout a polohovat břemeno bez námahy,
• pracovat v ideální výšce a úhlu, bez ohledu na rozměry a požadované umístění břemene,
• ovládat pohyb plynule a bez nárazů.

Zařízení je konstruováno tak, aby vyžadované pohyby kopírovaly přirozený pohyb obsluhy - ne naopak. Ruce tak zůstávají v bezpečné zóně a pohyb je tak veden ergonomicky. Těžiště břemene je navíc také stabilně vyváženo. To vše bez nutnosti složité automatizace. Toto je zvlášť výhodné v ATEX a potravinářských provozech.

Dokážeme budoucí zařízení přizpůsobit nejen břemeni, ale také umožnit nastavení ovládání pro konkrétní postavu pracovníka. Stejně tak můžeme přizpůsobit manipulátor limitům daného prostoru.

Problém 5: Nízká produktivita a neefektivita manuální manipulace

Když je potřeba břemeno zvednout nebo přesunout, ale není k dispozici vhodný nástroj, vznikají v procesu:

• zdržení – pracovník čeká na kolegu,
• potřeby neplánovaných zásahů – dochází k přerušení standardního pracovního toku,
• chyby – díly jsou založeny špatně nebo dojde k jejich poškození.

Z dlouhodobého hlediska to tedy znamená nižší produktivitu, vyšší náklady a stres pracovníků. Tyto ztráty lze obtížně predikovat nebo kvantifikovat a obvykle se „rozpouští“ do mnoha malých zpoždění.

Naše řešení: Manipulátory jako součást výrobního toku

Správně zvolený manipulátor se stane integrální součástí výrobního procesu. TRIOM přistupuje ke každému projektu s cílem:

• navrhnout manipulátor jako součást výrobního procesu s důrazem na ergonomii,
• umožnit obsluze samostatnou a plynulou práci bez závislosti na kolegovi,
• minimalizovat přerušení cyklu kvůli chybě nebo fyzickému vyčerpání.

Manipulátory TRIOM lze přizpůsobit pro práci:

• v samostatných montážních buňkách, kde obsluha provádí více úkonů,
• na pojezdech nebo závěsných systémech, pokud je třeba pokrýt větší plochu.

Závěr

Našim prvořadým cílem není nahradit pracovníka, ale umožnit mu pracovat konzistentně, přesně a bezpečně. Bez nutností improvizace, čekání a fyzického přetížení. To přináší přínosy nejen v efektivitě provozu, ale i v následující motivaci a stabilitě celého týmu.