Capítulo 3.9
Seguridad del robot
Conoce los conceptos de seguridad apropiados para su aplicación robótica – de las “jaulas” a los “cobots”
Los robots son versátiles y permiten soluciones de automatización muy económicas. Sin embargo, también son bastante peligrosos.
Los robots grandes y de alta velocidad, en particular, pueden causar lesiones muy graves por aplastamiento e impacto. Por ello, la seguridad de los robots se ha estandarizado a nivel internacional. A continuación se presentan algunas normas de seguridad fundamentales.
La seguridad del robot se basa en tres elementos::
- Impedir el acceso de personas
- Limitar el movimiento del robot
- Hacer que el contacto físico sea seguro
Este último es un concepto bastante nuevo, a menudo llamado operación robótica colaborativa. Significa que un sistema robótico especialmente diseñado y un operador trabajan dentro del mismo espacio de trabajo o en espacios de trabajo superpuestos. Inicialmente, se debe planificar el espacio de trabajo colaborativo y la interacción deseada entre humanos y robots. Luego se determinan los riesgos y se toman las medidas adecuadas.
¿Qué es un “robot colaborativo”?
La medida de seguridad más avanzada es el uso de un robot colaborativo, a veces denominado “cobot”.
Un robot colaborativo opera con una fuerza y una velocidad limitadas. Los humanos que se encuentren con un robot colaborativo en movimiento no sufrirán daño, aunque pueden sentir algo de dolor. Años de pruebas exhaustivas han dado como resultado una lista de límites de fuerza, velocidad y energía que los humanos pueden soportar cuando están sujetos al contacto físico con elementos de la máquina (consulte la norma ISO TS 15066).
Los robots colaborativos que se mueven dentro de estos límites pueden considerarse seguros para la interacción entre humanos y robots. Sin embargo, eso no significa que dichas aplicaciones sean automáticamente seguras. Se debe considerar cuidadosamente todo el contexto del robot y la herramienta que maneja (el efector final).
Ejemplo:
- Imaginemos que estamos sentados junto a un robot que manipula una jeringa con un líquido venenoso. De repente, la velocidad y la fuerza de sus movimientos pasan a un segundo plano.
Medidas de seguridad:
En los gráficos de la derecha, un operador humano y un robot comparten el espacio de trabajo colaborativo gris claro.
- Un robot peligroso no debe moverse en el área colaborativa si hay una persona presente.
- Dependiendo de la distancia y la velocidad de movimiento de la persona, el robot puede tener que reducir la velocidad y detenerse a medida que la persona se acerca.
Vallado de seguridad:
- Las cercas de seguridad todavía son necesarios in en algunas aplicaciones colaborativas hoy en día y en el futuro.
- Las vallas adquieren nuevas funciones, como la de delimitar un área de colaboración de los espacios de trabajo y pasillos habituales..
Seguridad de los robots industriales
La seguridad de los robots depende en gran medida de "celdas" cerradas con vallas y puertas de acceso. Pero en muchas aplicaciones se necesitan sistemas de monitorización adicionales o incluso pueden sustituir a la "jaula" del robot.
Sistemas de detección avanzados:
- En muchas celdas robóticas, se utiliza una combinación de vallas de seguridad con puertas, barreras de luz y escáneres de rango.
Ten cuidado con las personas que permanecen dentro de la zona de peligro detrás de los dispositivos de detección. Si eso es posible, podrían ser necesarias medidas de seguridad adicionales.
- El sistema de detección más avanzado es una cámara 3D. Debe instalarse a una altura suficiente sobre el espacio de trabajo para garantizar que “ve” todas las áreas en las que pueden moverse las personas.
Se puede utilizar un vallado para crear un “espacio protegido”, pero normalmente no debe utilizarse para definir el “espacio limitado”.
Un robot que colisione con la valla a gran velocidad y con mucha fuerza provocará al menos alguna deformación incluso en una valla resistente. Esto podría ser un peligro. Además, las personas pueden meter los dedos a través de las vallas. Por lo tanto, debe permanecer una distancia mínima de 120 a 200 mm entre el espacio limitado y el exterior de la valla (compare la sección sobre "Determinación de la altura y la distancia adecuadas de la valla de protección").
En consecuencia, no optes por las denominadas vallas "seguras para robots", sino utiliza dispositivos limitadores adecuados:
- Control de movimiento por software (con clasificación de seguridad (que cumple al menos PL = d según (EN) ISO 13849-1 o SIL 2 según (EN) IEC 62061)
- Limitadores de espacio o topes duros(bloques de tope y pasadores)
- Dispositivos limitadores externos (interruptores mecánicos o de proximidad)
La valla está diseñada para mantener a la gente afuera, no al robot adentro.
Vallas “seguras para robots”: ¿correcto?
Muchas personas piden vallas “seguras para robots” o señalan los resultados de pruebas de los fabricantes de cercas que muestran una resistencia al impacto de 2000 julios o más.
Pero, francamente: la pregunta en sí revela una idea errónea sobre la seguridad de los robots. Las normas de seguridad de los robots requieren que el movimiento del robot esté limitado por medios distintos a vallas u otras protecciones.
El rango de movimiento de un robot depende de su tamaño. A menudo, este "espacio máximo" es mucho mayor que el necesario para la operación en cuestión. Dado que los diseñadores de sistemas quieren utilizar la menor superficie posible, el robot está programado para ceñirse a un "espacio limitado" mucho más pequeño. Luego se utilizan vallas, cortinas de luz y escáneres de alcance para definir un "espacio protegido" alrededor del espacio limitado al que las personas no deben entrar.
Sin embargo, prácticamente siempre se necesita una distancia de seguridad entre el espacio limitado y el espacio protegido. ¿Por qué? Porque el robot necesita tiempo para reducir la velocidad y detenerse por completo cuando detecta que una persona ingresa al espacio protegido (mediante una barrera de luz, un escáner, una cámara o un interruptor de puerta).
