La colaboración humano-robot (HRC) en lugares de trabajo compartidos abre nuevas posibilidades en la producción y la fabricación. Puede contribuir al desarrollo de las fábricas del futuro, en las que humanos y robots puedan trabajar codo con codo y realizar tareas juntos en un entorno abierto y sin vallas.
Un entorno colaborativo reúne las mejores cualidades de humanos y robots para reducir los costos y el tiempo de fabricación. Permite a los trabajadores concentrarse en operaciones de alto valor agregado o que exigen altos niveles de destreza, liberándolos así de tareas repetitivas o potencialmente riesgosas.
Sin embargo, una de las cuestiones clave en la colaboración entre humanos y robots es la seguridad. Cualquier daño causado por un robot debido a un movimiento o comportamiento inesperado no se limita solo a la lesión física del trabajador, sino que también tiene un impacto financiero en los costos del seguro, la pérdida de producción, la máquina dañada, la pérdida de clientes e incluso la pérdida de reputación de la empresa. Para evitarlo, es importante identificar, planificar y supervisar los aspectos de seguridad desde el inicio, en la fase de diseño, hasta el desmantelamiento y desguace del robot.
La norma ISO 10218 «Robots y dispositivos robóticos – Requisitos de seguridad para robots industriales» (Partes 1 y 2) y la ISO/TS 15066 «Robots y dispositivos robóticos – Robots colaborativos» describen claramente cuatro tipos de métodos de seguridad para garantizar la seguridad durante situaciones de colaboración. Esos métodos son parada monitoreada con clasificación de seguridad, guía manual, monitoreo de velocidad y separación, y limitación de potencia y fuerza.
1. Método de parada monitoreada con clasificación de seguridad (SMS)
El método de parada monitoreada con clasificación de seguridad significa detener el movimiento de un robot colaborativo antes de que un operador ingrese al espacio de trabajo colaborativo. Cuando la función supervisada con clasificación de seguridad está activa, el robot mantiene la potencia pero no se mueve. El robot reanuda el movimiento sin ninguna intervención adicional, solo después de que el operador ya no esté presente en el espacio de trabajo colaborativo. El robot se reinicia automáticamente y funciona a altas velocidades, mientras que el espacio de trabajo está libre de operadores.
Para que la función de parada monitoreada con calificación de seguridad funcione, el robot colaborativo necesita saber cuándo un operador ingresa al espacio de trabajo colaborativo. Si un operador ingresa al espacio de trabajo colaborativo mientras el robot se mueve, el robot genera una parada de protección. El operador debe salir del espacio de trabajo y restablecer el sistema antes de que el robot pueda reiniciarse. Este método requiere un software o un dispositivo para pausar la función de un robot cuando el trabajador se acerca al robot para evitar movimientos peligrosos.
2. Método de guía manual (HG)
El método de guía manual se refiere a mover un sistema de robot mediante un dispositivo manual para transmitir comandos de movimiento. En esto, el robot recibe el comando de parada directamente del operador, utilizando un dispositivo manual ubicado en o cerca del efector final del robot. El dispositivo transmite los comandos de movimiento al robot. Esto permite que un cobot se mueva a través de la entrada directa de un operador. El cobot permanece en parada monitoreada de seguridad hasta que un operador activa el dispositivo de guía manual a través de un interruptor de habilitación. Los cobots guiados a mano pueden funcionar de forma autónoma cuando los operadores no están cerca.
3. Método de velocidad y separación (SSM)
También conocido como velocidad operativa y metodología de monitoreo de separación trabajador-robot (SSM), este es uno de los métodos disponibles para reducir el riesgo de lesiones según la especificación técnica ISO 15066 en un robot colaborativo en un espacio de trabajo compartido.
Garantiza la seguridad al especificar la distancia mínima de protección entre un robot y un operador. El robot puede moverse simultáneamente con el operador siempre que mantengan una distancia predeterminada. Un escáner de área láser de seguridad supervisa constantemente al menos la distancia de separación de protección. Cuando está en movimiento, el robot nunca se acerca al operador más allá de la distancia de separación de protección, que a menudo varía según la velocidad con la que se mueve el cobot.
4. Método de limitación de potencia y fuerza (PFL)
El método de limitación de potencia y fuerza permite el contacto entre un operador y un robot, ya sea intencionalmente o no. Aún así, restringe/controla la velocidad, el par y el movimiento del robot para evitar lesiones y dolor. Los valores límite de fuerza y potencia umbral se determinan en una evaluación de riesgos. Los robots están diseñados específicamente con potencia o retroalimentación de fuerza incorporada para detectar el contacto con una persona.
Las funciones de seguridad de limitación de potencia y fuerza permiten aplicaciones colaborativas en las que se permite el contacto con personas cuando la presión y las fuerzas de contacto son aceptables. La función PFL suspenderá el robot cuando detecte una fuerza externa que exceda el valor límite preestablecido debido al contacto o colisión entre el robot y un trabajador o el robot y un obstáculo.