La seguridad es uno de los factores principales en un lugar de trabajo colaborativo humano-robot en el que los operadores humanos y los robots pueden realizar tareas individuales o cooperativas. A diferencia de los robots industriales encerrados en una jaula o protegidos con equipos de seguridad, los robots colaborativos (cobots) operan en el mismo espacio de trabajo que los humanos, lo que reduce los requisitos de espacio en el piso.
Para garantizar la seguridad de los operadores humanos que pueden moverse alrededor de los robots en un espacio de trabajo compartido, se han introducido diferentes estrategias y tecnologías en los últimos años.
Estas estrategias tienen diferentes objetivos en mente, es decir, limitar la potencia/fuerza ejercida sobre los humanos, detener la operación de forma controlada utilizando sensores de proximidad, sistemas de visión, sensores de fuerza/contacto y aplicar acciones correctivas que conduzcan a evitar colisiones sin detener la operación. operación.
La mayoría de los robots colaborativos son intrínsecamente seguros por su diseño, equipados con funciones de seguridad como amplificación de fuerza, zonas de seguridad virtuales y tecnologías de seguimiento. Los cobots son generalmente más lentos que sus contrapartes industriales tradicionales. Esto es para minimizar las fuerzas de impacto que experimentaría un operador humano en una colisión. Pero no garantiza un funcionamiento seguro para todas las aplicaciones.
En general, los robots colaborativos deben seguir las siguientes pautas de seguridad:
- Un robot colaborativo necesita saber cuándo un operador ingresa al espacio de trabajo colaborativo.
- Si el operador ingresa o se encuentra dentro del espacio de trabajo colaborativo, el robot debe dejar de moverse. Si la seguridad del operador depende del movimiento o la ubicación del robot, el robot debe tener una forma de conocer su posición.
- Cuando un operador ingresa al espacio de trabajo colaborativo mientras el robot se mueve, el robot generará una parada de protección.
- El operador debe salir del espacio de trabajo colaborativo y restablecer el sistema antes de que el robot colaborativo comience a funcionar.
- Los robots colaborativos deben estar equipados con funciones de limitación de espacio y eje suave con clasificación de seguridad.
- El robot puede reanudar el funcionamiento normal solo después de que el operador haya abandonado el espacio protegido.
- Se deben utilizar medios adicionales para la verificación del operador, como que el operador presione un botón de reinicio.
- La transición hacia y desde una aplicación de parada monitoreada con clasificación de seguridad no debe conducir a movimientos inesperados, comportamientos inesperados y peligros adicionales.
Exploremos ahora algunas de las tecnologías de seguridad y los dispositivos de protección utilizados en la robótica colaborativa para evitar colisiones y limitar las fuerzas de impacto a un nivel aceptable.
1. Cortinas de luz de seguridad: Las cortinas de luz de seguridad se utilizan para aplicaciones con peligros u operación de alta velocidad para aumentar la productividad. Con una cortina de luz que consta de varios sensores fotoeléctricos, se puede evitar que los usuarios coloquen las manos, los dedos o los pies en un área peligrosa.
2. Tapetes de seguridad: Los tapetes de seguridad son la protección más popular para los cobots y también son los más simples de integrar en aplicaciones con riesgos bajos y pocos tipos de equipos adicionales. Fabricados en caucho industrial, se basan en aire comprimido, fibra óptica o soluciones electromecánicas. La salida del tapete se genera cuando el operador lo pisa.
3. Finales de carrera de seguridad: Existen diferentes tipos de finales de carrera de seguridad en el mercado que garantizan que una persona pueda traspasar la zona de peligro solo cuando la máquina está parada o el riesgo dentro de la zona de peligro no supera los límites medidos.
- Los interruptores de enclavamiento de solenoide evitan que la puerta se abra mediante el uso de una llave de bloqueo adjunta al marco de la puerta. Este interruptor está configurado para abrir después de un retardo o señal determinada.
- Los interruptores magnéticos codificados, utilizados para el control de puertas, consisten en un pequeño imán y un dispositivo de lectura que detecta si el imán no está en su perímetro y envía una señal de parada a la máquina. La codificación se implementa para dificultar la omisión del interruptor.
- Interruptor de habilitación: también conocido como «interruptor de hombre muerto», el interruptor de habilitación utiliza un interruptor de presión de 3 estados para reconocer y cortar la señal si no se presiona en absoluto o si se presiona con demasiada fuerza. Se utiliza para acceder a las zonas peligrosas de la celda de trabajo cuando la máquina funciona a velocidad reducida.
4. Escáner láser de seguridad: Un escáner láser de seguridad detecta un objeto que se aproxima mediante sensores ópticos y envía una señal de parada a la máquina antes de que el objeto llegue a la zona de peligro. Por ejemplo, el escáner láser de seguridad PHARO de ReeR, basado en la medición del tiempo de vuelo, emite pulsos de luz muy cortos. Al mismo tiempo, se pone en marcha un cronómetro electrónico que mide cuándo la luz es reflejada y recibida por el escáner láser de seguridad. Basado en el tiempo entre el envío y la transmisión, el escáner calcula la distancia al objeto.
5. Piel táctil: La piel táctil es una piel artificial incrustada con sensores de presión y capacitivos que pueden medir de manera confiable el contacto (presión) y la proximidad y limitar la posición, la velocidad y la fuerza de impacto potencial de un robot para garantizar la seguridad.