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6 oct. 2015

Human Robot Collaboration (HRC): una nueva relación ha empezado

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Granollers, Octubre 2015<br />
Autor: Toni Guasch. Certified Machinery Safety Expert (T&Uuml;V Nord)<br />
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El fin de la separaci&oacute;n entre humano y robot en un entorno industrial est&aacute; muy cerca gracias al nuevo standard ISO/TS 15066 y a los robots colaborativos ya disponibles en el mercado. Una nueva relaci&oacute;n entre&nbsp; humano y robot ha empezado, cambiando totalmente el concepto de la industria que ten&iacute;amos hasta ahora.</p>
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Hasta el momento las operaciones de producci&oacute;n automatizadas con robots trabajaban de manera aut&oacute;noma y separada de los humanos, sin ning&uacute;n tipo de colaboraci&oacute;n, protegidos por resguardos y deteni&eacute;ndose totalmente en el momento que uno de estos resguardos se abr&iacute;a. Esta forma de automatizar ciertas tareas est&aacute; viviendo una revoluci&oacute;n con los nuevos robots colaborativos. En este proceso los principales fabricantes de robots quieren tomar parte y los usuarios pueden beneficiarse automatizando tareas que antes eran impensables, mejorando as&iacute; el flujo de producci&oacute;n y liberando a los operarios de tareas repetitivas y ergon&oacute;micamente incorrectas.</p>
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En la actualidad ya se pueden encontrar en el mercado diversos modelos de peque&ntilde;os robots certificados, con bajo &ldquo;payload&rdquo; y rango de movimiento. Estos robots est&aacute;n limitados en fuerza y potencia para trabajar conjuntamente con operarios humanos. As&iacute; se asegura que a pesar de que se produzca el contacto, no implicar&aacute; da&ntilde;o al operario al no superar los valores l&iacute;mites de fuerza y presi&oacute;n permitidos por la norma. Estos robots certificados para operaciones colaborativas utilizan distintas tecnolog&iacute;as y medidas de seguridad activas y pasivas. Como medidas activas pueden detectar la fuerza aplicada con sensores de fuerza y par en cada articulaci&oacute;n. Tambi&eacute;n pueden limitar la velocidad, aceleraci&oacute;n y fuerza del robot, y utilizar dispositivos como sensores capacitivos o de proximidad, c&aacute;maras de visi&oacute;n o ultrasonidos para anticipar y evitar el contacto. Entre las medidas pasivas se puede destacar el dise&ntilde;o del robot sin puntos de cizallamiento o corte, bordes y esquinas redondeadas, superficies lisas, componentes deformables o el&aacute;sticos que absorban la energ&iacute;a, etc. Estas medidas combinadas con avanzadas funciones de seguridad de control de velocidad y parada, y la limitaci&oacute;n segura por software del rango de movimiento y &aacute;rea de trabajo, hacen que el robot cumpla con los requisitos necesarios para la certificaci&oacute;n y se pueda utilizar en operaciones de colaboraci&oacute;n en un entorno industrial.</p>
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No obstante la nueva nota t&eacute;cnica ISO/TS 15066 no limita las aplicaciones colaborativas a peque&ntilde;os robots de bajo &ldquo;payload&rdquo;. Este tipo de aplicaciones se puede realizar tambi&eacute;n con robots industriales que carecen de limitaci&oacute;n de fuerza y par. En este caso se asegurar&iacute;a la distancia de separaci&oacute;n m&iacute;nima entre robot y operario utilizando dispositivos externos como por ejemplo el sistema de visi&oacute;n 3D seguro de <a href="https://www.pilz.com/es-ES/eshop/00013000317092/SafetyEYE-Tools"><strong>Pilz SafetyEye</strong></a>.<br />
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Diferentes m&eacute;todos colaborativos</p>
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El principal standard de robots, la norma <a href="https://www.pilz.com/es-ES/company/news/articles/073078"><strong>EN ISO 10218-1:2011 y EN ISO 10218-2:2012</strong></a>, contempla 4 m&eacute;todos colaborativos distintos. En la norma no se exponen los requisitos t&eacute;cnicos de cada m&eacute;todo. Es en la nota t&eacute;cnica ISO/TS 15066 donde se expondr&aacute;n detalladamente los requisitos de estos m&eacute;todos de colaboraci&oacute;n. Esta nota t&eacute;cnica est&aacute; bajo elaboraci&oacute;n, ser&aacute; publicada a finales de este a&ntilde;o 2015 y posteriormente integrada en la principal norma de robots. No obstante el borrador de la norma ya se est&aacute; aplicando en este tipo de escenarios colaborativos.</p>
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En la anterior EN ISO 10218-1:2006 se daba un valor de fuerza est&aacute;tica m&aacute;xima que pod&iacute;a aplicar el TCP del robot de 150N. Este valor se elimin&oacute; en la versi&oacute;n actual de la norma EN ISO 10218:2012 y es en la ISO/TS 15066 donde se da ahora el valor m&aacute;ximo para contacto Transitorio y Quasi-St&aacute;tico, en funci&oacute;n de la parte del cuerpo humano que pueda ser impactada por el robot. Los cuatro m&eacute;todos colaborativos que se contemplan son los siguientes:</p>
<table height="360" style="width: 526px;" width="718">
<tbody>
<tr>
<td style="width: 36px; text-align: center;">
SMS</td>
<td style="width: 137px; text-align: center;">
&ldquo;Safety Rated Monitored Stop&rdquo;</td>
<td style="width: 315px;">
Es el m&eacute;todo utilizado hasta la fecha. El robot debe detenerse antes de que el operario entre en la zona colaborativa.</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 36px; text-align: center;">
SSM</td>
<td style="width: 137px; text-align: center;">
&ldquo;Speed and Separation Monitoring&rdquo;</td>
<td style="width: 315px;">
No permite el contacto entre Humano y Robot. Se basa en mantener siempre la m&iacute;nima distancia de separaci&oacute;n en funci&oacute;n de la posici&oacute;n y velocidad del robot.</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 36px; text-align: center;">
PFL</td>
<td style="width: 137px; text-align: center;">
&ldquo;Power and Force Limiting&rdquo;</td>
<td style="width: 315px;">
Permite el contacto entre Humano y Robot.<br />
Se basa en asegurar que si el contacto existe no superar&aacute; los valores l&iacute;mites aplicables a cada parte del cuerpo humano.</td>
</tr>
<tr>
<td style="width: 36px; text-align: center;">
HG</td>
<td style="width: 137px; text-align: center;">
&ldquo;Hand Guiding&rdquo;</td>
<td style="width: 315px;">
Se basa en el control directo del movimiento del robot por el operario. Asegurando que solo los comandos de movimiento de un dispositivo accionado manualmente por el operario permitir&aacute;n el movimiento del robot.</td>
</tr>
</tbody>
</table>
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Combinando estos m&eacute;todos colaborativos con todos sus requisitos se pueden implementar escenarios de colaboraci&oacute;n seguros entre humanos y robots. Es un error com&uacute;n hablar de robots seguros. No es seguro el robot, sino la aplicaci&oacute;n que se le da en el escenario en cuesti&oacute;n. Ya se trate de un robot limitado en fuerza o de un robot industrial, se requiere un an&aacute;lisis de riesgos y concepto de seguridad del escenario, as&iacute; como una validaci&oacute;n de todos los requisitos que entra&ntilde;a cada m&eacute;todo colaborativo de la ISO/TS 15066 y de las normas de robots EN ISO 10218-1 y EN ISO 10218-2.</p>
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Sin duda <a href="https://www.pilz.com/es-ES"><strong>Pilz Espa&ntilde;a y Portugal</strong></a> es la mejor elecci&oacute;n para productos y servicios relacionados con HRC. Como empresa l&iacute;der en el sector de seguridad industrial, nuestra presencia en el comit&eacute; t&eacute;cnico ISO/TC184/SC2 y la constatada experiencia en este tipo de aplicaciones (gracias a proyectos de I+D de la UE como ROBO-PARTNER, <a href="https://www.pilz.com/es-ES/company/news/articles/084093"><strong>X-ACT</strong></a> y <a href="https://www.pilz.com/es-ES/company/news/articles/083225"><strong>4by3</strong></a>) hacen de Pilz Espa&ntilde;a y Portugal un proveedor experimentado, fiable y de calidad para implementar escenarios colaborativos entre operarios humanos y robots de una forma totalmente segura.</p>
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<strong>M&aacute;s informaci&oacute;n:</strong></p>
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<a href="https://youtu.be/qMbP-bbubEI">Pilz en el proyecto europeo X-Act I+D en el campo de los robots colaborativos </a></p>

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