Lo que necesita saber para trabajar con un sistema de robots colaborativos

Los robots colaborativos, o cobots, han generado gran interés en el mundo de la automatización en los últimos años. Muchos creen que solo hay una solución para implementar un sistema de robots colaborativos: utilizar un robot especializado no industrial. La buena noticia es que, en realidad, hay varias opciones para lograr un sistema colaborativo. De hecho, la mayoría de los robots tradicionales pueden convertirse en "colaborativos" con dispositivos de seguridad adicionales y una integración adecuada. A continuación, analicemos las opciones para opera robots en modo colaborativo.

Los cobots pueden funcionar de múltiples maneras. Según la norma de seguridad ISO 10218-1 publicada en 2012, existen cuatro tipos diferentes de funcionamiento de los robots colaborativos:

• Paro supervisado con clasificación de seguridad (Safety rated monitored stop).
• Guiado manual (Hand guiding).
• Supervisión de la velocidad y distancia (Speed and separation monitoring).
• Limitación de la potencia y la fuerza por diseño inherente (Power and force limiting by inherent design).

El funcionamiento del robot colaborativo con "paro supervisado con clasificación de seguridad" no permite el movimiento del robot cuando un operador se encuentra dentro del "espacio de trabajo colaborativo", pero los motores del robot pueden mantener la potencia. El espacio de trabajo colaborativo es el espacio de trabajo compartido en el que tanto el robot como el operador pueden realizar tareas. 

Para este tipo de funcionamiento, un robot industrial estándar puede funcionar a altas velocidades mientras el espacio de trabajo colaborativo está libre de operadores, lo que permite un tiempo de ciclo más rápido. El robot puede reanudar su opración de forma automática sin la intervención directa de un operador una vez que el espacio de trabajo colaborativo está despejado.

La buena noticia es que, en realidad, hay varias opciones para lograr un sistema colaborativo. De hecho, la mayoría de los robots tradicionales pueden convertirse en "colaborativos" con dispositivos de seguridad adicionales y una integración adecuada.

Un uso común de la operación de paro supervisado con clasificación de seguridad es una estación de carga manual. En este escenario, un operador puede cargar manualmente una pieza en la herramienta del robot o en una estación de inspección manual. Esto permite al operador inspeccionar las piezas periódicamente mientras el robot las descarga de una máquina. 

Para lograr este tipo de aplicaciones, las cortinas de luz y un tapete de presión de seguridad podrían sustituir a una valla perimetral.  Así es como funciona: el robot presenta la pieza al operador. Cuando el operador rompe la cortina de luz o pisa el tapete, el robot se detiene a velocidad cero. Esto permite al operador realizar la tarea de forma segura. Tan pronto como el operador se aleja y despeja la zona, el robot continúa automáticamente el proceso.

El funcionamiento del robot con "guiado manual" permite el movimiento del robot mediante la manipulación directa de un operador desde un dispositivo manual. Cuando un operador entra en el espacio de trabajo colaborativo, el robot permanece en una parada supervisada con clasificación de seguridad hasta que el operador acciona el dispositivo de guía manual mediante un interruptor de activación. 

Muchas veces, estos dispositivos se utilizan en robots como dispositivos inteligentes de asistencia para levantar cargas, ya que pueden ser más fáciles de maniobrar que los dispositivos de asistencia al levantamiento normales, pero también pueden funcionar de forma autónoma cuando no hay operadores cerca. El guiado manual facilita el movimiento (jogging) de un robot o la enseñanza de trayectorias en el proceso.

La "supervisión de la velocidad y distancia", también conocida comúnmente como sistema robótico "sin vallas", permite que tanto el robot como el operador se muevan simultáneamente en el espacio de trabajo colaborativo, siempre y cuando el operador mantenga la distancia de separación de protección predeterminada con respecto al robot. Un escáner láser de área con clasificación de seguridad suele supervisar este tipo de aplicaciones colaborativas. 

Si el operador incumple la distancia de separación, el robot se detendrá hasta que la persona se aleje del robot; una vez despejada la zona, el robot podrá continuar el proceso de forma autónoma. La distancia de separación se determina mediante un cálculo basado en la velocidad del robot, la velocidad del operador y el tiempo de respuesta del sistema (tanto del robot como de los dispositivos de seguridad). Cuanto más rápido se mueva el robot, mayor será la distancia de separación necesaria. Cuanto más frecuentemente los operadores superen la distancia de separación, más a menudo el robot se mantendrá a velocidad cero. 

La operación colaborativa con "limitación de potencia y fuerza por diseño o control inherente" requiere un robot especial diseñado para tener retroalimentación de potencia o fuerza incorporada, lo que le permite detectar el contacto con una persona. Este es el tipo más popular de colaboración con robots y es ideal para aplicaciones que requieren que el operador se encuentre con frecuencia en el mismo espacio de trabajo que el robot. 

Requiere la evaluación de riesgos más exhaustiva, ya que el robot puede continuar con su tarea mientras el operador permanece al alcance del robot. La velocidad máxima del robot también será inferior a la de un robot tradicional.

Cada uno de los cuatro tipos de operación colaborativa de los robots permite distintos grados de interacción entre las personas y los robots. En función de la evaluación de riesgos, cada tipo también le permitirá eliminar una parte o la totalidad de la valla de seguridad. Para determinar la aplicación colaborativa más adecuada para usted, es necesario evaluar lo siguiente:

• ¿Qué grado de interacción se requerirá entre su operador y el robot?
• Si no hay interacción directa, ¿a qué distancia deberán estar sus operadores del robot en funcionamiento?
• ¿De cuánto espacio en piso disponen?
• ¿Es peligrosa la aplicación?
• ¿Cuál es el tiempo de ciclo requerido?

Es muy probable que se pueda utilizar más de un tipo de operación de robot colaborativo en un sistema, incluso en combinación con vallas de seguridad tradicionales. Independientemente del tipo de operación que se utilice, piense primero en la seguridad y estará en camino de lograr una aplicación exitosa de robots colaborativos.