Dominar los estándares de robots colaborativos:seguridad, peligros y cumplimiento

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Los robots colaborativos, o cobots, son cruciales para la productividad manufacturera. Los cobots están diseñados con características de seguridad integradas para que puedan trabajar en colaboración con trabajadores humanos, pero estas tecnologías no garantizan la seguridad "listas para usar". Más bien, una evaluación de riesgos integral y específica de la aplicación es esencial para proteger a su fuerza laboral y lograr el cumplimiento.

Como su socio en automatización, JHFOSTER proporciona los servicios de diseño, evaluación, integración y soporte necesarios para la seguridad y el cumplimiento de su aplicación de robot colaborativo.

¿Cómo son seguros los cobots?

Esta nueva generación de robots industriales se considera más segura que los robots industriales tradicionales porque los robots colaborativos ofrecen funciones de seguridad avanzadas, como sensores, cámaras y programación de software que detectan la proximidad de objetos o personas para prevenir accidentes y lesiones. Las características de seguridad avanzadas incluyen:

• Parada supervisada de seguridad: Los sensores dentro del sistema de control fuerzan al cobot a detenerse por completo cuando un humano está demasiado cerca y lo reinician cuando el empleado está a una distancia segura.
• Monitoreo de velocidad y separación: Esta función de seguridad, llamada SSM, utiliza sensores y cámaras para detectar la proximidad de trabajadores humanos y ordena al cobot que reduzca la velocidad a una velocidad segura.  
• Tecnología limitadora de potencia y fuerza: Esta característica, conocida como PFL, controla y reduce la fuerza y el torque del cobot para evitar lesiones si entra en contacto con un operador.

Si bien estas características de seguridad generalmente permiten que los cobots se coloquen en áreas compartidas con operadores humanos sin protecciones ni recintos de seguridad, se debe evaluar toda la aplicación, incluido el equipo integrado, la celda de trabajo y el flujo de trabajo, y accesorios como los efectores finales, para garantizar un funcionamiento seguro. Por este motivo, es necesaria una evaluación de riesgos de todo el sistema de automatización para garantizar el cumplimiento de los estándares de seguridad de la industria para instalaciones robóticas.

¿Cuáles son los estándares de seguridad para los cobots?

Se aplican varios estándares de seguridad de la industria a las instalaciones de robots y cobots, que incluyen:

ISO 10218

ISO 10218 de la Organización Internacional de Normalización es la directriz más reconocida para la seguridad de los robots industriales. La versión más reciente de ISO 10218 cubre los requisitos de seguridad para robots industriales para fabricantes y para aplicaciones de robots industriales.

ISO 10218 proporciona requisitos de seguridad funcional con pautas precisas sobre el cumplimiento y la mitigación de riesgos. Los requisitos de seguridad integrados para robots colaborativos que consolidan la norma ISO/TS 15066, anteriormente separada, se incluyen en la norma ISO 10218.

Además, se han incorporado directrices de seguridad para procedimientos de carga/descarga manual y herramientas de extremo de brazo de informes técnicos previamente separados, TR 20218-1 y TR 20218-2, al igual que nuevas clasificaciones robóticas con los correspondientes requisitos de seguridad funcional y metodologías de prueba.

ANSI R15

El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) adoptó la norma ISO 10218 como parte de su ANSI R15, que describe los requisitos de seguridad para el uso de robots industriales, así como la integración robótica en células de trabajo.

OSHA

Aunque la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) no tiene estándares específicos para la industria de la robótica o la integración de la automatización, la agencia se basa en ISO, ANSI y otros estándares industriales relevantes que rigen las evaluaciones de riesgos, la protección y otros peligros relacionados en el lugar de trabajo.

Como su socio experto en automatización, JHFOSTER proporciona integración y soporte compatibles para su aplicación cobot, garantizando la seguridad de la fuerza laboral y el cumplimiento de los estándares de la industria.

¿Cuáles son los principales peligros asociados con los robots?

OSHA ha identificado ocho peligros principales en aplicaciones robóticas, que incluyen:

• Error humano: Cuando los operadores se colocan en lugares/posiciones peligrosas.
• Errores de control: Peligros en la celda de trabajo robótica provocados por errores en el software o hardware de control.
• Acceso no autorizado: Un operador no autorizado/no capacitado que ingresa a la celda de trabajo robótica.
• Fallo mecánico: Fallos mecánicos inesperados que crean peligros.
• Presión de tiempo: Cuando tienen prisa, los trabajadores pueden saltarse los protocolos de seguridad.
• Medio ambiente: Los factores ambientales pueden interferir con la función robótica.
• Fallos/mal funcionamiento del suministro eléctrico: Las interrupciones del suministro eléctrico o el incumplimiento de los procedimientos de bloqueo/etiquetado pueden interferir con el funcionamiento o liberar energía, creando peligros eléctricos.
• Instalación incorrecta: Los sistemas robóticos mal diseñados e instalados incorrectamente pueden provocar riesgos operativos.

Según OSHA, el diseño, las pruebas, la integración, la operación y el mantenimiento adecuados de la aplicación robótica pueden prevenir estos problemas. Como su socio experimentado en automatización, JHFOSTER puede ayudarle a evitar estos peligros.

Los 4 tipos principales de accidentes con robots y cómo evitarlos

Los cuatro tipos principales de accidentes con robots incluyen:

1. Accidentes de impacto/colisión: Cuando un operador es golpeado por el robot, el efector final o el material manipulado por el robot.
2. Accidentes por aplastamiento/atrapamiento: Cuando un operador queda atrapado entre el robot y otra superficie o atrapado por el propio robot.
3. Accidentes de piezas mecánicas: Fallo de las piezas del robot o de los dispositivos de seguridad que provoquen lesiones.
4. Otros accidentes: Piezas que salen volando, quedar atrapado entre piezas de la máquina, fallo de componentes, etc.

Cómo evitar accidentes robóticos

La mayoría de los accidentes relacionados con la automatización se pueden evitar tomando las siguientes precauciones:

• Evaluación de riesgos: Una evaluación de riesgos exhaustiva antes de instalar un robot en una celda de trabajo, así como después de la instalación, ayudará a identificar riesgos potenciales para poder tomar medidas preventivas.
• Prueba de prueba de concepto:  esto ayuda a identificar peligros potenciales que pueden no aparecer en las simulaciones.
• Dispositivos de seguridad: Proteger a los operadores de peligros con dispositivos como protecciones y cortinas de luz para células robóticas industriales tradicionales y utilizar funciones de seguridad avanzadas de los cobots puede prevenir accidentes.
• Diseño, instalación e integración adecuados: Garantizar que la celda de trabajo robótica se haya diseñado, instalado e integrado teniendo en cuenta el cumplimiento de las normas de seguridad evitará muchos peligros.
• Capacitación/procedimientos: Una capacitación exhaustiva para operadores, técnicos de mantenimiento y otros empleados proporciona conciencia sobre los riesgos y detalles sobre las precauciones y procedimientos de seguridad.
• Mantenimiento del sistema: Garantizar que todos los componentes de la célula robótica estén en buen estado de funcionamiento evitará accidentes relacionados con mal funcionamiento.

¿Cuáles son algunas reglas de seguridad a seguir al trabajar con cobots y robots?

Si bien las salvaguardas y los procedimientos de seguridad variarán de una aplicación a otra, estas seis reglas deberían ayudar a prevenir accidentes relacionados con robots/cobots.

1. Realice siempre una evaluación de riesgos exhaustiva.
2. Realice pruebas físicas para validar los límites de fuerza del robot/cobot.
3. Administre la energía almacenada y practique procedimientos de bloqueo/etiquetado.
4. Efectores finales debidamente protegidos.
5. Mantenga un espacio de trabajo sin obstáculos.
6. Nunca pase por alto las protecciones o dispositivos de seguridad.

Creación de una zona de trabajo segura:velocidad y separación

Las funciones integradas de seguridad de velocidad y separación son lo que diferencia a los cobots de los robots y les permiten colaborar de forma segura con operadores humanos.

¿Cuál es una velocidad segura para un cobot?

El límite de velocidad recomendado por la industria para un cobot en modo verdaderamente colaborativo (donde es posible el contacto humano) es de 250 mm/s o menos, según lo definido por ISO/TS 15066/ISO 10218. Esta velocidad permite limitar la fuerza si se produce una colisión.

Sin embargo, una evaluación integral de riesgos de la aplicación específica determinará la velocidad más segura. Es posible que se puedan alcanzar velocidades más altas si se emplean funciones como el monitoreo de velocidad y separación o modos no colaborativos.

¿Cuál es la zona segura alrededor de un robot?

La zona segura alrededor de un robot depende del tipo de robot, su velocidad, modo operativo y aplicación, y debe definirse durante la evaluación de riesgos.

Los robots industriales tradicionales requieren barreras físicas, como vallas y jaulas, para mantener a los empleados a una distancia segura y/o dispositivos basados en sensores, como cortinas de luz, que detienen el funcionamiento cuando un operador ingresa al área. Una evaluación de riesgos integral y los estándares de la industria proporcionarán información sobre qué tipo de salvaguardas se necesitan para una aplicación.

Los robots colaborativos generalmente no requieren barreras físicas cuando trabajan en un espacio colaborativo, que es un área definida en la que el cobot puede operar de forma segura cuando está equipado con monitoreo de velocidad y separación, parada con monitoreo de seguridad y/o tecnologías PFL. Después de una evaluación integral de riesgos para la aplicación, el cobot debe programarse para mantener un límite de seguridad definido (una pared virtual programable que se basa en sensores para activar las funciones de seguridad del cobot cuando se traspasa el límite) para garantizar una zona de trabajo segura.

JHFOSTER, su socio en integración robótica compatible

Como su socio en automatización, JHFOSTER tiene la experiencia para navegar por complejos estándares de seguridad de cobots y diseñar a medida una solución compatible, confiable y segura para su aplicación. Contáctenos hoy para aumentar la eficiencia y garantizar la seguridad del cobot.

• Presidente de Integración de Automatización, Tavoron

  Robert Komljenovic es un experimentado ejecutivo industrial y de automatización con más de 30 años de liderazgo en organizaciones globales de fabricación y automatización. Como presidente de Integración de Automatización en Tavoron, lidera el segmento de Integración de Automatización de la empresa, centrándose en el crecimiento estratégico, el rendimiento operativo y la colaboración en toda la plataforma. Antes de unirse a Tavoron, Robert ocupó puestos de liderazgo ejecutivo en empresas de automatización y fabricación avanzada, donde dirigió la transformación empresarial, amplió la presencia en el mercado e impulsó un crecimiento rentable. Robert también forma parte de la Junta Directiva de la Fundación Educativa de la Sociedad de Ingenieros de Manufactura, apoyando iniciativas de educación STEM a través de programas de becas y donaciones.

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