Seguretat i disseny de cel·les robotitzades: guia pràctica

Aspectes a considerar

Aspectes a considerar: acceptació per part del personal; no han de suposar un perill major que la feina que automatitzen; moviments del braç del robot.

Causes d'accident

Causes d'accident: mal funcionament del sistema de control; accés indegut a la zona; errors de programació i manteniment; ruptura de parts mecàniques; sobrecàrrega del motor; eines perilloses.

Normes i estandardització

Norma ISO: identificació de les fonts de perill; aspectes mecànics, ergonòmics i de control per evitar accidents.

Norma ANSI: inclou la probabilitat de danys físics a l'operador en funció de diferents paràmetres.

Mesures de seguretat en el disseny del robot

• Supervisió del sistema de control.
• Aturades d'emergència.
• Velocitat màxima limitada.
• Detector de sobreesforç.
• Polsador d'home mort.
• Codis d'accés a la unitat de control.
• Frens mecànics addicionals.
• Senyals d'autodiagnosi.

Mesures de seguretat en el disseny de la cel·la

Mesures de seguretat de la cel·la: barreres d'accés; dispositius d'intercanvi de peces; moviments condicionals del robot si algú ha d'entrar dins del seu camp d'acció; zones de reparació; condicions adequades a la instal·lació auxiliar; sensors de seguretat.

Nivells d'intrusió

• Nivell 1: penetració dins del perímetre.
• Nivell 2: intrus dins la cel·la.
• Nivell 3: intrus dins el volum de treball del robot.

Mesures de seguretat en la instal·lació

Mesures de seguretat per a la instal·lació: no entrar a la zona de treball durant la programació i implantació; proves a velocitat lenta i incremental; senyalització adequada; formació del personal.

Personal i categories

Personal: està format per personal directiu i enginyers, encarregats d'explotació i manteniment.

Categories:

• Coneixement: revisió general de la tecnologia.
• Justificació: beneficis econòmics.
• Aplicació: planificació d'instal·lacions.
• Manteniment: manteniment específic de robots.
• Operacions: aprendre a fer servir els nous equips.
• Seguretat: sistemes de seguretat propis de la cel·la.

Plans de manteniment

Plans de manteniment: personal de manteniment qualificat i entrenat; manteniment d'emergència eficaç; programa de manteniment preventiu i adequat; política racional per a les peces de recanvi.

Costos i anàlisi econòmica

Costs d'inversió:

• Inicials: cost dels robots.
• Cost dels elements terminals.
• Costs d'enginyeria i instal·lació.
• Mà d'obra.
• Cost de formació del personal.
• Cost de manteniment dels nous equips.
• Beneficis: augment de la qualitat i increment de la productivitat.

Anàlisi dels costos:

• Períodes de recuperació: temps fins que el projecte és rentable.
• Mètode del valor actual net: té en compte el finançament inicial i els beneficis futurs.
• Mètode de la taxa interna de rendibilitat.

Tasques a robotitzar

Tasques a robotitzar: feines arriscades; operacions repetitives; manipulació difícil; alta precisió; múltiples torns.

Tipus de robots i ubicació en la cel·la

Robot al centre de la cel·la: està envoltat de la resta d'elements de la cel·la; aprofita al màxim el camp d'acció del robot SCARA.

Robot de línia: robots que treballen sobre peces que arriben per un mitjà de transport; aplicacions com soldadures.

Robot mòbil: el robot es mou sobre una via; augmenta el volum de treball; aplicacions com pintura.

Robot suspès: millor aprofitament de l'àrea de treball; aplicacions en talls.

Característiques per aplicacions

• Aplicació materials: programació guiada; robots antropomorfs; volum de treball similar al de l'ésser humà i flexibilitat.
• Paletització: elevada capacitat de càrrega; gran radi d'abast; control PTP (punt a punt).
• Processat: control continu de trajectòria; programació textual; volum de treball similar a l'humà i flexible; cert grau de capacitat sensorial i adaptació.
• Ensamblatge: elevada precisió i velocitat; volum de treball humà i flexible; pot requerir sistemes específics de programació; elevada capacitat sensorial i adaptació.

Control de la cel·la

Control de la cel·la — funcions:

• Control individual de cada una de les màquines i robots.
• Sincronització de dispositius.
• Detecció, tractament i registre d'errors.
• Optimització del funcionament.
• Interfície amb l'usuari, altres cel·les i amb un sistema de control superior que realitza tasques de supervisió.

Sensors i visión

Sensors: modifiquen el cicle d'execució del robot en funció de les característiques de l'entorn.

Avantatges: flexibilitat, facilitat de programació, adaptabilitat a diferents tasques i entorns.

Consequències: abaratiment del cost industrial; increment de la productivitat.

Sensor de visió

• Avantatges: proporciona molta informació; és molt familiar per a l'home; en entorn industrial és molt controlada.
• Inconvenients: sistema molt complex; informació redundants; temps de processament elevat; mecanismes d'adquisició exigents.
• Aplicacions de visió: inspecció visual automatitzada; identificació; control visual.

Programació: guiada i textual

Programació guiada: es mou físicament el robot fins als punts per on es vol que passi.

Avantatges: senzill d'aprendre i programar.

Inconvenients: laboriosa i lenta; excepte per als sistemes tipus maniquí, poden requerir més suport; no sempre genera documentació extensa.

Aplicacions: tasques com la pintura.

Programació textual

Programació textual: especifiquen la tasca a efectuar per mitjà d'un llenguatge de programació específic.

Requeriments dels sistemes de programació

Requeriments: entorn de programació; modelat de l'entorn; tipus de dades; gestió d'E/S; control de moviment; control del flux d'execució.