Personas y robots industriales trabajando cerca, ¿es posible?

Interacción productiva y segura entre humanos y robots KUKA.

Interacción adecuada para la industria

La cooperación entre humanos y robots en áreas de trabajo compartidas es más demandada que nunca. En la industria continúa la tendencia a crear células de robots sin vallas de protección y con el menor tamaño posible. Al mismo tiempo, el robot debe integrarse en los pasos de trabajo manual de la forma más sencilla posible y sin compromisos.

Para satisfacer esta creciente demanda de colaboración entre humanos y robots, se necesitan ideas creativas y soluciones viables. Al mismo tiempo, no hay que descuidar las ventajas de una célula robótica industrial clásica, como la velocidad, la precisión, la alta productividad y la durabilidad. Además, la carga útil del robot desempeña un papel importante, que es muy limitado en las actuales colaboraciones entre humanos y robots.

Cooperación segura entre robots y humanos

Los robots colaborativos no pueden satisfacer estas elevadas exigencias de la industria, ya que operan a velocidades significativamente menores y con cargas útiles inferiores a las de los robots industriales. Los límites también se manifiestan rápidamente en el ámbito de las opciones de conectividad e integración en los sistemas existentes. Por este motivo, KUKA, junto con SICK y Blue Danube Robotics, ofrece ahora una solución completa que combina tanto la máxima productividad como los últimos estándares de seguridad para aplicaciones colaborativas. Sobre todo, se garantiza una cooperación segura entre el robot y el ser humano, incluso con cargas útiles de varios 100 kg. El controlador del robot y el paquete tecnológico KUKA Safe-Operation permiten una interacción fluida entre todos los componentes.

 

Célula de robot sin valla de seguridad

El ejemplo de aplicación es uno en el que los componentes se ensamblan manualmente y luego el robot realiza una inspección visual. La célula de robot puede diseñarse sin valla de seguridad y es posible acercarse al robot o trabajar directamente con él en cualquier momento. Los peligros de este estrecho trabajo en equipo están protegidos de forma fiable por el escáner láser de seguridad microScan3 de SICK, lo que permite una cooperación segura y eficiente entre humanos y robots.

Escáner láser de seguridad microScan3 de SICK

Sistema de seguridad sBot Speed Cip

La variante del sistema sBot_Speed CIP de SICK para KUKA combina un microScan3 con el controlador de seguridad Flexi Soft y la pasarela EFI-pro. El sistema de seguridad, que ya ha sido verificado, permite la supervisión simultánea y segura de varios campos de protección y, además, detecta a las personas que puedan pasar por detrás de la zona protegida. Los ajustes específicos del robot y los parámetros de comunicación ya están preconfigurados y pueden integrarse de forma rápida y segura en el controlador del robot KUKA KRC4 gracias a EtherNet/IP™ CIP Safety™. Esto ahorra un valioso tiempo en la planificación del proyecto y la evaluación del concepto de seguridad.

KUKA KR Agilus 2 con AIRSKIN de Blue Danube Robotics

Concepto de seguridad de 3 zonas

Con el microScan3, la célula del robot está permanentemente vigilada y el área de trabajo se divide en tres zonas (véase la figura). Si no hay ninguna persona en la zona de peligro (zona verde), el robot puede alcanzar velocidades lineales de hasta 2 m/s. Un robot colaborativo comparable puede trabajar a una velocidad máxima de 1 m/s. Un robot colaborativo comparable trabaja a una velocidad máxima de 1 m/s. Si una persona se acerca al robot y, por lo tanto, se encuentra en la zona naranja, la velocidad del robot se reduce para que cumpla los requisitos de la evaluación de riesgos según la norma ISO TS15066. La zona naranja sirve de área de detección y se utiliza como zona de amortiguación para que el robot pueda reducir la velocidad a la requerida. Al entrar en la zona amarilla, se activa la supervisión segura de esta velocidad reducida. Si se supera esta velocidad, el robot se detiene con una parada de seguridad 1 (parada de emergencia cerca de la vía) según la norma EN 60204. Si las zonas naranja y amarilla del escáner láser vuelven a salir y no hay ninguna persona en la zona de peligro, el robot acelera de forma autónoma a la velocidad programada.

 

Concepto de seguridad de 3 zonas

La piel inteligente protege contra las lesiones

Si un empleado se encuentra en las inmediaciones del robot, éste se desplaza a una velocidad reducida supervisada. Si hay contacto entre la persona y el robot, el sistema de sensores del AIRSKIN también activa una parada de seguridad 1. El AIRSKIN está formado por cojines de aire especialmente adaptados al robot, en los que se monitoriza permanentemente la presión. Si se produce un contacto, la presión interna cambia presionando en el cojín de aire y el AIRSKIN se activa. Tras el accionamiento, un empleado debe asegurarse de que el robot puede seguir trabajando. Tras la confirmación, el robot reanuda el trabajo en el punto del programa en el que se interrumpió. Además, los LEDs integrados muestran al operario el estado del AIRSKIN.

 

KUKA.SafeOperation

El paquete tecnológico SafeOperation es la interfaz entre los componentes de seguridad. Procesa las señales de la interfaz de seguridad, supervisa el movimiento del robot y ofrece otras funciones de seguridad. Entre ellas se encuentran la definición de áreas de supervisión seguras, la supervisión segura de las velocidades y la referenciación periódica de los ajustes. Gracias a estas funciones adicionales, es posible supervisar la posición de la herramienta durante toda la operación y detener el robot de forma segura en caso de comportamiento incorrecto. Para poder detener los movimientos del robot con la suficiente rapidez en caso de mal funcionamiento o de violación de los límites espaciales, hay que garantizar que los frenos estén en perfecto estado. Para ello, se realiza una prueba automática de los frenos. Se trata de comprobar cíclicamente si los pares de frenado de los motores son lo suficientemente elevados y garantizar una parada segura del robot en caso necesario.

 

Concepto de seguridad para robots industriales

KUKA.Handguiding con ready2_pilot

El paquete opcional KUKA.Handguiding sirve para que el manejo entre los robots industriales y las personas sea también lo más práctico y eficiente posible. El paquete de control permite el guiado manual inalámbrico de los robots industriales de forma especialmente sencilla. El robot se controla a través de un ratón 6D montado en el robot, que permite programar puntos de movimiento y grabar secuencias de movimiento. Esto permite mover el robot industrial KUKA de forma sencilla e intuitiva. El uso de este paquete no requiere ni formación ni una larga familiarización de los empleados.

 

Estructura del sistema

Para garantizar un funcionamiento sin problemas, la comunicación entre los componentes también debe armonizarse. El sistema de seguridad SICK (escáner láser de seguridad microScan3 + controlador de seguridad Flexi Soft) se conecta al controlador del robot a través de un bus de campo seguro como Ether-Cat/FSoE, EtherNet/IP/CIP Safety o PROFINET/PROFIsafe. El AIRSKIN se conecta a las entradas de seguridad del controlador de seguridad a través de 2 canales.

 

Conclusiones

Con este paquete completo de robot industrial, AIRSKIN y sistema de seguridad de SICK, es posible satisfacer las exigencias de la robótica colaborativa con la máxima productividad. Las ventajas son evidentes:

  • Eliminación de las vallas de seguridad

    Menor necesidad de espacio gracias a la eliminación de las vallas de protección

  • Hombre y robot

    cooperación segura entre humanos y robots en cualquier situación

  • Productividad y calidad

    Alta productividad y calidad mediante el uso de robots industriales y componentes industriales

  • Concepto para toda la gama de carga útil

    Concepto escalable para toda la gama de carga útil de 3 a 250 kg

KUKA puede garantizar la fiabilidad de la producción gracias a su larga experiencia en el sector. Además, la cooperación entre KUKA y Blue Danube Robotics abarca una amplia cartera de productos de diversos robots industriales, entre ellos el AIRSKIN. La gama abarca desde robots muy pequeños con cargas útiles de 3 kg hasta robots con cargas útiles de 250 kg. Con esta selección, se pueden realizar las más diversas aplicaciones en el campo de la automatización basada en robots.

KUKA & Partner

Junto con los socios Blue Danube Robotics y SICK, se realizó una cuidadosa selección de los componentes para permitir una integración lo más sencilla posible con el máximo nivel de seguridad. El montaje de prueba se realizó en el Centro de Aplicaciones de KUKA en Steyregg, donde se comprobó y probó exhaustivamente la interacción de los componentes. Esta instalación de prueba sigue estando disponible para los clientes y puede visitarse en cualquier momento (con cita previa). Póngase en contacto con nosotros en comercial@kukarob.es o en el 938 14 23 53

 

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