Esta é a trilha em que errar machuca alguém, então ela é escrita de forma mais direta do que as demais.
O mal-entendido mais caro do campo
A expressão "robô colaborativo" é rotineiramente lida como "robô seguro para trabalhar ao lado". Essa leitura já causou acidentes reais.
O que um robô com classificação colaborativa oferece é um conjunto de capacidades: limitação de força e potência, detecção sensível de colisão, e a possibilidade de operar em modos que apoiam compartilhar o espaço com pessoas.
O que ele não oferece é uma aplicação segura.
O robô é avaliado pelo fabricante. A aplicação é avaliada por quem a instala, e é aí que a segurança de fato mora.
Três formas de um robô colaborativo se tornar perigoso.
O efetuador final. A limitação de força no braço não diz nada sobre uma ferramenta cortante, um componente quente, uma tocha de solda ou uma garra capaz de esmagar um dedo. O perigo se mudou para o que está na ponta.
A peça de trabalho. Um robô carregando algo cortante, pesado, quente ou quimicamente perigoso apresenta esse perigo independentemente dos próprios limites de força.
Aprisionamento e geometria. Um robô de força limitada ainda pode prender uma pessoa contra um gabarito, uma parede ou outra máquina. Os limites de força pressupõem espaço livre, e uma parte do corpo presa não tem nenhum.
Então a afirmação correta é que a capacidade colaborativa viabiliza aplicações que podem se tornar seguras depois de avaliadas. Ela nunca certifica uma.
O que a trilha cobre
O escopo: como pessoas e robôs compartilham um espaço de trabalho, interação, confiança e trabalhar com segurança lado a lado.
Quatro áreas.
Avaliação de risco. Identificar perigos, estimar risco, selecionar medidas de proteção e verificar se funcionam. A atividade central e uma disciplina estruturada com método definido.
Medidas de proteção. Proteções, intertravamentos, cortinas de luz, scanners, monitoramento de velocidade e separação segura, limitação de força e potência, e sistemas de parada de emergência.
Segurança funcional. Quando uma função de segurança é implementada em sistemas de controle, a confiabilidade dessa função precisa ser projetada, quantificada e verificada contra um nível exigido.
Fatores humanos. Previsibilidade, sinalização de intenção, calibração de confiança e mau uso previsível, a parte que determina se as medidas de proteção sobrevivem ao contato com o trabalho real.
Os quatro modos de operação colaborativa
Vale conhecer, porque conversas de compra correm melhor quando os dois lados usam o mesmo vocabulário.
Parada monitorada com classificação de segurança. O robô para quando uma pessoa entra no espaço compartilhado e retoma quando ela sai. Simples e amplamente usado.
Guiagem manual. Um operador move o robô diretamente usando um dispositivo de controle. Útil para ensino e para levantamento assistido.
Monitoramento de velocidade e separação. Sensores rastreiam a posição da pessoa e o robô desacelera ou para conforme a separação diminui. Poderoso e dependente da confiabilidade do sensoriamento e de cálculos de distância de parada que precisam considerar a dinâmica real do robô com sua carga real.
Limitação de potência e força. O robô é projetado de forma que o contato não exceda limites definidos. Esse é o modo que a maioria das pessoas entende por "colaborativo", e é aquele em que perigos do efetuador final e da peça de trabalho mais frequentemente invalidam a suposição.
Esses modos podem ser combinados, e a combinação adequada vem da avaliação de risco, não de um folheto de produto.
Onde isso se encaixa no domínio
Interação humano-robô e segurança de robôs é a nona e última trilha do domínio de robótica e sistemas autônomos da Astra Trainer, e se aplica a todas as oito anteriores: células industriais, robôs de serviço em espaços públicos, veículos autônomos e drones carregam, cada um, sua própria versão da mesma questão.
Parceiros com robôs no chão de fábrica normalmente a estruturam junto com robótica industrial e com o domínio de manufatura avançada, onde engenharia de qualidade e confiabilidade, e manutenção e gestão de ativos cobrem os procedimentos dos quais o caso de segurança depende. As aulas duram cinco minutos, o que importa aqui porque quem mais precisa desse conteúdo é a equipe de manutenção e produção que não pode sair do chão de fábrica. Você pode ver as nove trilhas aqui.
Onde as pessoas realmente se machucam
O padrão nos incidentes relacionados a robôs é consistente e não é o que as pessoas esperam.
Incidentes graves ocorrem predominantemente durante manutenção, ensino, programação, ajuste inicial e liberação de falhas, não durante a operação automática normal.
O motivo é estrutural. Durante a operação normal, as medidas de proteção estão ativas e funcionando. Durante essas outras atividades, alguém está dentro do espaço com a proteção contornada ou o robô num modo em que a proteção normal está reduzida.
Quatro padrões específicos.
Liberar um engasgamento sem isolar. Um robô parado não é um robô desenergizado. Ele pode retomar, ou uma fonte de energia armazenada pode se liberar.
Reinício inesperado. Outra pessoa reinicia, ou um sinal chega, ou um programa retoma de um ponto diferente do esperado.
Trajetória de movimento inesperada. O robô se move para um lugar que a pessoa não previu, mais provável durante o ensino e após uma mudança de programa.
Complacência com a velocidade reduzida. Trabalhar em modo de ensino em velocidade reduzida, tratando-o como seguro. Velocidade reduzida reduz a gravidade e não elimina o perigo, e um robô em velocidade reduzida ainda pode prender e esmagar.
A conclusão para a força de trabalho é direta: quem mais precisa de competência em segurança de robôs é o técnico de manutenção, o programador e a equipe de produção, não só o engenheiro que projetou a célula.
Por que essa capacidade é escassa
Três motivos, todos estruturais.
Ela atravessa disciplinas. Segurança de máquinas exige entendimento mecânico, controles e segurança funcional, mais conhecimento regulatório, mais o julgamento para avaliar uma aplicação real. É o mesmo problema multidisciplinar da mecatrônica.
Só é visível quando falha. Uma instalação bem avaliada não produz eventos, então a capacidade aparece como uma ausência.
Frequentemente é tratada como documentação. A avaliação de risco é produzida para satisfazer um auditor em vez de projetar o sistema, o que resulta num arquivo em conformidade e numa célula insegura.
Em contrapartida, o caminho é incomumente bem definido. Segurança de máquinas tem arcabouços de competência reconhecidos e esquemas formais de qualificação em várias jurisdições, o que a torna uma das progressões de carreira mais claras disponíveis para um técnico.
As funções, uma a uma
Engenheiros e consultores de segurança de máquinas.
Engenheiros de segurança funcional. Projetam e verificam funções de controle relacionadas à segurança contra um nível de desempenho exigido.
Especialistas em avaliação de risco para projetos de automação.
Engenheiros de validação de segurança. Verificam se as medidas de proteção funcionam conforme projetado, incluindo medição de distância de parada.
Especialistas em fatores humanos para espaços de trabalho compartilhados.
Especialistas em conformidade e marcação CE ou UKCA para máquinas e conjuntos.
Profissionais de saúde e segurança com competência em máquinas, um grupo mais restrito do que saúde e segurança em geral.
Supervisores de manutenção responsáveis por sistemas de trabalho seguros ao redor de robôs.
Quem pode ser treinado para isso
Técnicos de manutenção. O grupo mais importante. São eles que ficam dentro da célula, e carregam o risco pessoalmente. Competência formal em segurança de máquinas também é uma rota de progressão genuína, com qualificações reconhecidas associadas.
Engenheiros de controle. Para segurança funcional, a extensão técnica natural do que já fazem.
Profissionais de saúde e segurança. Entendem o arcabouço regulatório e o método de avaliação, e frequentemente lhes falta a profundidade de máquinas e controles para avaliar bem uma aplicação de automação.
Engenheiros de automação e de projeto. Precisam de competência em segurança para projetar em vez de retrofitar, sempre mais barato.
Supervisores de produção. Para sistemas de trabalho seguros, já que controlam como as tarefas são de fato executadas.
Engenheiros de qualidade. Já trabalham com avaliação e verificação estruturadas, o que transfere.
Este artigo não é uma avaliação de risco e não pode ser usado como uma. Instalações de robôs estão sujeitas à legislação de segurança de máquinas, e a obrigação de realizar uma avaliação de risco e aplicar medidas de proteção adequadas cabe à parte que coloca o sistema em serviço. Requisitos, normas e seu status variam por jurisdição e mudam com o tempo. Sistemas de trabalho seguros, procedimentos de isolamento de energia e autorização para entrar numa célula robótica são específicos do local e devem ser estabelecidos localmente por pessoas competentes. O treinamento estruturado constrói entendimento e apoia rotas de competência reconhecidas. Ele não confere certificação de competência em segurança de máquinas, certificação de segurança funcional, nem autoridade para avaliar, aprovar ou assinar qualquer instalação.
O que levar disso
Segurança é uma propriedade da aplicação. Um braço com classificação colaborativa carregando uma ferramenta cortante, uma peça quente ou uma carga pesada não é um sistema seguro, e aprisionamento derrota os limites de força.
Existem quatro modos colaborativos, e a combinação certa vem da avaliação de risco, não da descrição do produto.
As pessoas se machucam durante manutenção, ensino e liberação de falhas, quando a proteção está reduzida, não durante a operação normal.
Velocidade reduzida diminui a gravidade e não remove o perigo, e tratá-la como segura é a complacência mais comum do campo.
E quem mais precisa dessa competência é o técnico de manutenção que entra na célula, para quem ela também é uma das rotas de qualificação mais claras disponíveis.
Robôs colaborativos são seguros para trabalhar ao lado?
Não automaticamente. A classificação colaborativa descreve as capacidades do robô. Segurança é uma propriedade de toda a aplicação, e efetuadores finais, peças de trabalho e geometria de aprisionamento podem tornar perigoso um robô de força limitada.
Quando acontecem os acidentes com robôs?
Predominantemente durante manutenção, ensino, programação e liberação de falhas, quando alguém está dentro do espaço com as medidas de proteção normais reduzidas ou contornadas, não durante a operação automática.
A velocidade reduzida é proteção suficiente?
Não. Ela reduz a gravidade e não elimina o perigo. Um robô em velocidade reduzida ainda pode prender e esmagar, e tratar o modo de ensino como inerentemente seguro é uma suposição comum e perigosa.
Quem mais precisa de treinamento em segurança de robôs?
Técnicos de manutenção, programadores e equipe de produção, porque são as pessoas que entram na célula. Não só o engenheiro que a projetou.
Existe uma rota de carreira em segurança de máquinas?
Sim, e incomumente clara. Segurança de máquinas tem arcabouços de competência reconhecidos e esquemas formais de qualificação, o que a torna uma progressão genuína para equipes de manutenção e controles.