Pinch Point
- También llamado: crush point, trapping point
- Categoría: Control › Human in the loop
- Etiquetas: safety, risk-assessment, collaborative-robots, machine-safety, workcell-design
Un lugar en el que una parte del cuerpo de una persona puede quedar atrapada entre dos partes de un robot, o entre el robot y un objeto fijo, a medida que se cierra el hueco entre ellos.
Definición
Un punto de atrapamiento (pinch point) es cualquier lugar en el que un hueco que se cierra puede atrapar una parte del cuerpo de una persona, casi siempre los dedos o una mano. En un robot puede formarse entre dos de sus propios eslabones, por ejemplo donde el codo se pliega mucho o donde la muñeca se acerca al antebrazo, entre los dedos de la pinza, o entre el robot y un objeto fijo como una mesa, un utillaje, una pared o una cinta transportadora. La seguridad de máquinas usa varios términos relacionados: peligros de aplastamiento o aprisionamiento, en los que se comprime una parte del cuerpo; peligros de cizallamiento, en los que dos bordes se deslizan uno junto al otro; y puntos de arrastre, en los que piezas giratorias atraen material hacia dentro. Punto de atrapamiento es el término cotidiano que abarca los casos de atrapamiento.
Los puntos de atrapamiento son especialmente importantes para los robots que trabajan cerca de personas, porque un contacto que sería inofensivo en espacio abierto puede volverse peligroso cuando la parte del cuerpo no tiene adónde ir. Por eso, las indicaciones sobre robots colaborativos distinguen el contacto transitorio, en el que la persona puede retirarse, del contacto cuasiestático o de aprisionamiento, en el que la persona queda presionada entre el robot y un objeto, y tratan el aprisionamiento de forma más estricta. Las normas generales de seguridad de máquinas especifican distancias mínimas que evitan el aplastamiento de partes concretas del cuerpo, así que un enfoque de diseño es mantener las aberturas o bien lo bastante grandes para no aplastar, o bien demasiado pequeñas para que entren los dedos.
Los puntos de atrapamiento dependen tanto del diseño mecánico como del movimiento. Los diseñadores los reducen con formas de eslabones y cubiertas que impiden pliegues cerrados, rangos articulares limitados y acolchado. Los programadores los reducen manteniendo las trayectorias lejos de superficies fijas, evitando poses en las que los eslabones se pliegan unos sobre otros cerca de una persona, reduciendo la velocidad donde los huecos se cierran y asegurándose de que un robot detenido pueda moverse o accionarse a mano (backdriven) para liberar una mano atrapada. Las comprobaciones automáticas de programas de robot pueden señalar poses o trayectorias en las que las distancias entre eslabones o entre un eslabón y el entorno bajan de un umbral.
Por qué importa
Los puntos de atrapamiento están entre los peligros más comunes identificados en las evaluaciones de riesgos de celdas robóticas, y siguen siendo un peligro en los brazos colaborativos con limitación de fuerza, porque el aprisionamiento puede producir una presión alta incluso con poca fuerza. Detectarlos tanto en el hardware como en el programa es una habilidad básica para cualquiera que implante robots cerca de personas.
Aplicaciones clave
- Evaluación de riesgos de celdas robóticas y puestos de trabajo colaborativos
- Diseño mecánico de eslabones, cubiertas y pinzas
- Comprobación de programas y trayectorias de robot en busca de peligros de atrapamiento
- Colocación de utillajes y superficies de trabajo alrededor de un brazo colaborativo
- Formación de operarios sobre dónde mantener las manos durante el movimiento del robot
En la práctica
Un técnico usa una interfaz en lenguaje natural para generar un programa de pick-and-place para un brazo colaborativo sobre un banco de trabajo. Antes de ejecutarlo, una herramienta de comprobación recorre paso a paso la trayectoria planificada en simulación y calcula la distancia entre el antebrazo y el brazo, y entre la pinza y la superficie del banco. Encuentra un tramo en el que el codo se pliega bruscamente mientras la pinza pasa a pocos centímetros por encima del banco, junto al lugar donde descansan las manos del operario. La herramienta lo señala como punto de atrapamiento; el programa se revisa para aproximarse desde arriba con el codo más abierto y reducir la velocidad en la aproximación final, y la comprobación se repite antes de aprobar el programa.
Ideas erróneas comunes
- Los robots colaborativos con limitación de fuerza no pueden causar lesiones por atrapamiento — cuando una mano queda aprisionada contra una superficie, incluso una fuerza moderada concentrada en un área pequeña puede ser dañina
- Los puntos de atrapamiento solo existen entre el robot y su entorno — los eslabones del robot, las articulaciones de la muñeca y los dedos de la pinza pueden atrapar dedos por sí solos
- Un punto de atrapamiento lo fija el hardware — el mismo robot puede crear o evitar puntos de atrapamiento según cómo se programe y dónde se coloquen los utillajes
Quién debería saberlo
- Integradores de celdas robóticas e ingenieros de seguridad
- Programadores de robots e ingenieros de aplicaciones
- Diseñadores mecánicos de brazos, pinzas y cubiertas
- Investigadores que desarrollan herramientas automáticas de comprobación de programas
Tecnologías relacionadas
- Evaluación de riesgos (Risk Assessment)
- Comprobación de colisiones (Collision Checking)
- Cálculo de distancia mínima (Minimum Distance Computation)
- Limitación de potencia y fuerza (Power and Force Limiting)
- Escáneres láser de seguridad (Safety Laser Scanners)
Términos relacionados
Proyectos relacionados
- NASA Ogma: NASA runtime monitor generator for safe robotics and flight systems