Protective Stop

También llamado: safeguard stop
Categoría: Control › Human in the loop
Etiquetas: safety, industrial-robots, collaborative-robots, risk-assessment, robot-controllers

Una parada que el sistema de seguridad del robot o sus dispositivos de salvaguarda disparan automáticamente cuando se infringe un límite o una condición supervisados, a diferencia de una parada de emergencia que pulsa una persona.

Definición

Una parada de protección (protective stop) es una detención del movimiento del robot que el sistema de seguridad inicia en respuesta a un evento de salvaguarda. El disparador puede ser una cortina de luz o un escáner de área que detecta a una persona en una zona de peligro, la apertura del enclavamiento de una puerta, o una función de supervisión de seguridad certificada que detecta que un par articular, una fuerza de contacto, una velocidad, una posición o la orientación de la herramienta ha superado su límite configurado. Las normas de seguridad de robots industriales como ISO 10218 exigen este tipo de parada como una de las funciones de seguridad básicas, junto con la parada de emergencia.

La distinción respecto a una parada de emergencia importa. Una parada de emergencia es una acción manual, una persona que pulsa un botón rojo de seta, pensada para situaciones que nadie previó. Una parada de protección es automática y forma parte de la salvaguarda diseñada de la celda. Las normas de seguridad de máquinas también definen categorías de parada, que van desde cortar inmediatamente la alimentación de los accionamientos, pasando por una deceleración controlada seguida de la retirada de la alimentación, hasta una parada controlada con la alimentación mantenida y la parada supervisada. Qué categoría usa una parada de protección es una decisión de diseño tomada en la evaluación de riesgos; detenerse a lo largo de la trayectoria planificada con alimentación evita que el brazo se descuelgue o se desplace, mientras que retirar la alimentación da una garantía más fuerte de que no puede moverse.

Tras una parada de protección, el robot suele necesitar un rearme o una confirmación explícitos antes de reanudar, y el controlador puede exigir que se reinicie el programa o que el robot se aparte. En los brazos colaborativos, las paradas de protección disparadas por límites de fuerza o de colisión son una parte normal del funcionamiento y no una avería. Una parada de protección se diferencia de un filtro de seguridad de este sitio: un filtro de seguridad modifica los comandos de forma continua para mantenerse dentro de un conjunto seguro, mientras que una parada de protección es una reacción discreta del sistema de seguridad del robot una vez que ya se ha superado un límite.

Por qué importa

Las paradas de protección son la forma en que una celda robótica convierte los eventos de los sensores y las infracciones de límites en una detención garantizada. Los ingenieros necesitan saber qué las dispara y cómo funciona la recuperación, porque las paradas no planificadas frecuentes son una fuente habitual de tiempo de inactividad, y ajustar los límites para evitarlas nunca debe debilitar la protección que proporcionan.

Aplicaciones clave

Detener un robot cuando se activa una cortina de luz, un escáner o el enclavamiento de una puerta
Reacciones ante colisiones y límites de fuerza en brazos colaborativos
Supervisión de velocidad y separación cuando las personas se acercan a una celda
Imponer límites articulares, de espacio de trabajo y de orientación de la herramienta
Lógica de recuperación segura en montajes de investigación que llevan a los robots cerca de sus límites

En la práctica

Un equipo de investigación usa un brazo industrial para jugar al tenis de mesa contra personas. Los golpes rápidos a veces llevan una articulación cerca de su límite configurado de par o de velocidad, y el controlador de seguridad emite entonces una parada de protección. El software del equipo vigila el estado del controlador; cuando se produce una parada en mitad de un peloteo, registra el evento, marca el punto como nulo para que se repita, espera a que se confirme la parada y lleva el brazo despacio de vuelta a una pose de espera. Con el tiempo reducen el número de paradas suavizando las aceleraciones ordenadas cerca de los límites en lugar de subir los umbrales de seguridad.

Ideas erróneas comunes

Una parada de protección es lo mismo que una parada de emergencia — una parada de emergencia se inicia manualmente ante peligros imprevistos, mientras que una parada de protección la dispara automáticamente la salvaguarda
Una parada de protección significa que el robot está averiado — en los brazos colaborativos es una respuesta esperada a que se supere un límite y se rearma después de comprobar la causa
Toda parada de protección corta la alimentación del motor — las normas permiten distintas categorías de parada, y algunas mantienen la alimentación mientras supervisan la parada
Subir los límites es la solución correcta para las paradas frecuentes — la causa suele ser el movimiento, la configuración de la carga útil o la disposición de la celda, que deben corregirse sin debilitar la protección

Quién debería saberlo

Integradores de celdas robóticas e ingenieros de seguridad
Ingenieros que programan brazos colaborativos e industriales
Investigadores que realizan experimentos rápidos o con mucho contacto en robots reales

Tecnologías relacionadas

Parada de emergencia (Emergency Stop)
PLC de seguridad (Safety PLC)
Cortinas de luz y escáneres láser de seguridad (Light Curtains and Safety Laser Scanners)
Supervisión de velocidad y separación (Speed and Separation Monitoring)
Parada supervisada con clasificación de seguridad (Safety-Rated Monitored Stop)

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Proyectos relacionados

NASA Ogma: NASA runtime monitor generator for safe robotics and flight systems