Protective Stop

Detto anche: safeguard stop
Categoria: Control › Human in the loop
Tag: safety, industrial-robots, collaborative-robots, risk-assessment, robot-controllers

Un arresto attivato automaticamente dal sistema di sicurezza del robot o dai dispositivi di salvaguardia quando un limite o una condizione monitorati vengono violati, a differenza di un arresto di emergenza premuto da una persona.

Definizione

Un arresto di protezione (protective stop) è un arresto del moto del robot che il sistema di sicurezza avvia in risposta a un evento di salvaguardia. L'attivazione può venire da una barriera fotoelettrica o da uno scanner d'area che rileva una persona in una zona pericolosa, dall'apertura dell'interblocco di una porta, o da una funzione di monitoraggio di sicurezza certificata che rileva che una coppia ai giunti, una forza di contatto, una velocità, una posizione o l'orientamento dell'utensile ha superato il limite configurato. Le norme di sicurezza per i robot industriali come la ISO 10218 richiedono questo tipo di arresto come una delle funzioni di sicurezza di base, insieme all'arresto di emergenza.

La distinzione rispetto a un arresto di emergenza è importante. Un arresto di emergenza è un'azione manuale, una persona che preme un pulsante rosso a fungo, pensata per situazioni che nessuno aveva previsto. Un arresto di protezione è automatico e fa parte della salvaguardia progettata della cella. Le norme di sicurezza del macchinario definiscono anche categorie di arresto, che vanno dal togliere immediatamente l'alimentazione agli azionamenti, a una decelerazione controllata seguita dalla rimozione dell'alimentazione, fino a un arresto controllato con alimentazione mantenuta e fermo monitorato. Quale categoria usi un arresto di protezione è una scelta progettuale fatta nella valutazione dei rischi; fermarsi lungo il percorso pianificato con l'alimentazione inserita evita che il braccio si abbassi o derivi, mentre togliere l'alimentazione dà una garanzia più forte che non possa muoversi.

Dopo un arresto di protezione il robot di solito richiede un ripristino o una conferma espliciti prima di riprendere, e il controllore può richiedere che il programma venga riavviato o che il robot venga spostato in posizione libera. Sui bracci collaborativi, gli arresti di protezione attivati da limiti di forza o di collisione sono una parte normale del funzionamento e non un guasto. Un arresto di protezione è diverso da un filtro di sicurezza di questo sito: un filtro di sicurezza modifica i comandi in modo continuo per restare all'interno di un insieme sicuro, mentre un arresto di protezione è una reazione discreta del sistema di sicurezza del robot quando un limite è già stato superato.

Perché è importante

Gli arresti di protezione sono il modo in cui una cella robotica trasforma gli eventi dei sensori e le violazioni dei limiti in un arresto garantito. Gli ingegneri devono sapere che cosa li attiva e come funziona il ripristino, perché arresti non pianificati frequenti sono una causa comune di fermo macchina, e regolare i limiti per evitarli non deve mai indebolire la protezione che offrono.

Applicazioni principali

Arrestare un robot quando si attiva una barriera fotoelettrica, uno scanner o l'interblocco di una porta
Reazioni alle collisioni e ai limiti di forza sui bracci collaborativi
Monitoraggio di velocità e separazione quando le persone si avvicinano a una cella
Imporre limiti ai giunti, allo spazio di lavoro e all'orientamento dell'utensile
Logica di ripristino sicuro in allestimenti di ricerca che spingono i robot vicino ai loro limiti

In pratica

Un gruppo di ricerca usa un braccio industriale per giocare a tennistavolo contro delle persone. I colpi veloci a volte portano un giunto vicino al limite configurato di coppia o di velocità, e il controllore di sicurezza emette allora un arresto di protezione. Il software del gruppo sorveglia lo stato del controllore; quando si verifica un arresto a metà di uno scambio, registra l'evento, segna il punto come nullo perché venga rigiocato, attende che l'arresto venga confermato e riporta lentamente il braccio in una posa di attesa. Col tempo riducono il numero di arresti smussando le accelerazioni comandate vicino ai limiti anziché alzando le soglie di sicurezza.

Idee sbagliate comuni

Un arresto di protezione è la stessa cosa di un arresto di emergenza — un arresto di emergenza è avviato manualmente per pericoli imprevisti, mentre un arresto di protezione è attivato automaticamente dalla salvaguardia
Un arresto di protezione significa che il robot è guasto — sui bracci collaborativi è una risposta attesa al superamento di un limite e viene ripristinato dopo averne verificato la causa
Ogni arresto di protezione toglie l'alimentazione ai motori — le norme ammettono diverse categorie di arresto, e alcune mantengono l'alimentazione monitorando il fermo
Alzare i limiti è il rimedio giusto per gli arresti frequenti — la causa di solito è il movimento, le impostazioni del carico utile o la disposizione della cella, che vanno corretti senza indebolire la protezione

Chi dovrebbe saperlo

Integratori di celle robotiche e ingegneri della sicurezza
Ingegneri che programmano bracci collaborativi e industriali
Ricercatori che conducono esperimenti veloci o ricchi di contatti su robot reali

Tecnologie correlate

Arresto di emergenza (Emergency Stop)
PLC di sicurezza (Safety PLC)
Barriere fotoelettriche e scanner laser di sicurezza (Light Curtains and Safety Laser Scanners)
Monitoraggio di velocità e separazione (Speed and Separation Monitoring)
Arresto monitorato di sicurezza (Safety-Rated Monitored Stop)

Termini correlati

Progetti correlati

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