Protective Stop

Também chamado: safeguard stop
Categoria: Control › Human in the loop
Tags: safety, industrial-robots, collaborative-robots, risk-assessment, robot-controllers

Uma parada disparada automaticamente pelo sistema de segurança do robô ou por dispositivos de salvaguarda quando um limite ou uma condição monitorados são violados, ao contrário de uma parada de emergência acionada por uma pessoa.

Definição

Uma parada de proteção (protective stop) é uma interrupção do movimento do robô que o sistema de segurança inicia em resposta a um evento de salvaguarda. O gatilho pode ser uma cortina de luz ou um scanner de área que detecta uma pessoa em uma zona de perigo, a abertura do intertravamento de uma porta, ou uma função de monitoramento de segurança certificada que constata que um torque de junta, uma força de contato, uma velocidade, uma posição ou a orientação da ferramenta ultrapassou seu limite configurado. Normas de segurança de robôs industriais como a ISO 10218 exigem esse tipo de parada como uma das funções de segurança básicas, junto com a parada de emergência.

A distinção em relação a uma parada de emergência importa. Uma parada de emergência é uma ação manual, uma pessoa apertando um botão vermelho tipo cogumelo, destinada a situações que ninguém previu. Uma parada de proteção é automática e faz parte da salvaguarda projetada da célula. As normas de segurança de máquinas também definem categorias de parada, que vão desde cortar imediatamente a alimentação dos acionamentos, passando por uma desaceleração controlada seguida da remoção da alimentação, até uma parada controlada com a alimentação mantida e a imobilidade monitorada. Qual categoria uma parada de proteção usa é uma escolha de projeto feita na avaliação de riscos; parar ao longo da trajetória planejada com alimentação evita que o braço ceda ou se desloque, enquanto remover a alimentação dá uma garantia mais forte de que ele não pode se mover.

Após uma parada de proteção, o robô geralmente precisa de um rearme ou de uma confirmação explícitos antes de retomar, e o controlador pode exigir que o programa seja reiniciado ou que o robô seja afastado. Em braços colaborativos, paradas de proteção disparadas por limites de força ou de colisão são parte normal da operação, e não uma falha. Uma parada de proteção difere de um filtro de segurança deste site: um filtro de segurança modifica os comandos continuamente para permanecer dentro de um conjunto seguro, enquanto uma parada de proteção é uma reação discreta do sistema de segurança do robô depois que um limite já foi ultrapassado.

Por que importa

As paradas de proteção são o modo como uma célula robótica transforma eventos de sensores e violações de limites em uma parada garantida. Os engenheiros precisam saber o que as dispara e como funciona a recuperação, porque paradas não planejadas frequentes são uma fonte comum de tempo de inatividade, e ajustar os limites para evitá-las nunca deve enfraquecer a proteção que elas oferecem.

Principais aplicações

Parar um robô quando uma cortina de luz, um scanner ou o intertravamento de uma porta é acionado
Reações a colisões e a limites de força em braços colaborativos
Monitoramento de velocidade e separação quando pessoas se aproximam de uma célula
Impor limites de junta, de espaço de trabalho e de orientação da ferramenta
Lógica de recuperação segura em montagens de pesquisa que levam os robôs perto de seus limites

Na prática

Uma equipe de pesquisa usa um braço industrial para jogar tênis de mesa contra pessoas. Golpes rápidos às vezes levam uma junta perto de seu limite configurado de torque ou de velocidade, e o controlador de segurança então emite uma parada de proteção. O software da equipe acompanha o estado do controlador; quando ocorre uma parada no meio de uma troca de bolas, ele registra o evento, marca o ponto como anulado para que seja repetido, espera a confirmação da parada e leva o braço devagar de volta a uma pose de espera. Com o tempo, eles reduzem o número de paradas suavizando as acelerações comandadas perto dos limites, em vez de aumentar os limiares de segurança.

Equívocos comuns

Uma parada de proteção é o mesmo que uma parada de emergência — uma parada de emergência é iniciada manualmente diante de perigos imprevistos, enquanto uma parada de proteção é disparada automaticamente pela salvaguarda
Uma parada de proteção significa que o robô está quebrado — em braços colaborativos ela é uma resposta esperada à ultrapassagem de um limite e é liberada depois que a causa é verificada
Toda parada de proteção corta a alimentação do motor — as normas permitem diferentes categorias de parada, e algumas mantêm a alimentação enquanto monitoram a imobilidade
Aumentar os limites é a correção certa para paradas frequentes — a causa geralmente é o movimento, as configurações de carga útil ou o layout da célula, que devem ser corrigidos sem enfraquecer a proteção

Quem deve saber

Integradores de células robóticas e engenheiros de segurança
Engenheiros que programam braços colaborativos e industriais
Pesquisadores que realizam experimentos rápidos ou com muito contato em robôs reais

Tecnologias relacionadas

Parada de emergência (Emergency Stop)
CLP de segurança (Safety PLC)
Cortinas de luz e scanners a laser de segurança (Light Curtains and Safety Laser Scanners)
Monitoramento de velocidade e separação (Speed and Separation Monitoring)
Parada monitorada com classificação de segurança (Safety-Rated Monitored Stop)

Termos relacionados

Projetos relacionados

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