Diseño de Celdas Robotizadas

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE LATACUNGA

ROBÓTICA INDUSTRIAL DISEÑO DE CELDAS ROBOTIZADAS

Jonnathan Raúl Díaz

TEMA: DISEÑO DE CELDAS ROBOTIZADAS DESARROLLO

Las celdas robotizadas son unas de las máquinas más versátiles y flexibles, la seguridad para las personas que combinan su ciclo de trabajo con los robots, no puede verse mermada bajo ningún concepto. Todas las instalaciones robotizadas, poseen de varios modos de trabajo, por lo general tres modos: uno para programación, otro modo de trabajo de ajustes o semi-automático, y uno totalmente automático.

El modo de trabajo para programación, donde normalmente se marcan las posiciones y trayectorias de robots, solamente permite mover el robot a una velocidad reducida, aproximadamente un 20 por ciento de la velocidad nominal, combinado con su adecuada seguridad, movimiento de ejes a ejes o trayectorias, regulando manualmente la velocidad proporcional de ejecución. En este caso los resguardos y protecciones pueden estar abiertos o desconectados. El dispositivo o consola de control debe de integrar medios de parada de emergencia. PLANIFICACIÓN DE LA CELDA ROBOTIZADA Selección, definición, situación (y diseño) de elementos de la célula  

Elementos activos (robots, máquinas CNC, etc.) Elementos pasivos (mesas, alimentadores, utillajes, etc.)

Definición y selección de la arquitectura de control Definición del lay-out proceso iterativo   

Ayuda de sistemas CAD Utilización de simuladores gráficos para robots Utilización de simuladores de FMS.

DISPOSICIÓN DEL ROBOT EN CELDA DE TRABAJO

JONNATHAN RAÚL DÍAZ

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Robot en el centro de la célula   

Máximo aprovechamiento del campo de acción Robots articulares, SCARA, polares y cilíndricos Aplicaciones: Carga/descarga Soldadura Paletización Ensamblado

Robot en línea   

Trabajo sobre líneas de transporte Transporte intermitente o continuo Aplicaciones: líneas de soldadura de automóviles.

ACCIDENTES EN INSTALACIONES ROBOTIZADAS Causas de accidentes   

Colisión entre robots y hombre. Aplastamiento al quedar atrapado el operador entre robot y algún elemento fijo. Proyección de una pieza o material transportada por el robot.

Tipos de accidentes  Un mal funcionamiento del sistema de control (software, hardware, potencia).  Acceso indebido de personal a la zona de trabajo del robot. JONNATHAN RAÚL DÍAZ

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 Errores humanos de los operarios en las etapas de mantenimiento, programación, etc.  Rotura de partes mecánicas por corrosión o fatiga.  Liberación de energía almacenada (eléctrica, hidráulica, potencial, etc.).  Sobrecarga del robot (manejo de cargas excesivas).  Medio ambiente o herramienta peligrosa (láser, corte por chorro de agua, oxicorte, etc.). MEDIDAS DE SEGURIDAD 90% de accidentes en operaciones de mantenimiento, ajuste, programación, etc. Normativa europea adoptada en España: UNE-EN 775:  Determinación de los límites del sistema: intención de uso, espacio y tiempos de trabajo, etc.  Identificación y descripción de todos aquellos peligros que pueda generar la máquina durante las fases de trabajo. Se deben incluir los riesgos derivados de un trabajo conjunto entre la máquina y el operador y los riesgos derivados de un mal uso de la máquina.  Definición del riesgo de que se produzca el accidente. Se definirá probabilísticamente en función del daño físico que pueda producir.  Comprobar que las medidas de seguridad son adecuadas.

MEDIDAS DE SEGURIDAD EN LA FASE DE DISEÑO DEL ROBOT  Supervisión del sistema de control (bucles de realimentación, accionamientos, watch-dog).  Paradas de emergencia  Velocidad máxima limitada (inferior a 0,3 m/s).  Detectores de sobreesfuerzo (caso de colisión o de atrapar a una persona contra una parte fija).  Pulsador de seguridad: pulsador de hombre muerto  Códigos de acceso: llaves, códigos de seguridad etc.  Frenos mecánicos adicionales  Comprobación de señales de autodiagnóstico

MEDIDAS DE SEGURIDAD EN LA FASE DE DISEÑO DE LA CÉLULA ROBOTIZADA

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Barreras de acceso a la célula (parada inmediata al entrar en la zona de trabajo). Dispositivos de intercambio de piezas Movimientos condicionados Zonas de reparación Condiciones adecuadas en la instalación auxiliar (protecciones, aislamientos, etc.) JONNATHAN RAÚL DÍAZ

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MEDIDAS DE SEGURIDAD EN LA FASE DE INSTALACIÓN Y EXPLOTACIÓN DEL SISTEMA  Abstenerse de entrar en la zona de trabajo.  Señalización adecuada (señales luminosas y acústicas)  Prueba progresiva del programa del robot (ejecución a velocidad lenta y paso a paso)  Formación adecuada del personal que manejará la planta. NORMATIVA LEGAL DE SEGURIDAD DE ROBOTS En cuanto a la normativa legal relativa a la instalación y empleo de robots ésta ha sido, hasta principios de los años noventa, escasa. Los motivos que han llevado al retraso de proponer una normalización son varios y en general podrían citarse:  La tendencia existente a enfrentarse con los problemas técnicos y de mercado (ventas) antes que con ningún otro.  La necesidad de suficiente experiencia en la materia de accidentes ocasionados por robots como para establecer una casuística suficientemente válida.  La dificultad en unificar criterios y niveles de seguridad entre los diferentes usuarios y países.  La dificultad y tiempo necesario para preparar la documentación referente a la normativa, así como los procedimientos de evaluación. NORMATIVA LEGAL DE SEGURIDAD DE ROBOTS En la actualidad, la normativa más relevante existente al respecto a nivel mundial es: NORMATIVA INTERNACIONAL ISO 10218:1992.  Se trata de una normativa emitida por el Organismo Internacional de Estandarización [ISO-92]. Contiene la siguiente información:  Una sección sobre el análisis de la seguridad, la definición de riesgos y la identificación de posibles fuentes de peligros o accidentes.  Contiene además una sección sobre diseño y fabricación, que dedica un breve análisis al diseño de sistemas robotizados, teniendo en cuenta aspectos mecánicos, ergonómicos y de control.  La mayoría de las indicaciones que se proporcionan son de carácter general.  Hay que mencionar que dado el corto espacio de tiempo que lleva vigente no se conocen datos fiables sobre los resultados derivados de su utilización. NORMATIVA AMERICANA ANSI/RIA R15.06-1992. Se trata de una normativa realizada por el Instituto Nacional de Normalización de Estados Unidos (ANSI) [ANSI-92]. También data del año 1992, siendo una revisión de la normativa publicada en 1986. Es relativamente breve, pero presenta algunas características que merecen destacarse, por ejemplo:  La inclusión en el apartado sobre la definición de riesgos, de algunos epígrafes que versan sobre la probabilidad de la aparición de un accidente y la severidad del posible daño físico a una persona en base al nivel de experiencia del operador y la frecuencia en la que éste se encuentra en zona de peligro.

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Normativa europea EN 775 y española UNE-EN 775. El Comité Europeo de Normalización (CEN) aprobó en el año 1992 la normativa EN 775, adaptación de la norma intencional ISO 10218:1992. A su vez la Asociación Española de Normalización (AENOR) adoptó en marzo de 1996 esta normativa (traducida al español) denominándose UNE-EN 775 y que lleva por título: “Robots manipuladores industriales. Seguridad” [UNE-96]. (Singaña, 2013)

BIBLIOGRAFIA o BARRIENTOS, ANTONIO, Y OTROS. Fundamentos de robótica Universidad Politécnica de Madrid. 1997 o Singaña, M. (2013). Criterios de diseño de celdas robotizadas. Latacunga.

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