Normas de Seguridad Al Operar El Robot KUKA - Laboratorio de Manipuladores Robóticos UPB

 

Betancur (2016) Tecnología Robótica, 8829 0004, Seguridad al operar el robot Kuka

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Seguridad al Operar el Robot Kuka -Laboratorio de Manipuladores Robóticos UPB Manuel J BETANCUR  Grupo de Automática y Diseño A+D, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Pontificia Bolivariana, Circ 1. #70-01, Medellín, Colombia ma manu nuel el.be .beta tanc ncur ur

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Resumen: Guía para el manejo seguro de un robot Kuka KR6 y explicación de las normas específicas para proteger la salud y la vida al operarlo. Copyright © UPB 2016   Palabras clave: Robótica, programación, seguridad.  Abstract: Safety procedures are explained in order to prevent accidents and to learn how to safely command the Kuka KR6 robot. Keywords: Robotics, programming, safety. UPB_autoArt  2016-02-28,  2016-02-28, s 2016-03-05, s 2016-07-13, 2016-09-08, 2016-09-22, a2016-10-03, a2018-07-23

Escuela de Ingenierías

Universidad Pontificia Bolivariana

 

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1.  INTRODUCCIÓN El objetivo general de este documento es dar a conocer la filosofía de manejo seguro del robot Kuka KR6 . Los objetivos específicos son dar a conocer las normas de seguridad: 1) generales de los laboratorios UPB y 2) cuando se opera o programa el robot. 2.  SEGURIDAD GENERAL EN LOS LABORATORIOS Cada estudiante debe aplicar las normas generales estipuladas por la institución en el folleto  Normas de Seguridad y Trabajo en el  Laboratorio  (Departamento Administrativo de Laboratorios UPB, s.f.), el cual puede descargarse del  Aula Digital UPB, curso de Tecnología Robótica. 3.  SEGURIDAD AL OPERAR EL ROBOT KUKA Adicional a las normas generales, se deben atender las normas  particulares para utilizar robots, las cuales se explican en esta sección. En caso de conflicto, prima la norma que busque aumentar la seguridad de las personas. Distraerse durante el TP pone en peligro al propio estudiante y a su grupo de trabajo. Por tanto, cualquier elemento distractor debe estar guardado, en particular el teléfono. En caso de que un dispositivo electrónico se utilice para leer la guía y desarrollar el TP, debe elegirse solamente uno por grupo, y usarse únicamente  para dicho fin. Todo dispositiv dispositivoo distractor debe guardarse en sus mochilas/bolsos, mochilas/bols os, y estos en el lugar destinado para dicho fin. Escuela de Ingenierías

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Todo estudiante debe usar bata de laboratorio, de modo que no haya peligro de atrapamiento. En caso de llevar ropa volátil o accesorios; tales como mangas/faldas amplias y sueltas, bufandas, corbatas similares; debe removerlos o no cambiarlos, dado debe que  ponen en opeligro la integridad personal. Si desea hacerlo, usar un tipo de bata de laboratorio que los cubra, de modo que todo lo que causa peligro quede confinado dentro de la bata. En caso de usar cabello largo debe recogerlo totalmente o usar malla; no sirve hacer la ‘ cola de caballo’, pues nada debe quedar suelto sin control. Los zapatos deben generar estabilidad y ser adherentes. Remover joyas, pulseras, reloj de pulso o similares. En caso de  portar accesorios de difícil remoción, deben adherirse al cuerpo con cinta tipo micropore. Las uñas deben llevarse cortas. Cada estudiante debe exhibir sano juicio, actitud positiva, solidaridad constructiva, disponibilidad para el trabajo colaborativo y actitud de autocuidado y respeto por los demás, sus vidas y por el equipamiento. En el laboratorio se definen dos zonas de seguridad, el Cerramiento  y la  Zona de Peligro  (ZP). El Cerramiento  es el espacio confinado por muros, mallas, obstáculos y/o puertas de acceso, alrededor del lugar donde reside el robot, su gabinete de 1). La ZP se control el resto equipamiento (Figuraamarillo), demarcay con una de línea en el piso (asociado y la Figura 1, color Universidad Pontificia Bolivariana

 

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  Cuando el robot se encuentre desenergizado todos pueden

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ingresar a la ZP.

  Cuando el robot se encuentre energizado y la consola de

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comando en el modo de Prueba Lenta (T1: Test 1), solamente la persona en poder de un  Interruptor de Hombre Muerto podrá entrar a la ZP. Las demás personas podrán estar, con cuidado y atentas, en el cerramiento, pero fuera de la ZP. Sin excepciones.  Ni siquiera “un momentico”, ni “ para ayudar con un detalle”.   Cuando se use el modo de Prueba Rápida (T2: Test 2) nadie

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 puede estar en la ZP. Solamente quién comande un interruptor de hombre muerto podrá estar en el cerramiento, pero fuera de la ZP. Sin excepciones. En caso de requerir hacer algún ajuste dentro de la ZP debe cambiar al modo T1.

  Al usar los modos automáticos de ejecución de programa nadie

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 puede estar en el cerrami cerramiento, ento, menos aún en la ZP.

Figura 1. Cerramiento y Zona de Peligro (ZP) del robot 

conforman los puntos que el robot puede alcanzar con movimiento propio; es la sombra del volumen de trabajo del robot. La presen presencia cia en est estas as zonas ttiene iene estrictos estrictos códigos de seguridad, que no deben violarse. De hacerlo, la persona quedará suspendida del uso del robot. Las normas siguientes están inspiradas en la gran velocidad y aceleración súbita con la que  puede moverse el robot, lo cual puede resultar incluso letal en caso de colisionar negociables, son: con una persona. Las normas específicas, no Escuela de Ingenierías

4.  SEGURIDAD AL OPERAR EL ROBOT KUKA PARA VALIDAR UN PROGRAMA Para validar un programa, debe primero validar la trayectoria  y luego validar velocidad y tiempos. La validación de trayectorias debe garantizar que no existirán colisiones, ni ‘casi-colisiones’, y se realiza a velocidad lenta. La validación de velocidad y tiempos descarta problemas debidos a las aceleraciones y velocidades de funcionamiento, y permite medir los tiempos reales de ejecución;  por tanto, culmina culmina con ejecución a vvelocidad elocidad de traba trabajo jo nominal. Universidad Pontificia Bolivariana

 

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4.1.  Espuma para evitar colisión de aproximación al aprendizaje

4.3.  Validación de velocidad y tiempos (T2)

Cuando se realiza el primer aprendizaje en programación del KR6 será obligatorio usar un bloque de espuma (Figura 1, ver sobre la mesa azul) para ubicar sobre él todos los objetos que requieran ser movilizados o apilados por el robot. Lo anterior permitirá que, en caso de manejo accidental generando una colisión con la base, no haya daños al robot o su herramienta. A pesar de ser espuma, debe tratarse, para efectos didácticos, como si fuera un bloque de concreto con cubierta metálica sólida.

En caso de realizar CUALQUIER modificación en la lógica del  programa se debe regresar a la validación de trayectoria, desde el  principio, es decir, volver a probar todo a velocidad baja en T1,

4.2.  Validación de trayectoria (T1)

  La primera prueba de validación de trayectorias se hace a

sin excepciones. Cambiar algo aparentemente ‘inofensivo’ en el

código, como una variable o un ciclo, y creer que no es necesario  probarlo nuevamente, es causa probable de accidentes graves. Si ya se realizó la validación de trayectoria exitosamente, y no se le ha cambiado nada al programa, entonces puede procederse con la validación de velocidad y tiempos, así:   Luego de validar trayectoria (T1), pasar al modo de Prueba

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 Rápida (T2: Test 2), y validar con velocidad del 30 %, primero

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 pasos, al 50 % de la velocidad de Prueba Lenta (T1: Test 1),   Luego se repite en continuo, todavía T1, pero al 100 %. Si la validación de trayectoria es exitosa y tiene el visto bueno del instructor, este podrá autorizar el paso al modo rápido, para

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validar velocidad y tiempos.

a pasos.   Probar en continuo, todavía al 30 % de T2

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  Cuando el instructor, o el sentido común, pidan validaciones

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intermedias, por seguridad, agregar pasos con velocidades de 50 y 75 %, primero a pasos, luego en continuo.

  Validar a 100 % de T2, primero a pasos, verificando que la

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Solamente el instructor, o alguien certificado, manipulará manipulará la llave de cambio de modo (T1/T2) en el Panel de Control (KCP). T22 puede causar lesiones graves, ¡El uso inadecuado del modo T incluso la muerte!

velocidad y aceleración no causa problemas de agarre en la herramienta. Prestar especial atención a las operaciones de apilado y/o posicionamiento de objetos. De ser necesario detenga el programa justo antes de posicionar la pieza, reduzca la velocidad, y valide que el agarre de la misma no sufrió

reposicionamientos inesperados las operaciones  previas. De lo contrario, la pieza durante podría empujar contra la Escuela de Ingenierías

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superficie al momento de reposicionarla. Recuerde pasar a T1 si requiere ingresar a la ZP.   Finalmente, probar en continuo, 100 % de T2. T 2.

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El procedimiento de seguridad para validar programas puede  parecer tedioso, pero es obligatorio para la seguridad de las instalaciones y, sobre todo, del estudiante. REFERENCIAS Departamento Administrativo Administrativo de Laboratorios - UPB. (s.f.). Normas de Seguridad y Trabajo en el Laboratorio. Medellín, Colombi Colombia. a. Kuka. (14 de junio de 2005). Instrucciones KUKA System Software (KSS). Kuka Roboter GmbH.

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AUTOR  Manuel  José BETANCUR  BETANCUR,

nacido en Medellín, Colombia; Ing. Electrónico, M.Sc. en Ing. yUniversidad Especialista Nacional en Automática, Dr. en Ing. de la Autónoma de México;

cofundador de Tecnología Apropiada Ltda  (1990), de la  Asociació  Asociación n Colombiana Colombiana de Automática (1994) y del Grupo de Investigación en Automática (1998) luego fusionado en el  el  Grupo de Automática y Diseño A+D   (Colciencias  A1/640- A/   A/ 693-737-781); 693-737-781); assistant de recherce  @ Université Catholique de Louvain  (2003); investigador Senior   Colciencias (640-693-737781/2019-05-20); Profesor Titular de la Facultad IEE en la Escuela de Ingenierías de la Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia. Miembro 92075606 de IEE Education (EdSoc) and Control Systems  ,  orcid.org/0000-0002-9389-3308   ,   ,  (CSS) societies,  ResearcherID F-4561-2011 ,   IraLIS COIEL2816   ,   , Scopus 1204048640 12040486400 0 , Google Scholar h-index 8, i10 index 7  

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