Projetar um sistema robótico seguro

Além de garantir a operação segura do robô, também é importante que os utilizadores de robôs tenham em consideração a segurança de todo o sistema robótico projetado.

Esta secção explica os requisitos mínimos que devem ser respeitados ao usar robôs Epson nos seus sistemas de robôs.

Projete e fabrique sistemas robóticos seguindo os princípios descritos neste manual.

Requisitos ambientais

Certifique-se de que o ambiente onde o robô e o sistema robótico estão instalados cumpre os requisitos contidos nos manuais de todos os equipamentos utilizados no sistema.

Esquema do sistema

Ao projetar o esquema para um sistema robótico, certifique-se de que tem em conta a possibilidade de interferência entre robôs e equipamentos periféricos. Deve ser dada especial atenção às paragens de emergência porque um robô irá parar depois de seguir um caminho diferente do seu caminho de movimento normal. O projeto do esquema deve considerar margens adequadas para a segurança. A disposição também deve garantir espaço adequado para manutenção e inspeção.

Ao utilizar o modo manual de alta velocidade (T2), mantenha uma distância de 500 mm entre o robô e os edifícios circundantes, estruturas, proteção do perímetro e outros equipamentos.

Ao projetar um sistema robótico para restringir a área de movimento dos robôs, faça-o seguindo os métodos descritos no manual do Manipulador. A limitação é feita tanto pela limitação do eixo suave como por paragens mecânicas. Para a limitação o eixo suave, consulte o seguinte manual.
"Controlador do robô - Manual da função de segurança"
Para limitar por paragens mecânicas, consulte o seguinte manual.
"Manual do manipulador"

Certifique-se de que instala o interruptor de paragem de emergência num local próximo da unidade de operação do sistema robótico, onde o operador pode aceder facilmente ao interruptor para o pressionar imediatamente em caso de emergência.

Não instale o Controlador num local onde água ou outros líquidos possam entrar no Controlador. Nunca utilize água ou outros líquidos para limpar o Controlador.

Para garantir que os bloqueios são implementados com segurança durante a manutenção e assistência, os seccionadores devem estar localizados fora das barreiras de proteção sempre que possível.

Desativar a alimentação do sistema utilizando Bloqueio/Etiquetagem

Desligue a fonte de alimentação do Controlador utilizando o procedimento de bloqueio/etiquetagem para garantir que um terceiro não liga acidentalmente o robô enquanto um trabalhador está dentro das barreiras de proteção para manutenção ou reparação. Para obter mais informações sobre o bloqueio, consulte a seção a seguir.
Nomes das peças e respetivas funções

Projeto da mão

Realize o trabalho de cablagem e tubulação de forma a que a mão do robô não solte a peça de trabalho (objeto que está a ser agarrado) mesmo quando a energia do sistema robótico é desligada.

Projete a mão do robô de forma a que o seu peso e momento de inércia não excedam os limites permitidos. O uso de uma mão de robô que exceda os limites permitidos pode sujeitar o robô a cargas excessivas. Isso não só reduzirá a vida útil do robô, mas pode levar a situações inesperadamente perigosas devido às forças externas adicionais aplicadas à mão e à peça de trabalho.

Certifique-se de que seleciona o tamanho da mão com cuidado, pois o corpo do robô e a mão do robô podem interferir um com o outro.

Projeto de equipamento periférico

Ao projetar equipamentos que removam e forneçam peças e materiais ao sistema robótico, certifique-se de que o projeto permite uma segurança adequada para o operador. Se for necessário remover ou fornecer materiais sem parar o robô, instale um dispositivo de transporte, utilize SLP ou tome outras medidas para garantir que o operador não precisa de entrar numa zona potencialmente perigosa.
Para obter mais informações sobre as SLP, consulte a secção seguinte.
Funções de segurança

Certifique-se de que uma interrupção na fonte de alimentação (corte de energia) de equipamentos periféricos não levará a uma situação perigosa. Além de tomar medidas para evitar a libertação de peças de trabalho agarradas, como mencionado em "Projeto da mão", devem também ser tomadas medidas para garantir que os equipamentos periféricos além dos robôs possam parar de forma segura. Verifique a segurança do equipamento para garantir que não ocorrerão situações perigosas se a energia for cortada.

Controlo remoto

Para a segurança do sistema robótico em geral, devem ser implementadas medidas de segurança para eliminar os riscos associados ao arranque e paragem de equipamentos periféricos por controlo remoto.

Com este produto, o sistema robótico pode ser operado remotamente atribuindo uma função remota à E/S do Controlador. Consulte a secção seguinte.
Definições remotas de E/S
Quando a função remota está ativada, a execução de comando de movimento e a saída de E/S estão disponíveis apenas a partir de uma fonte remota.

Desligar durante a operação do Manipulador

Não desligue o Controlador enquanto o Manipulador estiver a funcionar.
Se o Manipulador for parado por desligamento do Controlador enquanto o primeiro estiver a funcionar, os seguintes problemas podem ocorrer.

• Vida útil reduzida e danos na engrenagem de redução
• Mudança de posição nas articulações

Além disso, se a alimentação do Controlador foi cortada devido a uma falha de energia ou situação semelhante enquanto o Manipulador está em funcionamento, certifique-se de que verifica se os seguintes pontos após a restauração da energia.

• Danos na engrenagem de redução
• Mudança das articulações em relação às suas devidas posições
  Se houver alguma mudança de posição, execute o ajuste da posição zero.

Paragem de emergência

Cada sistema robótico necessita de equipamento que permita ao operador parar imediatamente a operação do sistema. Instale um dispositivo de paragem de emergência utilizando a entrada de paragem de emergência do Controlador ou outro equipamento.
Consulte a secção seguinte.
Conector de Entrada de Paragem de Emergência
Conector E/S de proteção

Antes de utilizar o interruptor de paragem de emergência, tenha em atenção os seguintes pontos.

• O interruptor de paragem de emergência deve ser utilizado para parar o Manipulador apenas em caso de emergência.
• Para além de premir o interruptor de paragem de emergência quando ocorrer uma emergência, para parar o Manipulador durante o funcionamento do programa, utilize as instruções Pause ou STOP (paragem do programa) atribuídas a uma E/S padrão.
  As instruções Pause e STOP não desligam a energização do motor, pelo que o travão não é bloqueado.

Para colocar o sistema robótico no modo de paragem de emergência numa situação não emergencial (normal), prima o interruptor de paragem de emergência enquanto o Manipulador não estiver a funcionar.

Não prima desnecessariamente o interruptor de paragem de emergência enquanto o Manipulador estiver a funcionar normalmente.
Poderia encurtar a vida útil dos seguintes componentes.

• Travões
  Os travões serão bloqueados, o que reduzirá a vida útil dos travões devido ao desgaste das placas de fricção dos travões.

  • Vida útil normal dos travões:
    Cerca de 2 anos (quando os travões são usados 100 vezes/dia)
    ou cerca de 20 000 vezes

• Engrenagens de redução
  Uma paragem de emergência aplica um impacto na engrenagem de redução que pode reduzir a sua vida útil.

Distância de paragem da paragem de emergência
O Manipulador durante o funcionamento não pode parar imediatamente depois de premir o interruptor de paragem de emergência. Além disso, o tempo de paragem e a distância de movimento variam consoante os seguintes fatores.

• Peso da mão, ajuste WEIGHT, definição ACCEL, peso da peça de trabalho, definição SPEED, postura de movimento, etc.

Para saber o tempo de paragem e a distância de movimento do Manipulador, consulte o seguinte manual.
"Manual do Manipulador - Appendix B. Stopping Time and Stopping Distance at Emergency Stop"

Proteção (SG)

Para manter uma zona de trabalho segura, devem ser criadas barreiras de proteção em torno do Manipulador e devem ser instaladas proteções na entrada e saída das barreiras de proteção.
O termo "proteção" utilizado neste manual refere-se a um dispositivo de segurança com um bloqueio que permite a entrada nas barreiras de proteção. Mais especificamente, inclui interruptores de porta de segurança, barreiras de proteção, cortinas de luz, portas de segurança, tapetes de segurança, e assim por diante. A proteção é uma entrada que informa o Controlador do robô de que um operador pode estar dentro das barreiras de proteção. Tem de atribuir pelo menos uma proteção (SG) no Safety Function Manager. Consulte a secção seguinte.
Conector E/S de proteção

Quando a proteção é aberta, a paragem de proteção funciona para mudar para o estado de proteção aberta (ecrã: SO).

• Proteção aberta
  As operações são proibidas. A operação do robô não é possível até que a proteção seja fechada, o estado trancado seja acionado e um comando seja executado, ou o modo TEACH ou TEST seja ligado e o circuito Ativar seja ativado.
• Proteção fechada
  O robô pode operar automaticamente sem restrições (alta potência).

AVISO

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• Se um terceiro desativar acidentalmente a proteção enquanto um operador está a trabalhar dentro das barreiras de proteção, tal poderá resultar numa situação perigosa. Para proteger o operador que trabalha dentro das barreiras de proteção, adote medidas para bloquear ou colocar uma etiqueta de aviso no interruptor de abertura do trinco.
• Para proteger os operadores que trabalham perto do robô, certifique-se de que conecta a proteção e certifique-se de que funciona corretamente.

Instalação de barreiras de proteção
Ao instalar barreiras de proteção dentro do alcance máximo do Manipulador, combine funções de segurança, como SLP. Tenha cuidadosamente em conta o tamanho da mão e das peças a serem manuseadas para que não ocorra interferência entre as peças operacionais e as barreiras de proteção.

Instalação de proteções
Projete as proteções de forma a satisfazerem os seguintes requisitos:

• Quando utilizar um dispositivo de proteção do tipo chave de ignição, utilize um interruptor que abra forçosamente os contactos de bloqueio. Não utilize interruptores que abram os seus contactos utilizando a força de mola do bloqueio.
• Quando utilizar um mecanismo de bloqueio, não desative o mecanismo de bloqueio.
• Quando utilizar cortinas de luz, mantenha a proteção aberta até que o estado travado seja libertado.

Tenha em conta a distância de paragem
Durante a operação, o Manipulador não pode parar imediatamente, mesmo que a proteção esteja aberta. Além disso, o tempo de paragem e a distância de movimento variam consoante os seguintes fatores.
Peso da mão, ajuste WEIGHT, definição ACCEL, peso da peça de trabalho, definição SPEED, postura de movimento, etc.

Para saber o tempo de paragem e a distância de movimento do Manipulador, consulte o seguinte manual.
"Manual do Manipulador - Appendix C. Stopping Time and Stopping Distance When the Safeguard is Open"

Consulte os valores acima e a ISO13855 ao efetuar cálculos.
Para reduzir a distância, utilize SLS ou SLP para aplicar as restrições necessárias.

Precauções para a operação de proteção
Não abra a proteção desnecessariamente enquanto o motor estiver energizado. Entradas de proteção frequentes reduzem a vida útil do relé.

• Vida útil normal do relé: Cerca de 20 000 vezes

Dispositivo de deteção de presença

O bloqueio de proteção acima mencionado é um tipo de dispositivo de deteção de presença porque indica a possibilidade de alguém estar dentro das barreiras de proteção. Ao instalar um dispositivo de deteção de presença separado, efetue uma avaliação completa dos riscos e preste atenção à sua fiabilidade.

Tome nota dos seguintes pontos.

• Projete o sistema para que um operador não possa entrar dentro da área de proteção ou não a possa alcançar a menos que o dispositivo de deteção de presença esteja ativado ou a situação de perigo tenha terminado.
• Projete o dispositivo de deteção de presença para que o mesmo garanta uma operação isenta de falhas, independentemente do estado do sistema.
• Se o robô parar de funcionar quando o dispositivo de deteção de presença está ativado, certifique-se de que o robô não reinicia a operação até que o objeto detetado tenha sido removido. Certifique-se de que o robô não pode reiniciar automaticamente por qualquer operação.

Repor proteções

Certifique-se de que o sistema robótico só pode ser reiniciado através de operação fora das barreiras de proteção. O robô nunca deve reiniciar simplesmente devido à reposição da proteção. Aplique este conceito aos bloqueios e dispositivos de deteção de presença para todo o sistema.

Painel de operação do robô

Se for instalado um painel de operação do robô, certifique-se de que o instala numa posição onde possa ser operado de fora da barreiras de proteção.