La seguridad es una característica clave de los robots colaborativos en el piso de fabricación.

Si trabajas en el piso de una fábrica o en un almacén, es probable que tengas un robot como compañero de trabajo.

A medida que los entornos de fabricación siguen evolucionando mediante los esfuerzos de transformación de la Industria 4.0, junto con la expansión de la innovación en toda la cadena de suministro y hacia las instalaciones de distribución, el uso de la robótica automatizada está creciendo y diversificándose a un ritmo acelerado. También están utilizando cada vez más el mismo espacio que los empleados humanos, lo que está generando nuevas preocupaciones de seguridad.

La demanda de mayores medidas de seguridad, combinada con la necesidad de que los robots realicen tareas más complejas, significa que deben ser más inteligentes. También deben ser más ágiles, lo que requiere tecnologías más avanzadas de visión por computadora y control de motores. Y si las personas, los sistemas y los robots deben trabajar en armonía eficiente, se necesita una conectividad robusta para apoyar la comunicación oportuna y el mantenimiento predictivo que prevenga problemas que podrían afectar la seguridad.

Los robots industriales están en movimiento

Los robots en el suelo de la fábrica no son algo nuevo, pero ya no están separados de sus contrapartes humanas. Los avances en la fabricación significan que los espacios de trabajo para personas y robots se superponen hasta el punto en que a veces se les llama “cobots”.

En una planta automotriz, los robots tienen la tarea de etiquetar, soldar, manipular, pintar, ensamblar, cortar e incluso verter sustancias peligrosas. En algunas plantas, se utilizan robots para engrasar árboles de levas, llenar motores con aceite y realizar inspecciones de calidad. En otras industrias, los robots pueden ensamblar, empaquetar y paletizar productos terminados. Ya sea en el suelo de una fábrica o en un almacén, los robots de hoy son más móviles, equipados con componentes electrónicos como visión artificial y sistemas AI que les permiten operar de manera independiente y responder a una variedad de situaciones. Incluso pueden incluir drones desplegados dentro de un almacén para ayudar a escanear inventarios en toda una instalación, incluyendo áreas de difícil acceso, sin la orientación de láseres o marcadores.

El objetivo principal de la automatización robótica en la fabricación y distribución es asumir tareas repetitivas y agotadoras de los trabajadores humanos, así como aquellas que son inherentemente peligrosas. Sin embargo, incorporar robots en cualquier entorno genera preocupaciones de seguridad que deben abordarse, especialmente a medida que los robots se vuelven más móviles y colaboran con las personas en espacios compartidos.

La seguridad de los robots colaborativos depende de la tecnología

A medida que los robots industriales continúan siendo ampliamente utilizados en almacenes y en el piso de producción, además de ser más versátiles y poderosos, la seguridad de los robots se vuelve aún más importante. Cada vez que un trabajador interactúa con un robot o trabaja en un espacio compartido, existe la posibilidad de accidentes que pueden ocasionar lesiones graves e incluso fatales.

En algunos casos, el propio robot puede estar aislado de las personas, excepto cuando los trabajadores deben interactuar con él para fines de programación, configuración, prueba y mantenimiento. Cada sistema robótico es diferente y necesita ser evaluado de manera independiente. Por ejemplo, un robot que realiza soldadura está regido por precauciones como cortinas de soldadura y barreras perimetrales con interbloqueo. Sin embargo, diferentes robots presentan diferentes peligros, especialmente aquellos que son más móviles, como los robots móviles autónomos (AMRs), que pueden entregar inventario en todo el entorno de un almacén. Aquí es donde el tráfico de personas y el tráfico de robots comienzan a superponerse, especialmente si el robot puede navegar entre ubicaciones sin una pista dedicada.

La capacidad de un robot para navegar de manera independiente por un entorno depende de los mapas, las capacidades de computación a bordo y los sensores, que también pueden contribuir a garantizar la seguridad. Un excelente ejemplo de un robot que se desplaza entre humanos mientras trabaja y que necesita ser gestionado desde una perspectiva de seguridad es un vehículo autónomo guiado (AGV), el cual transporta productos y materiales desde varias ubicaciones dentro de una fábrica o almacén. Estos AGVs pueden realizar tareas cerca de personas sin poner en riesgo su seguridad, incluso mientras mueven objetos peligrosos y pesados en un entorno dinámico.

Hoy en día, existen cuatro modos de colaboración para robots en un espacio compartido. El primer modo tiene límites claros, ya que los dispositivos de detección, generalmente pantallas luminosas, escáneres láser o alfombras de piso, aseguran que los robots y los humanos nunca compartan espacio al mismo tiempo, coordinados por un sistema de seguridad que depende de esos sensores. Una forma mucho menos común de colaboración es aquella en la que un brazo robótico entra en lo que se llama un “estado flotante”, permitiendo que sea agarrado y guiado.

Un tercer modo colaborativo, definido por la norma ISO 10218, es una versión más sofisticada del primer modo. Conocido como monitoreo de velocidad y separación, la posición y velocidad del robot se modulan según su proximidad a una persona. Aquí, incluso puede llegar a detenerse con monitoreo calificado de seguridad cuando está demasiado cerca de un trabajador humano. Un cuarto modo colaborativo aún está emergiendo. Al igual que el tercero, emplea modulación, pero en este caso el robot está programado para limitar la fuerza y la potencia cuando accidentalmente se encuentra con un trabajador humano. Está guiado por la norma ISO TS 15066, que define docenas de lugares diversos en el cuerpo humano y los límites de dolor en el cuerpo para determinar cuánta fuerza se puede aplicar.

Mientras que los sensores desempeñan un papel crucial en guiar a los robots colaborativos en entornos donde las personas están cerca, también lo hace el software que restringe el movimiento del robot a lo que se necesita para una función específica, ayudando a definir y establecer velocidades seguras para el robot. En lugar de simplemente decirle al robot que se detenga por completo cuando alguien se acerca, este puede reducir su velocidad, lo cual aumenta la productividad al mismo tiempo que mantiene la seguridad. El software también respalda controles de mantenimiento, como la fiabilidad de los frenos y más.

Las fábricas más inteligentes requieren robots más seguros y inteligentes

A medida que los robots colaborativos se vuelven más comunes en los entornos de producción, ahora trabajan más cerca de las personas para apoyar una automatización más avanzada. Esto es respaldado en parte por la inteligencia artificial (AI) basada en redes inalámbricas. El Instituto de Investigación de Capgemini estima que las “fábricas inteligentes” impulsadas por 5G generarán entre $1,5 billones y $2,2 billones para la economía global para el año 2023, y las redes 5G proporcionarán a los equipos y dispositivos robóticos una conectividad de mayor ancho de banda y menor latencia a Internet, así como a otros dispositivos conectados y también a la nube. El 5G inalámbrico permitirá robots más móviles y colaborativos porque ya no tendrán que estar conectados a computadoras para actualizaciones y reconfiguración.

El futuro de la seguridad en las fábricas también podría ser respaldado por los propios robots. El año pasado, Hyundai Motor Group lanzó un “Robot de Servicio de Seguridad en Fábricas” en colaboración con Boston Dynamics para apoyar la seguridad en el sitio. Equipado con AI, navegación autónoma, una cámara térmica integrada y LiDAR 3D, y tecnologías de teleoperación, el robot permite al personal de oficina observar y supervisar áreas industriales de forma remota, detectar peligros y enviar alarmas a los gerentes.

Este es solo otro ejemplo destacado de la evolución continua del entorno moderno de fabricación.