Automatización con robots: seguridad sin necesidad de valla de protección / nº 232

Seguridad

Con la ayuda de escáneres láser de seguridad de la gama de productos microScan3 y un controlador de seguridad Flexi Soft, DESMA garantiza el funcionamiento seguro de un robot en una máquina de moldeo por inyección. Los dispositivos de protección sin contacto permiten el acceso ergonómico a la máquina para suministrar o retirar el material de acuerdo con las exigencias del proceso. El robot recoge automáticamente el material bruto suministrado tan pronto como la zona de seguridad está libre, y dispensa las piezas de silicona y goma procesadas. Al mismo tiempo, los escáneres láser de seguridad pueden montarse en un espacio especialmente reducido, por lo que no interfieren en el proceso


Escáner láser de seguridad microScan3 de SICK

El concepto de seguridad del robot de la máquina de moldeo por inyección de DESMA se ha desarrollado en estrecha colaboración entre el Servicio de Asesoramiento de Aplicaciones de SICK y los departamentos especializados responsables de DESMA. Combina un campo de protección horizontal de 275° usado para supervisar la zona de peligro delante del robot con campos de protección verticales que sirven para proteger los puntos de peligro del área de trabajo. Cuando una persona se acerca al robot, el escáner láser de seguridad horizontal la detecta a tiempo y ralentiza el movimiento peligroso de una manera controlada para que este no suponga ningún tipo de peligro.

Esto ha permitido reducir de modo significativo las distancias de seguridad necesarias entre los microScan3 que supervisan en sentido vertical y el movimiento peligroso del robot y, por lo tanto, reducir también el espacio total requerido para la máquina y su tecnología de seguridad.

Otro microScan3 supervisa la mesa de entrega del robot. Si el operador de la máquina necesita cambiar una herramienta, por ejemplo, y al hacerlo está de pie sobre la mesa, es decir, dentro del área supervisada, este escáner láser de seguridad lo detectará e impedirá que el robot se ponga en marcha.

Por consiguiente, toda la aplicación relacionada con la seguridad puede operarse con rearranque automático, es decir, sin aplicar el bloqueo de rearranque manual. Dado que la tecnología de seguridad sigue el proceso de trabajo de forma totalmente autónoma, los trabajadores ya no la perciben como una molestia, puesto que ahora no es necesario interactuar directamente con ella pulsando el interruptor de rearranque.

La lógica requerida para ella y la integración de otros componentes de seguridad como, por ejemplo, el pulsador de parada de emergencia, se ejecuta en el controlador de seguridad. Flexi Soft. El concepto de protección desarrollado en común ofrece -gracias, en gran parte, a la innovadora tecnología de exploración safeHDDM® del microScan3- el máximo nivel de rendimiento y disponibilidad para las máquinas de procesamiento de silicona y caucho de DESMA.

DESMA: los expertos en máquinas de moldeo por inyección

Soluciones Premium basadas en sistema para un gran número de industrias. La empresa Klöckner DESMA Elastomertechnik GmbH ubicada en Fridingen (Alemania) lleva a cabo esta pretensión a través de soluciones de sistema individuales llave en mano para la producción de artículos técnicos de caucho y de silicona. Para lograrlo, esta empresa ofrece tecnología de moldeo por inyección, fabricación de herramientas y tecnología de automatización de un solo proveedor.

De este modo, las máquinas de moldeo por inyección cumplen los requisitos específicos del cliente y de la industria, y permiten procesos seguros que facilitan una producción altamente rentable de piezas de goma y silicona, como las que se usan, por ejemplo, en automóviles, barcos, sistemas de alimentación eléctrica o dispositivos médicos.

Cooperación hombre-robot para la alimentación y retirada automáticas de materiales

El uso de tecnologías avanzadas es una característica esencial de las máquinas de moldeo por inyección de DESMA. Esto también es aplicable a los métodos de producción usados para conseguir un procesamiento eficiente de la goma y de la silicona desde el punto de vista técnico y económico. Una posibilidad para mejorar la productividad consiste en escenarios de trabajo en los que las personas y las máquinas automatizadas comparten el mismo espacio, pero trabajan en tiempos diferentes.

Esta cooperación hombre-robot (CHR) permite flujos de trabajo altamente optimizados, mejora la disponibilidad y productividad de la instalación, y la eficiencia económica. Por este motivo, DESMA ha desarrollado este espacio de trabajo cooperativo para sus máquinas de moldeo por inyección, en el que un operario suministra piezas sin mecanizar y el robot, como asistente de producción, las coge y las pone en la máquina. Una vez que las piezas han sido mecanizadas, el robot las extrae, las pone a disposición del operador para su transporte y coloca la siguiente pieza sin mecanizar.

Esta secuencia de proceso permite ver con claridad la importancia de que un trabajador pueda acceder a la máquina sin obstáculos. Por este motivo, en DESMA se han eliminado las vallas de protección u otros dispositivos mecánicos en torno al espacio de trabajo CHR.

El uso de tecnologías avanzadas es una característica esencial de las máquinas de moldeo por inyección de DESMA

Protección horizontal y vertical con escáneres láser de seguridad microScan3

Este fabricante de máquinas de moldeo por inyección ha encontrado una solución para esta aplicación de robot con un sistema de seguridad sin contacto que elimina el peligro de accidentes para el operador, permitiéndole al mismo tiempo acceder sin obstáculos a la máquina.

Se usan un total de cuatro microScan3 conectados a un controlador de seguridad Flexi Soft, dos con pares de campos de protección orientados horizontalmente y dos con dichos campos orientados verticalmente. En términos de resolución de objetos, estos pares de campos pueden configurarse en pasos de 30 milímetros (detección de manos) y 200 milímetros (detección del cuerpo). Esto significa que un único microScan3 puede trabajar con varios campos de protección de diferente resolución. La integración de estos dispositivos compactos y robustos es increíblemente sencilla.

En el aspecto mecánico, requieren un sistema de soporte resistente choques y oscilaciones, y en el aspecto eléctrico, un conector macho estándar M12 de ocho polos. Los campos de protección que deben supervisarse tienen un alcance de hasta 5,5 metros y pueden representarse gráficamente de forma sencilla y directa en el diseño de la máquina usando un ordenador portátil y el software Safety Designer, y esta configuración puede guardarse vía USB en el escáner láser de seguridad.

Durante el funcionamiento, la pantalla multicolor del microScan3 muestra su estado operativo. Puede visualizarse más información en texto legible usando las teclas del panel de control.

El aspecto tecnológico más destacado de los escáneres láser de seguridad microScan3, que, en términos de homologación, cumplen con el nivel de rendimiento d conforme a EN ISO 13849 y SIL2 conforme a IEC62061, es su tecnología de exploración safeHDDM® (High Definition Distance Measurement).

Este método digital de alta resolución para mediciones de tiempo y distancia relacionadas con la seguridad, cuyo envío de impulsos láser es 100 veces superior al de otros sistemas de medición de tiempo de vuelo del haz luminoso habituales, ofrece una serie de beneficios, especialmente en lo concerniente a la protección de escenarios de colaboración hombre-robot (CHR), como se ve en la máquina de moldeo por inyección de DESMA.

Valores medidos de estabilidad inigualable para una mayor productividad

El método multipulso, en combinación con la evaluación especial digitalizada, permite generar valores medidos mucho más estables y también detectar de manera fiable valores de reflectancia mínimos predefinidos del 1,8%, sin que se vean enmascarados por señales interferentes.

Los robustos métodos de evaluación de esta tecnología de exploración garantizan la máxima disponibilidad, por ejemplo, en presencia de deslumbramiento, polvo u otras influencias ambientales.

Los pulsos codificados evitan las interferencias mutuas

La codificación temporal individual de los impulsos láser de cada escáner láser de seguridad es decisiva cuando se operan al mismo tiempo varios dispositivos que están muy próximos entre sí, como en el caso de DESMA. Así, con el fin de proteger el robot en la máquina de moldeo por inyección, se instalan un total de cuatro microScan3 en la mesa del robot a una altura aproximada de 200 milímetros.

Dos de ellos generan campos de protección verticales que confluyen en un ángulo de 90° para proporcionar protección de acceso, mientras que el tercer escáner láser de seguridad y el cuarto se instalan horizontalmente sobre y delante de la mesa del robot para proporcionar protección de zona. Aunque los escáneres láser de seguridad pudieran interferirse mutuamente, este problema no se plantea para los microScan3, ya que los impulsos láser de cada dispositivo se codifican con un retardo de algunos nanosegundos y su secuencia se modifica adicionalmente mediante un generador aleatorio integrado.

Por lo tanto, la concurrencia de dos secuencias de escáner codificadas de forma idéntica y, con ello, el peligro de interferencia mutua, es casi tan probable como “acertar un pleno en la Bonoloto”. Tampoco existe la posibilidad de que otros sensores y sistemas de sensores que usan LED láser como fuentes de luz puedan afectar a la función de seguridad y a la disponibilidad de esta nueva generación de escáneres.

Inmunidad mejorada contra el deslumbramiento, el polvo y la formación de depósitos

Las aplicaciones CHR se usan en entornos de producción, montaje y logística habituales. Los escáneres láser de seguridad microScan3, como solución de supervisión CHR para las máquinas de moldeo por inyección de DESMA, deben enfrentarse a las condiciones del entorno previstas.

Gracias a su tecnología de exploración safeHDDM®, logran un nivel incomparable de insensibilidad a la luz artificial de hasta 40.000 lux. Por lo tanto, son prácticamente insensibles al deslumbramiento, ya provenga este de la luz solar brillante, de la iluminación artificial de alta frecuencia del entorno o de fuentes de luz o reflejos que inciden directamente en la óptica. Además, la evaluación de la tecnología safeHDDM® garantiza que la fiabilidad de las funciones de detección y protección no se vea afectada ni por las partículas de polvo del entorno, ni por la formación de depósitos en la superficie óptica externa de los sensores.

A esto hay que añadir que el escáner láser de seguridad microScan3 dispone de una pantalla frontal parabólica. Esta pantalla desvía todas las reflexiones que llegan fuera de la trayectoria óptica de los impulsos láser y de su reflectancia a una trampa óptica lejos del elemento de recepción del dispositivo. Esto también aumenta la inmunidad contra el polvo y la formación de depósitos, y significa una mayor disponibilidad del robot en la máquina de moldeo por inyección.

Amplia experiencia en el diseño de aplicaciones de robot seguras

La gama de productos microScan3 ha provocado un cambio tecnológico en el mercado de los escáneres láser de seguridad de exploración activa, que aporta beneficios, en particular, en lo que respecta a conseguir una interacción hombre-robot segura y de gran disponibilidad.

El microScan3 y el controlador de seguridad Flexi Soft pertenecen a una gama de sensores y controladores que se ha ido desarrollando desde hace décadas respondiendo a los requisitos de aplicaciones de robot seguras.

“Las soluciones de seguridad basadas en diferentes tecnologías son cada vez más inteligentes y hacen posible que surjan aplicaciones CHR capaces de satisfacer requisitos cada vez más exigentes. A la hora de elegir a SICK como socio para implementar esta aplicación de CHR, el factor decisivo para DESMA fue el hecho de que, además de una amplia gama de soluciones de productos y sistemas, SICK también ofreciera un alto grado de competencia en asesoramiento en cuestiones de seguridad, así como servicios integrales en relación con los conceptos de seguridad”, afirma el Sr. Heiko Wolters, director del equipo de Desarrollo de Hardware de DESMA.