SEGURANÇA EM ROBÓTICA
Docente: Talitha Ferreira
Curso Técnico em Mecatrônica
SENAI – CIMATEC
Exercícios
1) Podemos classificar os tipos de automação como: fixa, programável e flexível.
Em quais tipos de automação é apropriado a utilização de robôs industriais? Cite
algumas características de robôs que justifique a sua resposta.
2) Cite três vantagens de se utilizar robôs em um sistema produtivo e cinco
aplicações do mesmo em tais sistemas.
3) Quais são as duas partes principais que compõe um robô?
5) Na realização de uma tarefa, qual é a principal função do braço e do punho do
manipulador robótico?
6) Você ficou responsável para desenvolver um projeto de uma célula de
colagem. Sabendo que nessa tarefa não há necessidade de uma elevada
capacidade de carga e também que o robô utilizado deve ter facilidade para
gerar trajetórias complexas e também apresentar redundância, diga o tipo de
robô mais apropriado e a representação das juntas principais.
7) Para os robôs abaixo diga a sua nomenclatura e escreva a representação das
juntas principais:
e)
SEGURANÇA
É
Características dos Robôs Industriais
PRINCIPAIS RAZÕES PARA
INVESTIR EM SEGURANÇA
• Preocupação com a saúde dos funcionários
• Preocupação com a perda de produtividade
• Crescimento da legislação de normas de proteção pessoal
– Convenções Coletivas (PPRPS)
– Notas Técnicas 16/DSST (NT 37/2004)
– NRs Normas Brasileiras Regulamentadoras
• Preocupações com indenizações dos acidentes
• Preocupação com as condições e ambiente de trabalho.
• Certificações : ISO 9001 / 14000
A garantia de uma operação segura de um robô industrial depende de quão bem ele é utilizado. O elemento básico de uma operação segura é o próprio usuário.
“Enquanto trabalhamos com algum medo nos manuseios, ainda nos preocupamos com a segurança, mas quando nos familiarizamos com a máquina, passamos a cometer imprudências.”
• A
organização Internacional de Normas (ISO) elaborou em 1992 anorma ISO10218 - “Segurança dos robôs manipuladores industriais”- sendo esta fortemente influenciada pelo Japão como país
organizador.
Esta norma foi diretamente traduzida para o japonês, transformando-se em norma industrial japonesa (JIS B8433).
• O comitê 16 da Associação Americana de Soldagem, que trata da Robotização e Automação da Soldagem, editou recentemente os documentos: “Specification
for the Qualification of Robotic Arc Welding Personal” AWS D16.4:1999,
“Risk Assessment Guide for Robotic Arc Welding” AWS D16.3M/D16.3:2001, “Guide for Components of Robotic and Automatic Arc Welding Installations” AWS/NEMA D16.2/16.2M:2001.
•Esta sendo preparado o “Specification for Robotic Arc Welding Safety”
AWS D16.1M/D16.1:200x
Nestes documentos todas as informações relativas a segurança na soldagem robotizada podem ser encontradas.
Segurança
• Os robôs são
cegos
,
surdos
,
mudos
e “
burros
”
• Obedecem
fielmente
ao que foi
pré-programado
• São bastante
fortes
, principalmente os de grande porte
• São
rápidos
, quando em operação normal
• Quando em operação, mesmo parados, podem estar
fingindo de
mortos
(aguardando comando externo) Resumindo ...
PERIGO!!!!
Segurança
• Limitação física da Área de Trabalho (cercas e
marcas).
• Travas de segurança – Sensores instalados em
pontos estratégicos e que provocam parada
na operação. O programa irá reiniciar de onde
parou .
– Cerca com porta, munida de sensor
– Cortina de luz
Segurança
• Fim de curso - Limitação da área de trabalho
Software (todos os eixos. O próprio controlador
impede
movimentos
além
dos
valores
determinados)
Hardware (stops mecânicos nos eixos 1,2 e 3)
Segurança
• Modos de Operação:
Manual:
Também chamado modo “teach”, é utilizado para
marcar pontos, programar o robô e testar o programa.
Manual pleno:
Modo manual com velocidade de
operação normal.
Automático:
É utilizado em operação normal, após
programado o robô. O Teach pendant fica bloqueado.
Segurança
• Uso do Dead Man (no modo manual) -
dispositivo de habilitação, localizado no teach
pendant e que possui duas posições:
– Pressionado - libera o movimento do robô.
– Liberado - os motores são desativados e os freios
aplicados.
Segurança
• Emergency Stop – botão de parada brusca
Terminal de programação
Painel de controle
OBS : Deve ser usado apenas em caso de real
emergência pelo esforço aplicado nas
•
O QUE É UMA PARADA DE EMERGÊNCIA?
– Definição de parada de emergência
•
Parada de emergência é um estado que ignora qualquer outro
controle do robô, desconecta a força de acionamento dos
motores do robô, interrompe todas as partes móveis e
desconecta a alimentação de qualquer função potencialmente
perigosa controlada pelo sistema do robô.
•
O QUE É UMA PARADA DE EMERGÊNCIA?
– Definição de parada de emergência
•
Um estado de parada de emergência significa que toda a
energia é desconectada do robô, exceto os circuitos de
liberação manual do freio. Você deve realizar um
procedimento de recuperação, quer dizer, restabelecer o
botão de parada de emergência e pressionar o botão Motors
On, para voltar à operação manual.
•
O QUE É UMA PARADA DE EMERGÊNCIA?
– O sistema do robô pode ser configurado para que a parada de
emergência resulte em:
•
Uma parada não controlada, interrompendo imediatamente as
ações do robô ao desconectar a energia dos seus motores.
•
Uma parada controlada, interrompendo as ações do robô com
a energia disponível nos motores para poder manter a
trajetória do robô. Ao ser concluída, desconecta-se a
alimentação.
•
O QUE É UMA PARADA DE EMERGÊNCIA?
– O sistema do robô pode ser configurado para que a parada de
emergência resulte em:
•
A configuração predeterminada é de parada não controlada.
•
No entanto, as paradas controladas são preferidas porque elas
minimizam o desgaste extra e desnecessário no robô e as
ações necessárias para devolver o robô ao sistema de
produção.
•
Consulte a documentação da sua fábrica ou célula para
verificar a configuração do sistema do robô.
• O QUE É UMA PARADA DE EMERGÊNCIA?
– Classificação das paradas
• As normas de segurança que determinam a automação
e os equipamentos do robô definem as categorias às
quais cada tipo de parada se aplica:
– Não controlada
»
categoria 0 (zero)
– Controlada
•
O QUE É UMA PARADA DE EMERGÊNCIA?
– Dispositivos de parada de emergência
•
Em um sistema de robô, existem vários dispositivos de parada
de emergência que podem ser operados para alcançar uma
parada de emergência.
•
Existem botões de parada de emergência no FlexPendant e no
gabinete do controlador.
•
Também podem existir outros tipos de paradas de emergência
no seu robô.
•
Consulte a documentação da sua fábrica ou célula para
verificar a configuração do sistema do robô.
•
O QUE É UMA PARADA DE SEGURANÇA?
– Definição de parada de segurança
•
O sistema do robô pode ser configurado para que a parada
resulte em:
– Uma parada não controlada, interrompendo imediatamente as
ações do robô ao desconectar a energia dos seus motores.
– Uma parada controlada, interrompendo as ações do robô com
a energia disponível nos motores para poder manter a
trajetória do robô. Ao ser concluída, desconecta-se a
alimentação.
• O QUE É UMA PARADA DE SEGURANÇA?
– Definição de parada de segurança
• O sistema do robô pode ser configurado para que a
parada resulte em:
– Uma parada não controlada, interrompendo imediatamente as
ações do robô ao desconectar a energia dos seus motores.
– Uma parada controlada, interrompendo as ações do robô com
a energia disponível nos motores para poder manter a
trajetória do robô. Ao ser concluída, desconecta-se a
alimentação.
• A configuração predeterminada é de parada
controlada.
• O QUE É UMA PARADA DE SEGURANÇA?
– Tipo de paradas de segurança
• As paradas de segurança são ativadas através de
entradas de sinais especiais para o controlador.
• As entradas estão desenhadas para dispositivos de
segurança tais como portas células, cortinas de luz, ou
feixes luminosos.
Segurança
Não Esqueça JAMAIS, pois sua integridade física
depende disso...
• Não entre na área de trabalho do robô
durante a operação no modo automático .
• Respeite as travas de segurança. Elas
interrompem o funciomanento do robô (Cerca
com porta, munida de sensor, Cortina de luz,
etc)
Segurança
• Programe o robô a velocidade baixa, não entre
na sua área de trabalho, etc.
• E principalmente ...
•A garantia de uma operação segura de um robô industrial
depende de quão bem ele é utilizado. O elemento básico de
uma operação segura é o próprio usuário.
•Enquanto trabalhamos com algum medo nos manuseios,
ainda nos preocupamos com a segurança, mas quando nos
familiarizamos com a máquina, passamos a cometer
imprudências
.
A organização Internacional de Normas (ISO)
elaborou em 1992 a norma ISO10218 (segurança
dos robôs manipuladores industriais), sendo esta
fortemente influenciada pelo Japão como país
organizador.
Esta norma foi diretamente traduzida para o japonês,
transformando-se em norma industrial japonesa (JIS
B8433).
Os causadores de acidentes
•38,1 % dos acidentescom os robôs são
causados pelos humanos.
•61,9 % dos acidentes com os humanos são causados pelos robôs.
Em ambos os casos por falha humana.
Em ambos os casos o humano sai perdendo!!!!
O robô
É uma máquina como qualqueroutra. A única diferença é que ele move no espaço.
Tamanho faz diferença
Habilidade e riscoAceleração da Gravidade
Médio Porte
90g
Grande Porte
200g
Risco de vida
100g
Acidentes Típicos
Problema com microeletrônica
Acidentes Típicos
Acidentes Típicos
Falta de atenção
Acidentes Típicos
Acidentes Típicos
Toda a atenção é pouca!!!
Entenda “bem” como funciona o
NR12 - SEGURANÇA DO
TRABALHO EM MÁQUINAS E
EQUIPAMENTOS
NR-12
• Princípios Gerais
– 12.1. Esta Norma Regulamentadora e seus anexos definem referências
técnicas, princípios fundamentais e medidas de proteção para garantir a
saúde e a integridade física dos trabalhadores e estabelece requisitos
mínimos para a prevenção de acidentes e doenças do trabalho nas fases de
projeto e de utilização de máquinas e equipamentos de todos os tipos, e
ainda à sua fabricação, importação, comercialização, exposição e cessão a
qualquer título, em todas as atividades econômicas, sem prejuízo da
observância do disposto nas demais Normas Regulamentadoras – NR
aprovadas pela Portaria nº 3.214, de 8 de junho de 1978, nas normas
técnicas oficiais e, na ausência ou omissão destas, nas normas
internacionais aplicáveis.
• Princípios Gerais
– 12.5. A concepção de máquinas deve atender ao princípio da falha
segura.
• Na ocorrência de situação de falha técnica e/ou falha humana,
relevante à segurança de um sistema e de pessoas, tal sistema deve
entrar em um estado seguro através da atuação imediata de
dispositivos de segurança específicos, projetados para tal
finalidade, de forma a impedir um descontrole do sistema, e,
conseqüentemente, evitar a probabilidade da ocorrência de
acidentes com danos pessoais e/ou materiais.
• Princípios Gerais
– Princípio da "Falha Segura"
• O Princípio da “Falha Segura” considera que máquinas,
equipamentos e seres humanos são falhos, e, portanto a
necessidade de haver dispositivos de segurança para garantir que
essas falhas não gerem lesões e/ou danos materiais.
• Instalações e dispositivos elétricos
QUADRO DE ENERGIA DA MÁQUINA
• Instalações e dispositivos elétricos
DISJUNTOR: proteção
contra sobrecorrente
elétrica
ESTABILIZADOR: proteção
contra sobretensão
elétrica
RELÉ de detecção de
inversão da seqüência de
fases
NR-12
Os relés de segurança possuem as seguintes características: • Redundância de sinais
• Diversidade de componentes
• Monitoramento do sistema de segurança • Elevam a categoria de segurança do circuito
RELÉS DE SEGURANÇA
Os relés de segurança são
dispositivos utilizados para elevar
a categoria de segurança do
sistema. Ele monitora, não
apenas os sinais de entrada,
como ele mesmo e ainda
equipamentos posteriores
(Ex:contatores), elevando assim a
categoria de segurança.
RELÉS DE SEGURANÇA – ONDE INSTALAR?
• Dispositivos de partida, acionamento e parada.
DISPOSITIVO DE PARTIDA E PARADA
Botão
de
Partida
Botão
de
Parada
NR-12
• Dispositivos de partida, acionamento e parada.
COMANDO BIMANUAL
(dispositivo de acionamento)
Botão de parada de emergência Botões de comando bimanualProtetor dos botões
• Dispositivos de partida, acionamento e parada.
Comando bimanual na estrutura
de prensa mecânica
• Dispositivos de partida, acionamento e parada.
Comando bimanual em
pedestal
• Sistemas de segurança
CORTINA DE LUZ DE SEGURANÇA:
dispositivo que produz uma cortina de luz infravermelha que supervisiona a área útil compreendida entre as unidades de
transmissão e recepção. Se essa área for invadida, uma saída de sinal em canal
duplo comandará a parada da operação da máquina. Deve ser monitorado por
interface de segurança (RS, CCS ou CLP). DETECTORES DE PRESENÇA
OPTOELETRONICOS. Deve ser monitorado por interface de segurança (CLP, etc...).
• Sistemas de segurança
CORTINA DE LUZ DE SEGURANÇA: aplicação em máquina industrial
• Sistemas de segurança
CORTINA DE LUZ DE SEGURANÇA: aplicação em centro de usinagem
• Sistemas de segurança
CORTINA DE LUZ DE SEGURANÇA: aplicação em processo robotizado
Características:
As cortinas de Luz possuem as seguintes características:
- princípio de supervisão através de vários feixes infravermelhos
-auto teste -Redundante
-Categoria de segurança 4 - alcance de até 18m
Resolução
Dedo Mão Partes do corpo Largura %protegida (alcance de operação) Altura protegida
NR-12
Instalação Adequada
Reavaliar Instalação
DISTANCIA DE SEGURANÇA – EN999
DISPOSITIVOS DE PROTEÇÕES
• Cortina de luz com redundância e auto teste, classificada
como tipo ou categoria 4, Conforme a IEC EN 61496, partes 1 e 2, a EN 999 e a NBR 14009...
• utilizar cortina de luz conjugada com comando bimanual
(item 8.3)..
Usando-se espelhos refletores é possível cobrir uma área de risco por vários lados.
Pelo espelho a largura da área protegida é reduzida em no máx.15 %.
Devido ao difícil ajuste entre emissor e receptor, não
devem ser empregados mais do que 2 espelhos refletores.
APLICAÇÕES : ESPELHOS REFLETORES
Cortina Espelho
VÁLVULA DE SEGURANÇA
PARA SISTEMAS DE FREIO E EMBREAGEM
Basta somente utilizar uma
cortina de luz para segurança
total da máquina?
• Sistemas de segurança
SACANNER DE SEGURANÇA A LASER : é um dispositivo optoeletronico que usa reflexão difusa da luz de laser infravermelha emitida para determinar a intrusão de uma pessoa ou pessoa dentro de uma área definida. O
transmissor e o receptor são instalados no mesmo dispositivo. Um espelho de deflexão rotativo emite periodicamente pulsos de laser infravermelho em uma determinada área
angular para criar um campo de detecção de duas dimensões. A luz refletida é processada pelo dispositivo que envia um sinal de parada da máquina se for determinado que um objeto está dentro do campo de detecção
pré-configurado. Deve ser monitorado por interface de segurança (CLP, etc...).
• Sistemas de segurança
SACANNER DE SEGURANÇA A LASER: aplicação em processo robotizado
Área Protegida:
•1 área de Sinalização •1 área de perigo •Montagem horizontal
Área de Protegida:
•Usando apenas a área de perigo •Montagem vertical
Área de Protegida:
•Usando apenas e área de perigo •Montagem vertical Área Protegida: •2 área de Sinalização •2 área de perigo •Montagem horizontal
NR-12
• Sistemas de segurança
LASER DE MULTIPLOS FEIXES DE SEGURANÇA: é um dispositivo de proteção que cria um
campo tridimensional para detecção de mãos e dedos através de feixes de luz laser. Deve ser monitorado por interface de segurança (CLP, etc...).
• Sistemas de segurança
LASER DE MULTIPLOS FEIXES DE SEGURANÇA: aplicação em prensa dobradeira
• Sistemas de segurança
TAPETE DE SEGURANÇA: é um dispositivo de proteção sensível à pressão de contato projetado para detectar a presença de pessoas na sua
superfície de detecção. Quando o tapete é pisado, as placas condutivas se tocam e a resistência do circuito cai para zero. Isto é monitorado pela
unidade de controle, que envia um sinal de parada à máquina. Deve ser monitorado por interface de segurança (CLP, etc...).
• Sistemas de segurança
TAPETE DE SEGURANÇA: aplicações diversas
• Sistemas de segurança
TAPETE DE SEGURANÇA: aplicação em calandra
Os tapetes de segurança possuem as
seguintes características:
• modulares
•Superfície robusta e durável
•100% da superfície atuável
•pequena espessura – 12mm
•Suporta bastante peso
2000N/cm2
•Dispensa manutenção
O que falta ?
Tapete de segurança
Área de Perigo
• Sistemas de segurança
BATENTE DE SEGURANÇA: é um dispositivo de proteção sensível a pressão de contato (depende de uma força de contato) destinado a proteger
portas automáticas e máquinas com conjuntos em movimento. Deve ser monitorado por interface de segurança.
• Sistemas de segurança
BATENTE DE SEGURANÇA: aplicações diversas
• Sistemas de segurança
CHAVE DE INTERTRAVAMENTO DE PROTEÇÃO: operada por lingueta, de modo positivo, que trava a proteção na
posição fechada até que a alimentação da máquina seja isolada, garantindo que a máquina permaneça parada enquanto a proteção estiver aberta.
CHAVE DE INTERTRAVAMENTO DE PROTEÇÃO: aplicação em processo robotizado
As chaves de segurança são dispositivos destinados, em geral, para monitoramento de portas móveis, tendo como função manter a máquina
desligada (perigo interrompido) enquanto a porta estiver aberta.
Enclausuramento da zona de prensagem, com frestas ou passagens que não permitam o ingresso dos dedos e mãos nas áreas de risco, conforme as NBRNM-ISO 13852 e
13854. Pode ser constituído de proteções fixas ou móveis
dotadas de intertravamento por meio de chaves de
segurança, garantindo a pronta paralisação da máquina sempre que forem movimentadas, removidas ou
abertas, conforme a NBRNM 272.
CHAVE SEGURANÇA
Havendo possibilidade de acesso às áreas de risco não monitoradas pela(s) cortina(s), devem existir proteções fixas ou móveis dotadas de intertravamento por meio de chaves de segurança, conforme a NBRNM 272.
Estar enclausuradas, com proteções fixas, e, havendo necessidade de troca freqüente de ferramentas, com proteções móveis dotadas de intertravamento com bloqueio, por meio de chave de segurança, de modo a permitir a abertura somente após a parada total dos movimentos de risco Operar somente com ferramentas fechadas.
