Cobot
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Un cobot , o robot colaborativo , es un robot destinado a la interacción directa entre robots humanos dentro de un espacio compartido, o donde los humanos y los robots están muy cerca. Las aplicaciones Cobot contrastan con las aplicaciones tradicionales de robots industriales en las que los robots están aislados del contacto humano. [1] La seguridad del Cobot puede depender de materiales de construcción livianos, bordes redondeados y la limitación inherente de velocidad y fuerza, o en sensores y software que garanticen un comportamiento seguro. [2] [3]

Gracias a los sensores y otras características de diseño, como materiales ligeros y bordes redondeados, los robots colaborativos (cobots) pueden interactuar de forma directa y segura con los humanos.

La Federación Internacional de Robótica (IFR), [4] una asociación industrial global de fabricantes de robots y asociaciones nacionales de robots, reconoce dos tipos de robots: 1) robots industriales utilizados en automatización (en un entorno industrial) y 2) robots de servicio para uso doméstico. y uso profesional. Los robots de servicio podrían considerarse cobots, ya que están destinados a trabajar junto con los humanos. Los robots industriales han trabajado tradicionalmente por separado de los humanos detrás de vallas u otras barreras protectoras, pero los cobots eliminan esa separación.

Los cobots pueden tener muchos usos, desde robots de información en espacios públicos (un ejemplo de robots de servicio), [5] robots logísticos que transportan materiales dentro de un edificio, [6] hasta robots industriales que ayudan a automatizar tareas poco ergonómicas como ayudar a las personas a mover piezas pesadas. , o las operaciones de alimentación o montaje de la máquina.

El IFR define cuatro niveles de colaboración entre robots industriales y trabajadores humanos: [7]

  • Coexistencia: humanos y robots trabajan juntos sin una valla, pero sin un espacio de trabajo compartido.
  • Colaboración secuencial: el ser humano y el robot están activos en un espacio de trabajo compartido, pero sus movimientos son secuenciales; no funcionan en una pieza al mismo tiempo.
  • Cooperación: Robot y humano trabajan en la misma parte al mismo tiempo, con ambos en movimiento.
  • Colaboración receptiva: el robot responde en tiempo real al movimiento del trabajador humano.

En la mayoría de las aplicaciones industriales de cobots actuales, el cobot y el trabajador humano comparten el mismo espacio pero completan tareas de forma independiente o secuencial (coexistencia o colaboración secuencial). Actualmente, la cooperación o la colaboración receptiva son menos comunes.

Historia

Los cobots fueron inventados en 1996 por J. Edward Colgate y Michael Peshkin, [8] profesores de la Northwestern University . La patente estadounidense de 1997 de Colgate y Peshkin titulada "Cobots" [9] describe "un aparato y método para la interacción física directa entre una persona y un manipulador de propósito general controlado por una computadora". La invención resultó de una iniciativa de General Motors de 1994 dirigida por Prasad Akella del Centro de Robótica de GM y una subvención de investigación de la Fundación de General Motors de 1995 destinada a encontrar una manera de hacer que los robots o equipos similares a robots sean lo suficientemente seguros para trabajar en equipo con personas. [10]

Los primeros cobots aseguraron la seguridad humana al no tener una fuente interna de fuerza motriz . En cambio, la fuerza motriz fue proporcionada por el trabajador humano. [11] La función del cobot era permitir el control del movimiento por computadora, redirigiendo o dirigiendo una carga útil, de manera cooperativa con el trabajador humano. Los cobots posteriores también proporcionaron cantidades limitadas de fuerza motriz. [12] General Motors y un grupo de trabajo de la industria utilizaron el término Dispositivo de asistencia inteligente (IAD) como una alternativa al cobot, que se consideraba demasiado asociado con la empresa Cobotics. En ese momento, la demanda del mercado de dispositivos de asistencia inteligente y la norma de seguridad "Dispositivos de asistencia inteligente T15.1 - Requisitos de seguridad del personal" [13] iba a mejorarmanejo de materiales industriales y operaciones de ensamblaje automotriz. [14]

Cobotics , [15] una empresa fundada en 1997 por Colgate y Peshkin, produjo varios modelos de cobot utilizados en el ensamblaje final de automóviles [16] [12] Estos cobots eran del tipo IFR Responsive Collaboration utilizando lo que ahora se llama "Hand Guided Control". La empresa fue adquirida en 2003 por Stanley Assembly Technologies.

KUKA lanzó su primer cobot, LBR 3, en 2004. Este robot liviano controlado por computadora fue el resultado de una larga colaboración con el instituto del Centro Aeroespacial Alemán . [17] KUKA perfeccionó aún más la tecnología, lanzando el KUKA LBR 4 en 2008 y el KUKA LBR iiwa en 2013. [18]

Universal Robots lanzó su primer cobot, el UR5, en 2008. [19] En 2012 se lanzó el cobot UR10 [20] , y más tarde se lanzó un UR3 más pequeño y de menor carga útil en 2015. Rethink Robotics lanzó un cobot industrial, Baxter , en 2012 [ 21] y el robot colaborativo más pequeño y rápido Sawyer en 2015, diseñado para tareas de alta precisión.

De 2009 a 2013, cuatro robots CoBot, que fueron diseñados, construidos y programados por el grupo de investigación CORAL en la Universidad Carnegie Mellon , registraron más de 130 kilómetros de viajes autónomos dentro del edificio. [22]

FANUC [23] lanzó su primer robot colaborativo en 2015: el FANUC CR-35iA con una pesada carga útil de 35 kg. [24] Desde entonces, FANUC ha lanzado una línea más pequeña de robots colaborativos que incluyen FANUC CR-4iA, CR-7iA y la versión de brazo largo CR-7 / L.

ABB lanzó en 2015 YuMi, [25] el primer robot colaborativo de doble brazo.

A partir de 2019 de Universal Robots era el líder del mercado, seguido de Techman Robot Inc. . [26] Techman Robot Inc. es un fabricante de cobots fundado por Quanta en 2016. Tiene su sede en el Parque Tecnológico Hwa Ya de Taoyuan.

Estándares y pautas

RIA BSR / T15.1, un proyecto de norma de seguridad para dispositivos de asistencia inteligente, fue publicado por la Asociación de Industrias Robóticas, un grupo de trabajo de la industria en marzo de 2002. [27]

El estándar de seguridad de robots (ANSI / RIA R15.06 se publicó por primera vez en 1986, después de 4 años de desarrollo. Se actualizó con ediciones más recientes en 1992 y 1999. En 2011, ANSI / RIA R15.06 se actualizó nuevamente y ahora es un adopción nacional de las normas de seguridad combinadas ISO 10218-1 e ISO 10218-2. Las normas ISO se basan en ANSI / RIA R15.06-1999. Un documento complementario fue desarrollado por ISO TC299 WG3 y publicado como una Especificación Técnica ISO, ISO / TS 15066: 2016. Esta Especificación Técnica cubre la robótica colaborativa - requisitos de los robots y las aplicaciones integradas. [28] ISO 10218-1 [29] contiene los requisitos para robots - incluyendo aquellos con capacidades opcionales para permitir aplicaciones colaborativas. ISO 10218- 2: 2011 [30] e ISO / TS 15066[31] contienen los requisitos de seguridad para aplicaciones robóticas colaborativas y no colaborativas. Técnicamente, la aplicación de robot <colaborativa> incluye el robot, el efector final (montado en el brazo del robot o manipulador para realizar tareas que pueden incluir manipular o manipular objetos) y la pieza de trabajo (si se manipula un objeto).

La seguridad de una aplicación de robot colaborativo es el problema, ya que NO existe un término oficial de "cobot" (dentro de la estandarización de robots). Cobot se considera un término de ventas o marketing porque la aplicación determina "colaborativo". Por ejemplo, un robot empuñando una herramienta de corte o una pieza de trabajo afilada sería peligroso para las personas. Sin embargo, el mismo robot que clasifica las astillas de espuma probablemente sea seguro. En consecuencia, la evaluación de riesgos realizada por el integrador de robots aborda la aplicación (uso) previsto. ISO 10218 Partes 1 y 2 se basan en la evaluación de riesgos (de acuerdo con ISO 12100). En Europa, la Directiva de maquinariaes aplicable, sin embargo, el robot en sí mismo es una máquina parcial. El sistema de robot (robot con efector final) y la aplicación del robot se consideran máquinas completas. [32] [33]

Ver también

  • Air-Cobot , un robot móvil colaborativo para inspeccionar aeronaves
  • Vehículo guiado automatizado

Referencias

  1. ^ "Yo, Cobot: colaboración futura del hombre y la máquina" El fabricante (15/11/2015). Consultado el 19 de enero de 2016.
  2. ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 23 de agosto de 2019 . Consultado el 23 de agosto de 2019 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  3. ^ ISO 10218-1: 2011, ISO 10218-2: 2011, ISO / TS 15066: 2015
  4. ^ ifr.org
  5. ^ https://www.youtube.com/watch?v=W-RKAjP1DtA .
  6. ^ http://www.aethon.com/tug/tughealthcare/
  7. ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 23 de agosto de 2019 . Consultado el 23 de agosto de 2019 . CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  8. ^ Van, Jon (11 de diciembre de 1996). "Ventaja mecánica" . Chicago Tribune .
  9. ^ "Cobots" Patente de Estados Unidos 5.952.796
  10. ^ Teresko, John (21 de diciembre de 2004). "¡Aquí vienen los Cobots!" . Semana de la industria .
  11. ^ "Arquitectura Cobot" . Transacciones IEEE sobre robótica y automatización . 17 (4). 2001.[ enlace muerto ]
  12. ^ a b "Una historia de robots colaborativos: de las asistencias de elevación inteligentes a los cobots" Engineering.com, 28 de octubre de 2016
  13. ^ Publicado en marzo de 2002 por la Asociación de Industrias Robóticas
  14. ^ "Cobots para la línea de montaje de automóviles" Conferencia internacional sobre robótica y automatización, Detroit, MI, 1999, págs. 728-733
  15. ^ "Stanley pasa a la manipulación de materiales con la adquisición de Cobotics" . Grúas hoy . 2 de abril de 2003.
  16. ^ "Dispositivos de asistencia inteligente: tecnología revolucionaria para el manejo de materiales" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de enero de 2017 . Consultado el 29 de mayo de 2016 .
  17. ^ "Robot ligero DLR III" . Archivado desde el original el 14 de noviembre de 2016 . Consultado el 16 de septiembre de 2016 .
  18. ^ "Historia del DLR LWR" . 2018-03-17.
  19. ^ "Una breve historia de los robots colaborativos" Engineering.com, 19 de mayo de 2016
  20. ^ "Brazo robótico industrial colaborativo UR10 - Carga útil de hasta 10 kg" . www.universal-robots.com .
  21. ^ "Modelado cinemático, validación y representación reconfigurable de Baxter" Documento técnico SAE 2016-01-0334, 2016
  22. ^ "Localización y navegación de los CoBots durante implementaciones a largo plazo" . Revista Internacional de Investigación en Robótica . 32 (14). 2013.
  23. ^ "FANUC anuncia récord de 400.000 robots vendidos en todo el mundo" . Corporación FANUC América . Consultado el 3 de febrero de 2017 .[ enlace muerto permanente ]
  24. ^ "FANUC America presenta el nuevo robot colaborativo CR-35iA diseñado para trabajar junto con los humanos" . Corporación FANUC América . Consultado el 3 de febrero de 2017 .[ enlace muerto permanente ]
  25. ^ "Hitos históricos de ABB" . Archivado desde el original el 25 de marzo de 2016 . Consultado el 29 de agosto de 2019 .
  26. ^ Huang, Elaine. "Este robot fabricado en Taiwán está atrayendo la atención internacional" . english.cw.com.tw . CommonWealth . Consultado el 8 de julio de 2020 .
  27. ^ Asociación de industrias robóticas, BSR / T15.1 marzo de 2020
  28. ^ "ISO / TS 15066: 2016 - Robots y dispositivos robóticos - Robots colaborativos" . www.iso.org .
  29. ^ ISO 10218-1: 2011 Robots y dispositivos robóticos - Requisitos de seguridad para robots industriales - Parte 1: Robots. Organización Internacional de Normalización (ISO)
  30. ^ ISO 10218-2: 2011 Robots y dispositivos robóticos - Requisitos de seguridad para robots industriales - Parte 2: Sistemas e integración de robots. Organización Internacional de Normalización (ISO)
  31. ^ ISO / TS 15066: 2016 Robots y dispositivos robóticos - Robots colaborativos. Organización Internacional de Normalización (ISO)
  32. ^ Directiva de maquinaria
  33. ^ Guía de la Directiva de maquinaria

enlaces externos

  • Instituto de Seguridad y Salud en el Trabajo del Seguro Social de Accidentes de Alemania (IFA), Cooperación segura entre seres humanos y robots
  • Página web CoBot del proyecto CORAL en la Carnegie Mellon School of Computer Science
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