Guia de manuals tècnics de robots col·laboratius (cobots): manteniment, programació bàsica i seguretat de contacte humà-robot

Un cobot es diferencia d'un robot industrial clàssic precisament perquè treballa a tocar de l'operari, sense cel·la de seguretat tancada. Aquesta proximitat física només és segura si els límits de força, velocitat i parell que marca el manual tècnic —i que exigeix la norma ISO/TS 15066— es respecten exactament durant la programació i el manteniment. Quan aquests paràmetres es configuren "a ull" perquè trobar-los al manual triga massa, el risc deixa de ser teòric.

Per què els manuals de cobots concentren informació més crítica que un robot industrial convencional?

Un robot industrial clàssic opera dins d'una cel·la tancada amb barreres físiques, i el manual tècnic se centra sobretot en programació, manteniment mecànic i manteniment predictiu. Un cobot, en canvi, comparteix espai de treball amb persones sense barrera física en la majoria d'aplicacions, cosa que obliga el manual del fabricant a incloure una capa addicional: els límits de força i pressió per zona de contacte (mans, avantbraç, tòrax, cap), les distàncies de separació mínimes segons la velocitat de l'eina, i els paràmetres exactes de cada mode col·laboratiu configurat per a l'aplicació concreta.

Aquesta informació no és genèrica per model de cobot: varia segons l'eina final acoblada (pinça, ventosa, eina de soldadura), el pes de la càrrega útil, la velocitat de treball configurada i el resultat de l'avaluació de risc específica de la cel·la, obligatòria per ISO 10218-2 i la Directiva de Màquines. Això significa que dos cobots idèntics instal·lats amb aplicacions diferents poden tenir límits de força completament diferents documentats en fitxes separades, i que consultar el manual genèric del fabricant sense la fitxa d'aplicació concreta pot portar a una configuració incorrecta.

Quins són els quatre modes col·laboratius i com afecten la programació bàsica?

La norma ISO 10218-1 defineix quatre modes de col·laboració humà-robot, i el manual tècnic de cada cobot especifica quins suporta i amb quins paràmetres:

• Aturada de seguretat supervisada (Safety-rated Monitored Stop): el robot s'atura completament quan un operari entra a l'espai col·laboratiu i reprèn el moviment automàticament quan aquest en surt, sense necessitat de rearmament manual en la majoria de configuracions.
• Guiat manual (Hand Guiding): l'operari mou el braç del robot directament amb la mà per ensenyar-li una trajectòria, habitualment amb un botó d'habilitació ("dead-man switch") que ha d'estar activat durant tot el moviment. El manual defineix la força màxima acceptada al punt de guiat i el comportament en cas d'alliberar el botó.
• Control de velocitat i separació (Speed and Separation Monitoring): el robot redueix velocitat o s'atura en funció de la distància detectada respecte a l'operari, mitjançant sensors d'àrea o visió. El manual especifica les zones de reducció de velocitat i les distàncies mínimes segons el sensor instal·lat.
• Limitació de potència i força (Power and Force Limiting): el mode més habitual en cobots de sobretaula, on el propi disseny mecànic i el control de parell limiten la força de contacte a nivells segurs segons ISO/TS 15066, sense necessitat de sensors externs addicionals.

A l'hora de programar una trajectòria bàsica —encara que sigui amb guiat manual, l'opció més intuïtiva per a un operari sense formació en robòtica— cal respectar els límits de velocitat i acceleració que el manual defineix per al mode col·laboratiu actiu. Superar-los per "anar més ràpid" durant la posada en marxa és un error habitual que pot invalidar la certificació de seguretat de la cel·la.

Quines tasques de manteniment són específiques d'un cobot i no d'un robot industrial estàndard?

El manteniment mecànic bàsic —lubricació d'articulacions, verificació de cablejat, revisió d'encoders— és similar al d'un robot industrial convencional. Però el manual tècnic d'un cobot afegeix procediments específics vinculats directament a la seguretat col·laborativa:

1. Verificació periòdica dels sensors de parell/força a cada articulació: aquests sensors són els que detecten el contacte no planificat i activen l'aturada de seguretat. El manual especifica la freqüència de calibratge i el procediment de verificació funcional, que sol requerir una prova de contacte controlat amb valors de referència documentats.
2. Comprovació del temps de resposta a l'aturada: el manual defineix el temps màxim acceptable entre la detecció de contacte i l'aturada efectiva del moviment, un paràmetre que es degrada amb el desgast dels components i que cal validar periòdicament, no només en la posada en marxa inicial.
3. Revisió de l'estat de l'eina final i les seves vores: moltes fitxes d'aplicació especifiquen requisits de vores arrodonides o coberta acolxada a l'eina per reduir el risc de contacte, i el manual de manteniment ha d'incloure la inspecció periòdica d'aquests elements de seguretat passiva.
4. Actualització de firmware i el seu impacte en la certificació: a diferència d'un robot industrial en cel·la tancada, una actualització de firmware en un cobot pot alterar el comportament dels límits de seguretat i, segons el fabricant, pot requerir tornar a validar l'avaluació de risc de l'aplicació.

Com afecta l'avaluació de risc a la programació diària del cobot?

A diferència d'un robot industrial estàndard, on el manual del fabricant sol ser suficient per programar amb seguretat, un cobot requereix combinar el manual tècnic del fabricant amb el document d'avaluació de risc específic de la instal·lació —obligatori segons la Directiva de Màquines 2006/42/CE i, a partir de la seva transposició, el Reglament de Màquines 2023/1230. Aquest document defineix, per a cada aplicació concreta, quins límits de velocitat, força i separació s'han validat i certificat per aquella cel·la en particular.

Això té una conseqüència pràctica important: un canvi aparentment menor —canviar la pinça, augmentar el pes de la peça manipulada, modificar la trajectòria per guanyar cicle— pot invalidar l'avaluació de risc existent si no es revisa contra els límits documentats. El manual tècnic i la fitxa d'avaluació de risc haurien de consultar-se conjuntament abans de qualsevol modificació de l'aplicació, no només en la instal·lació inicial.

On encaixa un manual viu com el d'IgeraIndustria en aquest procés?

IgeraIndustria indexa el manual tècnic del cobot, la fitxa d'avaluació de risc de cada aplicació i l'historial de manteniment i calibratge en un únic sistema consultable en llenguatge natural. En lloc de buscar manualment entre el manual genèric del fabricant i el document d'avaluació de risc específic de la cel·la —dos documents que sovint viuen en carpetes separades i s'actualitzen en moments diferents—, l'operari o el tècnic pregunta directament i rep la resposta amb citació exacta del document i la secció d'origen.

Aquesta capacitat és especialment rellevant quan es modifica una aplicació de cobot: el sistema pot indicar si el canvi proposat (nova eina, nova càrrega, nova trajectòria) està cobert per l'avaluació de risc vigent o si requereix revisió abans de posar-lo en marxa, reduint el risc de treballar amb una configuració de seguretat desactualitzada sense saber-ho.

Preguntes freqüents

Un cobot es pot instal·lar sempre sense cap barrera física?

No necessàriament. La possibilitat d'operar sense barrera depèn del resultat de l'avaluació de risc específica de cada aplicació, no és una propietat automàtica del cobot pel fet de ser "col·laboratiu". Factors com la velocitat necessària, el pes de la càrrega útil o la vora de l'eina final poden obligar a mantenir alguna mesura de protecció addicional, encara que sigui parcial.

Amb quina freqüència cal calibrar els sensors de parell d'un cobot?

La freqüència exacta la defineix el fabricant per a cada model al manual de manteniment i pot variar segons la intensitat d'ús i el nombre de cicles. En absència d'una indicació específica al manual, aquesta verificació sol incloure's dins la ronda de manteniment preventiu periòdica, sense substituir mai la validació documentada pel fabricant.

Cal repetir l'avaluació de risc cada vegada que es canvia l'eina final?

Sí, en general. Un canvi d'eina pot alterar el pes, la vora de contacte o la distribució de massa del conjunt en moviment, factors que afecten directament els límits de força biomecànica d'ISO/TS 15066. Per això, qualsevol modificació de l'eina final hauria de revisar-se contra l'avaluació de risc vigent abans de tornar a posar la cel·la en producció.

Qui pot fer el guiat manual (hand guiding) d'un cobot?

El manual tècnic del fabricant especifica els requisits de formació mínima per a l'operari que utilitzarà aquest mode, i sovint recomana una formació específica sobre el comportament del botó d'habilitació i el procediment d'aturada d'emergència, més enllà de la formació general de seguretat en planta.

Un cobot certificat és automàticament segur en qualsevol aplicació?

No. La certificació del cobot com a component confirma que compleix els requisits tècnics generals, però la seguretat final de l'aplicació concreta depèn de l'avaluació de risc integrada de tota la cel·la —incloent l'eina final, l'entorn de treball i el procés—, obligatòria segons ISO 10218-2 i el Reglament de Màquines. Un cobot ben certificat mal integrat pot no ser segur.