Sistemas de prevención activa de riesgos laborales para maquinaria industrial

Abstract

Los resultados obtenidos durante esta Tesis Doctoral abren una novedosa línea de investigación, centrada en el diseño y desarrollo de Medidas de Seguridad para la eliminación y reducción, de forma activa, de los riesgos asociados a maquinaria industrial, es decir, de forma automática e instantánea, sin ser activados por un trabajador. Actualmente, las únicas Medidas de Seguridad que realizan una prevención activa son los Equipos de Protección Electrosensible (ESPEs) que se componen de tres partes: uno o más sensores (fotoeléctrico, láser, ...), un interruptor de salida (OSSD) conectado al sistema de control de la máquina para impedir/permitir sus funciones, y una unidad de control que gestiona la información proporcionada por el sensor y el comportamiento del OSSD. Los ESPEs más recientes son los Dispositivos de Protección basados en Visión (VBPDs), diseñados para detectar de forma instantánea el acceso de objetos a la zona de peligro de una máquina, a partir de la información capturada por un Sistema de Visión Artificial (SVA). Un VBPD impide las funciones de la máquina mediante la actuación automática de su OSSD cuando detecta un objeto accediendo a dicha zona. El trabajo realizado en esta Tesis Doctoral se ha centrado en el diseño y desarrollo de VBPDs, así como en el análisis y optimización de algoritmos adecuados para su SVA. Para ello, se han realizado diversas pruebas, que han permitido obtener una parametrización de estas Medidas de Seguridad con vistas a su correcta configuración para su uso en aplicaciones reales.

The results obtained in this Ph.D. thesis open a new research line, focused on the design and development of Safety Measures for the elimination and reduction of risks associated with industrial machinery, in an active fashion, i. e., automatically (without being activated by a worker) and with minimum delay. Currently, Electro-sensitive Protective Equipment (ESPEs) are the only type of Safety Measures capable of performing active occupational hazard prevention. An ESPE comprises three parts: one or more sensors (e.g., photoelectric, laser), an output switch (OSSD) connected to the machine control system to prevent or allow its functions, and a control unit that manages the information provided by the sensor and the behavior of the OSSD. Vision Based Protective Devices (VBPDs) are most recently developed group of ESPEs. VBPDs are designed to instantly detect access of objects to the danger zone of a machine, from visual information captured by a Computer Vision System (CVS). A VBPD impedes machine functions by the automatic actuation of its OSSD when it detects and object accessing to that zone. The work performed in this Ph.D. thesis has focused on the design and development VBPDs, as well as on the analysis and optimization of algorithms suitable for their CVS. For this purpose, several tests have been carried out, providing a safe means to control VBPD behaviour under a series of configurable parameters, thus enabling rapid prototyping and easy adaptation to existing machinery applications.