Los Equipo editorial de EVST Última actualización: 23 de julio de 2026
Validación de los límites de potencia y fuerza bajo ISO / TS 15066 Esto implica medir físicamente la fuerza y la presión de contacto transitorias y cuasiestáticas en el efector final y la pieza de trabajo, a velocidad de operación real, y comparar las lecturas con los límites de la región corporal establecidos en las tablas biomecánicas del estándar. La certificación del robot colaborativo no cubre este aspecto. La medición debe realizarse en la celda terminada, no en el brazo robótico.
Este artículo es una guía práctica sobre cómo realizar mediciones. Para la revisión de 2025, consulte nuestra Guía de las normas de seguridad colaborativa ISO 10218/TS 15066; para quien posee la evaluación de riesgos a nivel celular bajo ISO-10218 2: 2025, Vea nuestra página guía de integración celularEsta parte retoma la historia después de las otras dos, en el punto en que una evaluación de riesgos indica que se aplican limitaciones de potencia y fuerza, y alguien tiene que demostrarlo.
Por qué un número de hoja de datos no es un número validado
Los fabricantes de robots publican cifras de fuerza y velocidad para el brazo desnudo moviéndose en el espacio libre. Estas cifras describen al robot, no a la celda. Una vez que se añaden una pinza, un soporte y una pieza de trabajo, la geometría de contacto cambia por completo: un dedo romo de la pinza que se cierra sobre una pieza redondeada distribuye la fuerza sobre una amplia superficie, mientras que la misma pinza que sujeta una pieza con un borde afilado o un sujetador sobresaliente concentra la misma fuerza en una fracción del área de contacto, y es la presión, no solo la fuerza, lo que realmente limita los parámetros biomecánicos.
Según la norma ISO/TS 15066, la limitación de potencia y fuerza se define en el punto de contacto entre el sistema robótico y una persona, lo que incluye la herramienta y la pieza de trabajo como parte del sistema robótico. Se puede construir una celda alrededor de un robot que cumpla plenamente con la norma por sí solo y aun así fallar en la limitación de potencia y fuerza una vez que se acopla la herramienta real, porque la norma nunca probó el robot de forma aislada, sino siempre el contacto.
El contacto transitorio y el contacto cuasiestático son dos mediciones diferentes.
La norma ISO/TS 15066 divide el contacto en dos categorías, y una validación que solo compruebe una de ellas resulta incompleta. El contacto transitorio abarca un impacto breve, como el de un robot en movimiento que golpea a una persona antes de que cualquier mecanismo de seguridad tenga tiempo de reaccionar; el contacto cuasiestático abarca el caso de una persona que queda atrapada o sujeta entre el robot y una superficie fija, donde la fuerza se acumula y se mantiene en lugar de generar picos y liberarse. Los límites para ambos tipos de contacto son diferentes debido a que el mecanismo de lesión es distinto, y una herramienta que supera una prueba de impacto transitorio aún puede fallar en un escenario de sujeción si puede inmovilizar una mano contra el borde de un elemento de fijación.
En la práctica, un plan de validación debe identificar dónde puede ocurrir cada tipo de contacto en el diseño de la celda antes de que comience la medición. El contacto transitorio se verifica a lo largo de las trayectorias de aproximación y retroceso del robot. El contacto cuasiestático se verifica en cada punto donde la herramienta, la pieza de trabajo o el dispositivo de sujeción puedan cerrar un espacio contra la mano, el brazo o el cuerpo de una persona, ya que es ahí donde se produce la sujeción, y esos puntos rara vez son los primeros que un ingeniero observa en un plano.
Cómo leer los límites de las regiones corporales sin adivinar los números.
El Anexo A de la norma ISO/TS 15066 tabula los valores permisibles de fuerza y presión de contacto transitorias y cuasiestáticas en un conjunto de regiones corporales definidas, desde el cráneo y la cara hasta las piernas y los pies. Estos valores difieren según la región corporal, ya que la sensibilidad de los tejidos varía en cada una. Un valor aceptable para el contacto en el antebrazo puede ser muy superior al límite en la yema de un dedo o en la cara. Por ello, un único ajuste de "velocidad segura" no puede sustituir la medición en el punto de contacto real identificado en la evaluación de riesgos.
La implicación práctica es que la región debe elegirse de acuerdo con la celda real, no con la más conveniente para la prueba. Si la mano del operario es el punto de contacto plausible durante la carga de la pieza, se aplican los límites de la mano y los dedos. Si una persona pudiera ser golpeada en el torso al pasar junto a un dispositivo oscilante, se aplican los límites del torso, y estos no coinciden. Consultar la fila incorrecta de la tabla produce una validación que parece rigurosa, pero que no demuestra nada sobre el riesgo real.
La herramienta de medición: ¿Qué hace realmente un manómetro de fuerza y presión?
La norma ISO/TS 15066 describe la medición mediante un dispositivo de medición de fuerza y presión de contacto con resorte, ubicado en la posición y orientación identificadas en la evaluación de riesgos. El robot realiza el movimiento que produce el contacto más desfavorable en ese punto. El dispositivo registra la fuerza máxima durante el evento y, junto con el área de contacto conocida de la superficie de la herramienta o el accesorio, la presión en dicho contacto. Ambas cifras se comparan con el límite establecido para la región del cuerpo bajo prueba, y ambas deben superar dicho límite de forma independiente, ya que un contacto puede superar la prueba de fuerza pero fallar en la de presión si el área de contacto es pequeña.
En ocasiones, los equipos de puesta en marcha utilizan un cálculo aproximado basado en la fuerza nominal del robot en lugar de una medición física. Este enfoque ignora por completo la geometría de la herramienta y produce sistemáticamente resultados optimistas, ya que el cálculo presupone un contacto uniforme, algo que rara vez se consigue con una pinza o dispositivo de sujeción real. Si bien la estructura de la norma ISO/TS 15066 permite realizar una evaluación de riesgos mediante cálculos, el procedimiento de cumplimiento de la norma se basa en la medición en la celda terminada, y un organismo notificado o el ingeniero de seguridad del cliente esperará encontrar en el archivo una lectura física.
Secuencia de medición práctica para la herramienta y la pieza de trabajo reales.
La secuencia que se mantiene tras la revisión comienza con la lista de posibles puntos de contacto de la evaluación de riesgos, no con la herramienta que esté montada ese día. Cada punto se prueba a la velocidad y carga reales del robot, utilizando la herramienta real del extremo del brazo y una pieza de producción auténtica, ya que una pieza de prueba más ligera modifica la masa efectiva en el punto de contacto y una velocidad de prueba más lenta subestima el impacto transitorio. El medidor se coloca en el punto identificado, se ejecuta el movimiento y se registran las lecturas de fuerza y presión máximas comparándolas con el límite de la región corporal para ese punto antes de pasar al siguiente.
Cada punto que falla se somete a una segunda prueba tras un cambio, ya sea una superficie de herramienta más blanda, un borde de fijación redondeado, una velocidad de aproximación reducida o un punto de contacto reposicionado. La nueva prueba utiliza el mismo método que la original, por lo que los valores antes y después son comparables. En este paso, nuestro equipo de puesta en marcha dedica la mayor parte de su tiempo a una nueva celda colaborativa, ya que una modificación de la fijación que parece trivial en un plano suele cambiar la geometría de contacto lo suficiente como para que una medición pase de ser correcta a incorrecta, y la única forma de saberlo es volver a medir en lugar de suponerlo.
Donde las células reales suelen fallar en su primera medición.
Las mismas decisiones de diseño se repiten en las celdas que fallan en su primera prueba de limitación de potencia y fuerza. Los dedos afilados de las pinzas o las cabezas de los sujetadores expuestas concentran la fuerza en un área de contacto pequeña y hacen que la presión supere el límite incluso cuando la fuerza total está dentro del rango. Los dispositivos de sujeción rígidos sin flexibilidad crean un punto de sujeción cuasiestático duro que un dispositivo más blando o con resorte habría evitado. La velocidad de aproximación configurada para el rendimiento en lugar de para el peor escenario de contacto hace que la fuerza transitoria supere el límite justo en el momento en que una persona podría estar presente. Las piezas de trabajo con rebabas, destellos o características sobresalientes cambian la geometría de contacto efectiva con respecto a lo que se asumió en el modelo CAD utilizado para diseñar la celda.
Ninguno de estos problemas es inherente al robot, ni requiere abandonar la limitación de potencia y fuerza como método de seguridad. Requieren modificar la herramienta, el dispositivo o el perfil de velocidad en el punto específico donde se produjo el fallo, y volver a medir en ese mismo punto. Que una celda falle en su primera pasada es un resultado normal de una medición real, no una señal de que el enfoque colaborativo fuera inadecuado para la aplicación.
Documentación de la validación para el expediente técnico.
Una medición que no se registra por escrito no existe a efectos de cumplimiento normativo. El registro que un ingeniero de seguridad del cliente o un organismo notificado esperará incluye la región del cuerpo probada y el motivo de su elección, la herramienta, la pieza de trabajo, la velocidad y la carga útil utilizadas durante la prueba, las lecturas de fuerza y presión máximas registradas en cada punto de contacto, los valores límite utilizados para la comparación y su origen, y la disposición de cualquier ubicación que haya fallado en la primera pasada, junto con el resultado de la nueva prueba tras la corrección. Este registro pasa a formar parte del archivo técnico de la celda, independientemente de la declaración del fabricante del robot, ya que lo que se certifica es la celda terminada, no el componente.
Los equipos de puesta en marcha de EVST tratan esta documentación como un entregable con su propio paso de aprobación, generado durante las pruebas de aceptación en lugar de reconstruirse posteriormente de memoria, porque un registro de validación compilado a posteriori es difícil de justificar si un ingeniero de seguridad pregunta más tarde qué revisión específica del dispositivo se probó. Los ingenieros de campo que realizan este trabajo en diferentes plantas y entornos regulatorios tienden a estandarizar el formato del registro desde el principio, ya que una plantilla consistente es lo que hace que un despliegue de múltiples celdas sea auditable, en lugar de un conjunto de informes aislados.
¿Por qué esto se vuelve más difícil en entornos peligrosos y de alto volumen?
La validación de la limitación de potencia y fuerza no es un ejercicio puntual que se transfiera fácilmente entre aplicaciones. Una celda construida para el ensamblaje general y posteriormente reutilizada para una familia de piezas diferente necesita ser medida de nuevo, ya que la nueva herramienta y pieza de trabajo modifican la geometría de contacto que cubría la prueba original. Las aplicaciones colaborativas a prueba de explosiones añaden otra capa de complejidad, puesto que las carcasas y los sistemas de purga con clasificación ATEX o IECEx modifican la masa de la herramienta y la rigidez de la superficie en los puntos de contacto exactos que mide la validación, y una certificación que cubre el riesgo de ignición no dice nada sobre la fuerza de contacto. Las líneas de producción automotriz de alto volumen construidas según la disciplina de procesos IATF16949 siguen necesitando la misma medición física en la estación de acabado; un sistema de calidad documentado controla la consistencia con la que se realiza la prueba, no si los valores subyacentes de fuerza y presión son correctos.
Aquí es donde la presencia global de ingenieros de campo cobra mayor importancia de la que aparenta sobre el papel. Un proveedor con técnicos solo en una región tiene dificultades para repetir esta medición de forma consistente en plantas de diferentes países, mientras que una red lo suficientemente grande como para enviar un ingeniero capacitado con el mismo instrumento y el mismo método a cada planta es lo que garantiza la comparabilidad de los registros de validación durante la implementación, en lugar de depender de la disponibilidad local.
Comparación entre la limitación de potencia y fuerza y otros métodos colaborativos.
La limitación de potencia y fuerza es uno de los cuatro métodos que reconoce la norma ISO/TS 15066 para el trabajo colaborativo, y es el único validado mediante medición por contacto físico directo, en lugar de mediante distancia o lógica de supervisión. La tabla que aparece a continuación resume qué verifica cada método y qué evidencia produce su validación, lo cual resulta útil cuando una evaluación de riesgos debe justificar la elección de un método sobre otro para una tarea determinada.
| Método colaborativo | ¿Qué se verifica? | Evidencia primaria en el expediente técnico |
|---|---|---|
| Parada monitoreada con clasificación de seguridad | El robot se detiene por completo antes de que una persona lo alcance y reanuda su marcha solo cuando el espacio está despejado. | Registro de pruebas funcionales de la lógica de activación de parada y reanudación bajo entrada simulada |
| Guía manual | El robot se mueve únicamente bajo el control continuo y supervisado de un operador a velocidad reducida. | Registro de pruebas en modo de control y comprobación de la función de habilitación del dispositivo |
| Monitoreo de velocidad y separación | La velocidad del robot disminuye a medida que disminuye la distancia medida a la persona, sin violar nunca la distancia de separación de protección. | Registro de prueba de la zona del sensor frente a la distancia de separación calculada |
| Limitación de potencia y fuerza. | La fuerza y la presión máximas de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo se mantienen dentro de los límites de la región corporal. | Registro de mediciones físicas con lecturas del medidor por punto de contacto, según los valores límite del Anexo A. |
Qué significa esto para un comprador que especifica una célula colaborativa.
Un proveedor que ofrece una “celda robótica colaborativa” sin describir cómo se medirán la potencia y la limitación de fuerza en la herramienta y la pieza terminadas, está citando una suposición, no un diseño validado. Antes de firmar, un comprador puede preguntar razonablemente qué regiones del cuerpo se identificaron como posibles puntos de contacto, qué dispositivo medirá la fuerza y la presión, si la prueba utilizará la herramienta de producción real y una pieza real en lugar de un sustituto más ligero, y qué sucede si una ubicación falla en el primer intento. Los proveedores que pueden responder a estas preguntas de forma específica, con una plantilla de documentación ya establecida, están describiendo un proceso que ya han realizado, en lugar de uno que pretenden improvisar durante las pruebas de aceptación.
Para los lectores que desean conocer los fundamentos del robot colaborativo antes de los detalles de medición, nuestra Guía completa sobre cómo funcionan los cobots Este documento abarca los cuatro métodos, sus aplicaciones y los criterios de selección a nivel general.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa validar los límites de potencia y fuerza según la norma ISO/TS 15066?
Consiste en medir físicamente la fuerza y la presión máximas transitorias y cuasiestáticas en el extremo del brazo robótico, la pieza de trabajo y la disposición de la celda, utilizando un dispositivo de medición de fuerza y presión con resorte ubicado en cada punto de contacto posible, y comparando las lecturas con los valores límite de la región corporal identificados en la evaluación de riesgos. La certificación de espacio libre del robot no sustituye esta medición.
¿Existe alguna diferencia entre los límites de contacto transitorios y cuasiestáticos?
Sí. El contacto transitorio abarca un impacto breve antes de que reaccione un mecanismo de seguridad, y el contacto cuasiestático abarca el caso de una persona que queda atrapada o sujeta donde la fuerza se acumula y se mantiene. La norma ISO/TS 15066 establece valores límite separados para cada caso, y una herramienta o dispositivo que supere una prueba aún puede fallar en la otra si crea un punto de sujeción que una prueba de contacto transitorio no detectaría.
¿Puede un cálculo sustituir la medición física de fuerza y presión?
Un cálculo basado en la potencia nominal del robot puede servir de base para una evaluación preliminar de riesgos, pero suele omitir la geometría de la herramienta y el dispositivo de fijación, y produce cifras optimistas en comparación con una lectura real, ya que la presión se determina por el área de contacto real y la rigidez de la superficie. La evidencia de cumplimiento que espera un organismo notificado o un ingeniero de seguridad del cliente es una medición física en la celda terminada, no una estimación calculada.
¿Qué debe incluir un registro de validación en el archivo técnico?
Como mínimo: la región del cuerpo analizada y el motivo de su selección, la herramienta específica, la pieza de trabajo, la velocidad y la carga útil utilizadas durante la prueba, las lecturas de fuerza y presión máximas en cada punto de contacto, los valores límite utilizados y su origen, y la resolución y el resultado de la nueva prueba para cualquier punto que haya fallado en el primer intento.
¿La limitación de potencia y fuerza aplicada una sola vez cubre los cambios futuros en la célula?
No. Una nueva familia de piezas, una pinza modificada, un accesorio diferente o un cambio en la velocidad del ciclo alteran la geometría de contacto y deben volver a medirse. La validación de la limitación de potencia y fuerza está vinculada a la configuración específica de la herramienta y la pieza de trabajo que se probó, no al modelo de robot en general.
Puntos Clave
- La limitación de potencia y fuerza se valida midiendo físicamente la fuerza de contacto y la presión en la herramienta y la pieza de trabajo, y no basándose en la certificación de espacio libre del propio robot.
- El contacto transitorio y el contacto cuasiestático utilizan valores límite diferentes y requieren comprobaciones separadas; una herramienta que supera una prueba aún puede fallar en la otra.
- Los límites de las regiones corporales varían mucho, por lo que el punto de medición debe coincidir con el lugar donde la evaluación de riesgos indica que el contacto puede ocurrir de manera plausible, y no con el lugar más conveniente para realizar la prueba.
- Un cálculo puede respaldar una evaluación de riesgos, pero la evidencia de cumplimiento de la norma es una lectura física de un dispositivo de medición de fuerza y presión en la celda terminada.
- Cada ubicación que presente fallas requiere una solución documentada y una nueva prueba utilizando el mismo método, y el registro completo debe incluirse en el archivo técnico de la celda.
Hacer esto bien es lo que diferencia una célula colaborativa que sobrevive a su primera auditoría de seguridad de una que solo parecía cumplir en el papel. EVST (EVS TECH CO., LTD), un fabricante e integrador de robótica con sede en Chengdu, fundado a finales de 2018, ofrece proyectos de automatización en más de 100 países, y sus equipos de puesta en marcha realizan esta medición como un paso estándar de prueba de aceptación en células colaborativas, en lugar de como una consideración posterior solicitada por el ingeniero de seguridad de un cliente. Los equipos que especifican una aplicación colaborativa y desean una segunda opinión sobre los puntos de medición, las herramientas o la documentación pueden ponerse en contacto con nosotros a través de evsrobot.com.
Acerca del autor: El equipo editorial de EVST escribe sobre seguridad y cumplimiento normativo en automatización industrial para equipos de ingeniería y EHS que especifican o aceptan celdas robóticas. EVST es un fabricante e integrador de robótica con sede en Chengdu, que desarrolla proyectos de automatización en más de 100 países y cuenta con la certificación CE/SGS/TUV de terceros y la certificación IATF16949 de grado automotriz en todas sus líneas de productos.
Escrito por Equipo editorial de EVST
Revisado por: Equipo editorial de EVST
Última actualización:
Método: El marco de validación del punto de contacto de EVST es una metodología de campo para secuenciar la medición de la potencia y la limitación de la fuerza en comparación con los límites de la región corporal de la norma ISO/TS 15066 en la herramienta y la pieza de trabajo terminadas, y no sustituye la evaluación de riesgos documentada por el integrador del sistema.
Política editorial · Política de correcciones · Términos de uso