Limites de força da ISO/TS 15066 para robôs colaborativos de soldadura: o que a norma exige

Atualizado: 13 de agosto de 2026

A segurança da soldadura com robô colaborativo segundo a ISO TS 15066 não consiste em introduzir um único valor de força no controlador do robô. As aplicações de soldadura defensáveis começam por identificar todos os contactos previsíveis, classificar a região do corpo e o tipo de contacto, medir a força e a pressão aplicáveis e conservar como prova a configuração testada.

O que a ISO/TS 15066 exige e o que não exige

Um erro comum na avaliação dos riscos da aplicação consiste em tratar uma norma industrial como se fosse um rótulo de produto. A entrada no catálogo da ISO para a ISO/TS 15066:2016 continua a indicar que o documento foi publicado e está em vigor, embora a fase do seu ciclo de vida indique que será revisto. Esse estado não certifica uma célula de soldadura específica.

Neste conjunto de normas, a especificação técnica acrescenta orientações de segurança para robôs colaborativos, enquanto a ISO 10218 estabelece requisitos de segurança mais abrangentes para robôs industriais e respetivas aplicações. A operação colaborativa também pode recorrer a medidas como a paragem monitorizada com classificação de segurança ou a monitorização da velocidade e da separação; esses métodos são distintos da limitação de potência e força, e nenhum rótulo de robô colaborativo seguro ou de norma de segurança determina automaticamente o método adequado.

Uniformize a terminologia do pedido de cotação antes de escolher um ensaio

As especificações misturam frequentemente normas de segurança para robôs, descrições de produtos e abreviaturas próprias dos sistemas de controlo. Use as expressões seguintes como indicações para definir o âmbito, a edição, as evidências e as responsabilidades — não como prova de que um requisito se aplica ou de que a conformidade de segurança já foi estabelecida.

Cadeia de decisão dos limites de força com 7 etapas

Os limites surgem no fim da cadeia de decisão, não no início. Se uma equipa começar por perguntar «Que valor de força podemos introduzir?», já ignorou as questões que determinam se o contacto é aceitável e qual o critério aplicável.

1. Defina a tarefa humana, incluindo produção, carregamento, ensino, depuração, manutenção, reparação e recalibração.
2. Elimine os contactos evitáveis alterando a disposição, o acesso, os dispositivos de fixação, a sequência ou as proteções antes de tentar justificar um contacto com um valor numérico.
3. Identifique todas as interfaces móveis: braço, tocha, fio, conjunto de cabos, peça de trabalho, posicionador, dispositivo de fixação e peça transportada.
4. Classifique o evento determinando se a pessoa consegue afastar-se de um impacto transitório ou se pode ficar presa num contacto quase estático.
5. Selecione a região do corpo e a geometria, porque uma superfície larga e acolchoada e uma aresta estreita da peça de trabalho não criam a mesma distribuição de pressão.
6. Defina e reproduza o caso mais desfavorável, registando a carga útil, a ferramenta, a trajetória, a velocidade, o alcance, a direção, a massa efetiva, o dispositivo de fixação e a superfície oposta.
7. Compare todas as grandezas aplicáveis. Quando os critérios selecionados especificarem força e pressão, ambas têm de estar dentro dos limites; caso contrário, reformule o contacto ou instale medidas de proteção adicionais.

Regra de aprovação dupla para contactos PFL aplicáveis

A força descreve a interação global, enquanto a pressão depende muito da área e da forma da superfície sobre a qual essa força atua. Um acolchoamento amplo e deformável pode reduzir o pico de pressão sem necessariamente reduzir a força total; um suporte estreito da tocha ou um canto da peça de trabalho pode concentrar a pressão, mesmo quando a leitura da força é baixa.

«Se o limite de força ou o limite de pressão for excedido, os requisitos não são cumpridos.»

DGUV FB HM-080, orientações para sistemas robóticos com limitação de potência e força

Essa ressalva é importante. O registo do seminário do NIST sobre limites biomecânicos refere que o início da dor pode ser expresso por valores como a força ou a tensão normal, e que a forma do impactor afeta a validade. Aplique a regra de aprovação dos dois limites quando os critérios PFL selecionados os definirem; não a transforme numa afirmação universal sem fundamento.

Classifique cada contacto com uma matriz de ensaios baseada no mapa de contactos

Os impactos livres e os eventos de aprisionamento não são equivalentes. Utilize esta matriz como modelo de planeamento, não como registo de conformidade pré-preenchido; substitua cada linha pelas tarefas, superfícies, regiões do corpo, configurações, critérios e medições reais da aplicação.

Como conceber um ensaio de validação defensável

O mapa de contactos define o que um ensaio credível tem de reproduzir: o contacto avaliado, a resposta corporal relevante e a energia da aplicação no pior cenário. As capturas de ecrã do controlador não mostram a pressão local, a geometria de aprisionamento, a resposta do instrumento nem se o programa e a carga útil ensaiados correspondem aos da produção.

1. Defina a lista de componentes da configuração. Registe o robô, a carga útil, a tocha, o fio, o encaminhamento dos cabos, a peça de trabalho, o dispositivo de fixação, o posicionador, a revisão do programa, os parâmetros de segurança e a disposição da célula.
2. Determine os pontos de ensaio com base na avaliação de riscos. Os pontos mais convenientes no braço não substituem as superfícies com que uma pessoa pode efetivamente entrar em contacto.
3. Selecione o método de medição. O catálogo da ISO/PAS 5672:2023 descreve o âmbito do documento quanto aos métodos de ensaio de força e pressão e às características dos dispositivos.
4. Reproduza a resposta corporal simulada. Documente o elemento biofiel, a área de contacto, a montagem, a identificação do instrumento, a calibração e a validade para o cenário selecionado.
5. Reproduza o pior cenário. Teste o alcance, a direção, a velocidade, a massa efetiva, o comportamento de paragem, a folga de aprisionamento e a superfície de reação, com a configuração definida.
6. Registe os dados brutos. Preserve os registos de força e pressão, a frequência de aquisição, a filtragem, as repetições, a incerteza, as fotografias da montagem e o método de análise.
7. Feche o ciclo. Se um critério não for cumprido, altere a energia, a geometria, a superfície, a trajetória, a folga ou as medidas de proteção; depois, repita o ensaio afetado e aprove o resultado final.

Registo de transferência da validação com nove elementos

Um resultado de validação só se torna evidência reutilizável do projeto quando o registo do ensaio associa o cenário avaliado à configuração aprovada. O registo seguinte separa os documentos necessários para reproduzir um resultado dos eventos que devem levar à sua reabertura.

Um ensaio de contacto aprovado não torna a soldadura segura

A limitação de potência e força trata do contacto entre pessoas e robôs avaliado. Para além desse plano de ensaios, a soldadura introduz uma segunda camada de perigos; por isso, a avaliação de riscos deve controlar de forma independente o arco, os fumos, a energia elétrica, o calor, os salpicos, o fio afiado e as arestas da peça de trabalho, os dispositivos de fixação, os posicionadores, os cilindros e a energia acumulada.

O Manual Técnico da OSHA sobre sistemas de robôs industriais distingue os perigos do sistema, os estados das tarefas e as responsabilidades ao longo do ciclo de vida. Do mesmo modo, o NIOSH considera a exposição a fumos de soldadura e manganês um perigo profissional dependente do processo, não um limite de contacto com o robô.

Evidências de aceitação e o ponto de alerta do controlo de alterações

A passagem de responsabilidade não deve reduzir o resultado a «o robô colaborativo está conforme». Um dossier de aceitação útil indica qual foi a configuração da aplicação e quais os cenários de contacto avaliados, como foram testados, o que foi aprovado, que riscos residuais permanecem e que alterações exigem uma nova avaliação.

Quem é responsável por cada elemento de prova?

O que ativa o gatilho de controlo de alterações?

• Tocha de soldadura, elétrodo, efetuador final ou adaptador
• Carga útil, peça de trabalho, dispositivo de fixação ou posicionador
• Encaminhamento de cabos ou mangueiras
• Trajetória, velocidade, alcance, direção ou parâmetro de segurança
• Disposição da célula, acesso, ecrã, resguardo ou zona monitorizada
• Robô, controlador, firmware ou software de segurança
• Reparação que afete a paragem ou o comportamento em caso de contacto
• Nova tarefa de produção, ensino, limpeza ou manutenção

A revalidação deve abranger os cenários afetados, e a decisão tem de ficar registada. Uma alteração que afete a velocidade, a massa efetiva, a geometria, a folga de aprisionamento, o acesso ou o comportamento da tarefa pode invalidar um resultado, mesmo que o modelo do robô se mantenha.

Quadro de aquisição com 3 critérios

Como cada ensaio aprovado está vinculado a uma configuração, os compradores devem contratar um âmbito de integração e um registo de aceitação, e não apenas um braço de robô colaborativo. Estas três etapas mantêm o pedido de cotação centrado em evidências válidas durante a colocação em serviço e após alterações posteriores.

1. Critério de eliminação: É possível eliminar por conceção o contacto, o ponto de aprisionamento, a aresta afiada exposta ou o acesso perigoso?
2. Critério de validação: É possível reproduzir, medir, documentar e aprovar todos os contactos previstos na configuração credível mais desfavorável?
3. Critério relativo aos perigos do processo: Os perigos de soldadura e manutenção são controlados de forma independente, e esses controlos fazem parte da aceitação no local de instalação?

Ao comparar um sistema de soldadura com robô colaborativo, pergunte que evidências da aplicação o fornecedor entregará com a célula. As especificações do produto são elementos de entrada para a integração; não substituem a avaliação de riscos final nem os ensaios de aceitação.

Perguntas frequentes

Defina as evidências antes de definir a velocidade

A ISO/TS 15066 não pede aos compradores que aceitem sem questionar a designação «robô colaborativo seguro». As equipas de projeto têm de tomar decisões ao nível da aplicação: eliminar os contactos evitáveis, classificar os restantes, medir as grandezas aplicáveis nas condições mais desfavoráveis, controlar separadamente os perigos da soldadura e manter um registo associado à configuração.