ROBOTIQUE : REPENSER LA SÛRETÉ DES CELLULES

DÉCLOISONNER L’ESPACE AUTOUR DES ROBOTS APPORTE DE LA FLEXIBILITÉ ET UN RÉEL CONFORT DE TRAVAIL. LA SÉCURITÉ DES OPÉRATEURS EXIGE POURTANT QUE DES SYSTÈMES DE DÉTECTION NORMALISÉS SOIENT MIS EN PLACE. DES CAMÉRAS EFFECTUANT UNE SURVEILLANCE DE L’ESPACE EN TROIS DIMENSIONS, PERMETTENT DÉSORMAIS DE SUPPRIMER LES BARRIÈRES MATÉRIELLES.
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Le réaménagement de l’espace de travail est l’une des pistes qui conditionne à la fois, une meilleure exploitation des machines comme les robots mais aussi, impacte directement le confort de travail des opérateurs. Le lean management par exemple, a démontré la supériorité des espaces de travail maintenus propres et en ordre lorsqu’il s’agit pour améliorer la qualité, d’éviter les erreurs d’assemblages mais aussi, de réduire les risques d’accidents pour les intervenants. Si l’on aborde le cas des robots industriels, les directives de sécurité et la législation imposent qu’ils soient isolés derrière des grilles de protection lorsqu’ils sont en fonctionnement. La norme prévoit des systèmes de sécurité redondants pour que les opérateurs s’occupant par exemple, de la maintenance, puissent pénétrer dans une enceinte protégée sans prendre le moindre risque. Si les barrières lumineuses sont plus souples que les enceintes grillagées, elles doivent être ajustées pour chaque application et pour chaque emplacement. Outre les nécessités en matière de couverture, s’ajoute l’obligation de protéger l’émetteur et le récepteur contre les chocs, ce qui peut déboucher sur une limitation supplémentaire imposée aux opérateurs ou intégrée dans le processus de production.

ECONOMIE ET FLEXIBILITÉ CARACTÉRISENT LE BALAYAGE 3D

La société Pilz a mis au point avec Daimler, un système de caméras de sécurité dédié à la surveillance d’espaces en trois dimensions, intégrant la commande des zones dangereuses qui s’étendent sur de grandes surfaces. Ce système de caméras de sécurité est capable de signaler l’intrusion dans des espaces protégés défi nis au moyen du logiciel de confi guration faisant partie de la solution. Le dispositif surveille si des personnes ou des objets se trouvent à proximité de la zone d’action d’un équipement ce qui déclenche un premier niveau de mise en sécurité entraînant par exemple, la réduction de la vitesse de fonctionnement, l’activation alarmes, etc. La présence d’un objet ou d’une personne à l’intérieur de la zone de danger, active le niveau de sécurité élevé qui peut aller jusqu’à l’arrêt immédiat du ou des équipements en service. Pour arriver à une telle effi cacité, le système comporte une unité de détection de classe IP65, dotée de trois caméras et qui sera montée au-dessus de l’installation à surveiller. Le faisceau de détection nécessite d’être placé à une hauteur comprise entre 4 m et 7,5 m pour couvrir une surface allant de 20 m² au minimum à 72 m² au maximum. Une unité de contrôle et un automate programmable industriel de sécurité (APIdS) composent l’unité de commande, bénéficiant d’une protection IP20. Il faut encore ajouter un câble à fibre optique, une colonne lumineuse pour la signalisation visuelle et bien sûr, le logiciel de configuration déjà évoqué.

Reliée par fibre optique à la tête de surveillance qui porte les caméras, l’unité de contrôle reçoit et traite les images. En cas d’intrusion, elle envoie des signaux à l’automate de sécurité intégré qui peut alors immédiatement arrêter l’équipement représentant un danger dans la situation détectée. Conforme à la Directive Machine, le système SafetyEYE respecte toutes les normes de sûreté et de sécurité, permettant sa mise en service en toute conformité partout dans le monde. Ce dispositif convient notamment, aux applications jusqu’au niveau Cat.3 selon la norme EN ISO 13849-1 (volet 1) de 2008, jusqu’au niveau SIL2 (Safety Integrity Level) selon la norme IEC 61508 et enfi n, jusqu’au niveau PL d selon les normes EN ISO 13849-1 et EN ISO 61496.

MISE EN ŒUVRE SIMPLIFIÉE

Les avantages de cette solution sont nombreux… Tout d’abord, on notera qu’un dispositif de détection immatériel se révèle plus flexible à installer et plus agile dans le temps puisqu’il peut aisément être reprogrammé pour accompagner éventuellement une transformation des besoins ou un réaménagement du site. Cette souplesse découle notamment, du nombre réduit d’équipements qui composent la solution. La mobilisation d’un automate de sécurité apporte un niveau de protection d’autant plus élevé que la surveillance en trois dimensions couvre aussi les parties hautes de la zone de danger, notamment contre les chutes ou la projection d’objets ; ce qui est hors de portée d’une enceinte, fût-elle lumineuse. Il est possible de moduler le niveau de mise en sécurité en fonction de la distance par exemple, en réduisant dans un premier temps la vitesse de travail d’un robot industriel tout en mettant l’opérateur qui pénètre la zone en garde par une alarme sonore et visuelle. Au-delà de cette première étape, une proximité plus grande d’un objet ou d’une personne déclenchera un arrêt immédiat de l’équipement dangereux. Cette capacité d’adaptation de la réaction à différents scénarios permet la surveillance d’applications complexes sans sacrifier ni la sûreté des opérateurs, ni celle du processus dévolu à l’installation. A partir d’un PC relié à l’installation par une connexion Ethernet, le logiciel de pilotage permet de configurer les espaces de protection et d’alerte virtuels ainsi que l’ensemble des paramètres nécessaires à l’utilisation du système. Il permet aussi de diagnostiquer le bon fonctionnement des différents équipements : caméras, unité de commande, etc. Le logiciel est aussi l’interface qui permet de commander les réactions du robot ou de la machine par l’intermédiaire des entrées-sorties de l’automate de sécurité. Enfin, lorsque le système est en fonction, il permet d’enregistrer les violations des espaces de protection, de les analyser et aussi de les documenter. En complément, un serveur vidéo temps réel, permet à un opérateur de visualiser et d’analyser en direct la violation des espaces protégés par l’application. Sans connaissance de la programmation et sans accéder à l’application déployée, il peut observer la scène placée sous la tête de détection en se servant d’un PC, d’une tablette ou d’un smartphone connecté localement ou par Internet.