Décloisonner l’espace autour des machines et 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 et à cette fin, Pilz propose le
système SafetyEYE qui notamment, repose sur trois caméras
permettant une surveillance en trois dimensions.
Qu’il s’agisse de se pencher sur
l’usine connectée ou, d’embrasser
d’un coup d’oeil plus large, les
paradigmes de l’Industrie du Futur,
une somme importante des évolutions
technologiques à mettre en oeuvre,
repose sur l’automatisation.
L’amélioration de la productivité est
directement en ligne de mire de la
quatrième révolution industrielle, les
pistes qui y conduisent, prennent
différentes formes. 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
Décloisonner l’espace autour des machines et 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 et à cette fin, Pilz propose le
système SafetyEYE qui notamment, repose sur trois caméras
permettant une surveillance en trois dimensions.
redondants pour que les opérateurs
s’occupant par exemple, de la
maintenance, puissent pénétrer dans une
enceinte protégée sans prendre le
moindre risque… pas même celui de
rester bloqués à l’intérieur. Il n’en
demeure pas moins que les enceintes
grillagées – a fortiori, lorsqu’elles se
multiplient dans un seul et même atelier
– compliquent souvent les déplacements
des opérateurs d’un poste de travail à un
autre. En outre, une enceinte grillagée
matérialise la présence d’une zone
potentiellement dangereuse mais sans
permettre la moindre progressivité : elle
interdit un accès sans la moindre alerte
préalable.
Plus souples, les barrières et les rideaux de lumière doivent être sélectionnés pour
chaque application et ajustés à 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.
Les intégrateurs qui réalisent les études d’implantation puis, installent des robots
industriels et des machines potentiellement dangereuses sur site, s’accordent pour
dire que leur prix double lorsqu’on intègre les coûts inhérents aux dispositifs de
protection et à leur mise en place.
Le balayage 3D, une app roche fle xible et
ergonomique
Depuis plusieurs années, la société Pilz dont le siège en France est situé à Strasbourg,
a mise au point et commercialise SafetyEYE en partenariat 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.
Le système de caméras de sécurité détermine et signale l’intrusion dans des espaces
de protection et d’alerte librement définis au moyen du logiciel de configuration
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 efficacité, le système SafetyEYE comprend tout d’abord une
unité de détection de classe IP65, dotée de trois caméras et qui sera montée au
dessus de l’installation à surveiller sur un bras. Le faisceau de détection nécessite une
hauteur d’installation comprise entre 4 m et 7,5 m pour couvrir une surface allant de 20 m² au minimum à 72 m² au maximum (voir schéma). Pour
que la détection s’opère dans de bonnes conditions, la scène
protégée doit être éclairée par au moins 300 Lux, en fonction
de l’arrière-plan et de l’environnement.
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 enfin, jusqu’au niveau PL d selon les
normes EN ISO 13849-1 et EN ISO 61496.
Flexibilité et simplicité de mise
en oeuvre
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 une
éventuellement 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.
Un seul logiciel pour l‘ensemble des fonctions
du système
C’est le logiciel SafetyEYE Configurator qui va servir à piloter l’ensemble de la solution
mise en place.
A partir d’un PC relié à l’installation par une connexion Ethernet, le SafetyEYE
Configurator 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, le
serveur SafetyEYE Live Video 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, un utilisateur peut observer
la scène placée sous la tête de détection au moyen du logiciel PASvisu ou en se
servant d’une tablette ou d’un smartphone via Internet.
Lors de la mise en place de la solution, l’utilisateur est guidé pas à pas au fil des
différentes étapes du projet jusqu’à sa finalisation. L’une des premières étapes
consiste à déterminer la meilleure position pour le module de détection. Cette
opération est facilitée au moyen d’un outil de CAO directement intégré dans le
logiciel SafetyEYE Configurator. L’étape suivante consiste à modéliser et à intégrer les
espaces logiques matérialisant les zones sécurisées dans la scène réelle scrutée par
les caméras du module de détection. Là encore, cette opération est réalisée sans
guère de difficultés : le logiciel SafetyEYE Configurator propose à l’utilisateur, des
figures géométriques prédéfinies au moyen d’une barre de menu qui permet de créer
des zones d‘alerte ou de protection en quelques clics de souris. Une facilité
d’utilisation similaire a été retenue pour la programmation des fonctions d’entrées sorties
qui pourront être associées par glisser-déposer (drag & drop) avec des blocs
logiques.
Le logiciel permet aussi de surveiller et de commander plusieurs zones de protection
et d’alerte avec une seule caméra. Il est aussi en mesure de rassembler différentes
zones d’alerte et de protection en un seul groupe logique et favorise ainsi, la
centralisation de leur surveillance.
