Ce produit va devenir indispensable pour toutes les applications robotisées de demain, celles qui utiliseront à plein la nouvelle normalisation, dont nous nous sommes fait l’écho depuis quelques mois, et qui va permettre d’implanter des robots dans les lieux de production en enlevant toute barrière et protection matérielle. Jusqu’ici, les scanners-laser comme les proposent des sociétés comme Sick, Siemens et d’autres permettaient de répondre à la normalisation, mais avec son SafetyEye, Pilz bouscule ce marché récent.
Une évolution importante
En quelques années les progrès vont être énormes, aujourd’hui les dispositifs de sécurités sont, pour la grande majorité, en dur, et pour ceux utilisant des dispositifs de protection optoélectroniques, le plus souvent ils ne savent pas surveiller des volumes, mais au mieux des tranches de niveaux avec des zones aveugles.
Sans oublier les systèmes traditionnels de types tapis sensibles qui font merveilleusement leur travail en arrêtant le robot en cas de danger. Seulement l’arrêt du robot, implique des remises en position de la mécanique robot, mais aussi du process en route, et parfois la pièce se retrouve bonne à jeter comme pour les opérations de soudage lors d’un arrêt en plein cycle de production.
Les scanners laser règlent en partie ce problème avec la possibilité d’affecter des zones, avec des réponses appropriées, comme le ralentissement des robots, lorsque quelqu’un pénètre dans la zone.
Le prototype, de Pilz, présenté à Nuremberg, entre parenthèses nous aurions aimé que le produit soit présent sur le stand français de SCS, a été développé en collaboration avec DaimlerChrysler pour la surveillance de cellules en trois dimensions. L’idée de base du service Développement du constructeur automobile était d’utiliser des caméras de telle manière que l’espace de protection à surveiller puisse être représenté en trois dimensions. A l’aide d’algorithmes pour le traitement des images, il est alors possible de reconnaître des objets pénétrant dans la zone dangereuse.
Le point de départ était constitué de systèmes d’assistance en cours de développement au centre de recherche de DaimlerChrysler à Ulm dans le laboratoire pour le traitement technique des images et ayant pour objectif d’avertir les conducteurs automobiles de la présence d’un danger. Cette rencontre entre deux partenaires ne pouvait donc mieux se compléter. Tandis que DaimlerChrysler avait pour mission de développer des algorithmes appropriés pour l’analyse d’images en trois dimensions, Pilz s’est attelé pour sa part à l’adaptation de ces algorithmes à une utilisation industrielle, au développement du système et à sa fabrication.
Pilotage, surveillance et protection
Le système est constitué de trois composants : une unité de capteurs, un superordinateur et un automate de sécurité. L’unité de capteurs composée de trois caméras dynamiques fournit les données d’images de la pièce à surveiller. L’ordinateur est utilisé comme unité de contrôle et reçoit les données d’images des caméras par l’intermédiaire de fibres optiques. Il calcule alors une image spatiale à l’aide d’algorithmes de sécurités, il est ainsi possible de saisir des objets au niveau spatial et de déterminer leurs positions.
Ces informations sont ensuite superposées avec les espaces de protection configurés dans le système afin de déterminer, par exemple, si ceux-ci ont été outrepassés. L’ordinateur transmet les résultats du traitement des images à l’automate de sécurité PSS qui est utilisé avec ses entrées et sorties comme interface avec la commande de la machine et pilote le fonctionnement complet du SafetyEYE.
Si l’unité de contrôle indique une violation de l’espace de protection, les sorties configurables sont alors désactivées. Le raccordement à la périphérie peut également se faire par l’intermédiaire du bus de sécurité SafetyBUS p et, à l’avenir, via Ethernet SafetyNET p. Les espaces de protection et d’alerte ainsi que l’ensemble des paramètres nécessaires pour l’utilisation du système de caméras de sécurité peuvent être ajustés à l’aide du PC de configuration et d’un progiciel spécifique.
Eviter les arrêts
Une station de travail robotisée sécurisée avec SafetyEYE agira de façon totalement ouverte. Les barrières ne sont plus nécessaires. L’unité de capteur est placée au-dessus de la station de travail et observe l’espace d’action entier du robot.
Les images des caméras superposent des formes cubiques et rectangulaires en couleurs et semi transparentes – les espaces de protection et d’alerte. Le robot se déplace à l’intérieur de ces segments spatiaux durant son fonctionnement. Les zones dangereuses apparaissent sous forme d’une enveloppe virtuelle qui englobe les espaces de protection et d’alerte. Seuls les objets qui entrent dans ces zones sont potentiellement menacés.
Une pénétration dans l’espace de protection n’entraîne pas automatiquement un arrêt d’urgence. En effet, si un opérateur pénètre dans l’espace de protection virtuel à un endroit que le robot ne peut atteindre qu’après plusieurs secondes, la technique de commande fait en sorte que le robot ne se déplace plus qu’à vitesse réduite. Si, à la suite d’un signal d’alerte, l’opérateur s’écarte à nouveau de cette zone, le robot fonctionne alors à une vitesse normale. L’arrêt d’urgence n’est déclenché que si l’opérateur pénètre dans la zone directement dangereuse.
Configuration d’espaces de protection et d’alerte
Les espaces de protection et d’alerte peuvent être résumés en aménagements spatiaux complexes et sont configurés sur le PC. Si des aménagements spatiaux différents sont nécessaires pour chacun des modes de fonctionnement d’une machine, ceux-ci peuvent être commutés dynamiquement durant le cycle de travail de la machine par l’intermédiaire du bus de sécurité ou des entrées digitales de l’automate de sécurité. Les utilisateurs gardent la flexibilité, les espaces de protection définis pouvant être adaptés à l’aide de la souris dans le configurateur.
La surveillance d’espaces de protection n’est ainsi plus axée sur les contraintes techniques mais sur les exigences liées aux processus des utilisateurs, qui peuvent être façonnés.
Et si ce système de caméras de sécurité permet de répondre à la demande dans les secteurs industriels, d’autres créneaux voient le jour. Tandis que le concept de " safety " (sûreté) se réfère à la protection de l’environnement par rapport à un objet, le concept de " security " (sécurité) se réfère à la protection d’un objet à l’encontre de son environnement. La sécurisation de l’accès à des bâtiments ou encore la surveillance de salles d’exposition dans des musées, par exemple, en font partie. Le SafetyEYE garde un œil sur les objets de valeur, car, contrairement aux dispositifs de protection traditionnels, il ne se contente pas de la surveillance d’un niveau. " Le traitement des images basé sur des caméras s’apprête à révolutionner les techniques de capteurs optiques bien au-delà du secteur industriel. Nous sommes convaincus que cette innovation nous réserve un grand avenir, y compris dans le secteur security ", confirme Renate Pilz, PDG du Groupe allemand. o
