Sous-chapitre 3.9
Sécurité des robots
Nous avons résumé les informations les plus vitales concernant les concepts de sécurité pour votre application robotique ci-dessous. Apprenez à prévenir l'accès aux dangers, à limiter le mouvement du robot et à garantir une interaction humaine-robot sûre. Découvrez l'importance des clôtures de sécurité, des systèmes de détection avancés et de la planification des espaces de travail collaboratifs.
Normes et règles essentielles pour la sécurité des robots
Les robots sont incroyablement polyvalents, offrant des solutions d'automatisation économiques. Cependant, ils peuvent également être assez dangereux
Les grands robots à grande vitesse peuvent causer des blessures très graves par écrasement et impact. Par conséquent, la sécurité des robots a été normalisée internationalement dans (EN) ISO 10218-1 et -2 et pour les États-Unis dans l'ANSI/RIA R15.06 presque identique. De plus, une norme pour les robots mobiles a été publiée avec l'ANSI/RIA R15.08. Certaines règles de sécurité essentielles sont présentées ci-dessous.
La sécurité des robots repose sur trois éléments :
- Prévenir l'accès par des personnes.
- Limiter le mouvement du robot.
- Rendre le contact physique sûr.
Le troisième élément, rendre le contact physique sûr, est un concept relativement nouveau, souvent appelé fonctionnement collaboratif des robots. Cela signifie qu'un système robotique spécialement conçu et un opérateur travaillent dans le même espace de travail ou dans des espaces de travail qui se chevauchent. D'abord, l'espace de travail collaboratif et l'interaction souhaitée entre l'être humain et le robot doivent être planifiés. Ensuite, les risques sont identifiés et des mesures de sécurité appropriées sont mises en œuvre.
Qu'est-ce qu'un « robot collaboratif » ?
La mesure de sécurité la plus avancée est l'utilisation d'un robot collaboratif, parfois appelé « cobot ».
Un robot collaboratif opère à une force et une vitesse limitées. Les humains rencontrant un robot collaboratif en mouvement ne seront pas blessés, bien qu'ils puissent ressentir une certaine douleur. Des années de tests approfondis ont abouti à une liste de limites de force, de vitesse et d'énergie que les humains peuvent supporter lorsqu'ils sont soumis à un contact physique avec des éléments de machine (voir ISO TS 15066).
Les robots collaboratifs se déplaçant dans ces limites peuvent être considérés comme sûrs pour l'interaction homme-robot. Cependant, cela ne signifie pas que de telles applications sont automatiquement sûres. L'ensemble du contexte du robot et de l'outil manipulé par le robot (l'effecteur final) doit être soigneusement pris en compte.
Exemple :
- Imaginez être assis à côté d'un robot manipulant une seringue avec un liquide toxique. La vitesse et la force de ses mouvements deviennent soudainement des préoccupations secondaires.
Sécurité dans les espaces de travail collaboratifs
Dans les graphiques, un opérateur humain et un robot partagent l'espace de travail collaboratif.
Mesurë vun der Sécherheet:
- Een geféierleche Roboter däerf net an der kollaborativer Zone beweegen wann eng Persoun präsent ass.
Sécherheetsfee:
- Sécherheetsfee ass nach ëmmer néideg an einigen kollaborativen Applikatiounen haut an wäert et och an der Zukunft bleiwen.
- Zäune iwwerhuelen nei Rollen, wéi d'Markéierung vun enger Zesummenaarbechtszoned vun normalen Aarbechtsplazen an Duerfweeër.
Applications de prélèvement robotique
Les robots sont de plus en plus utilisés pour saisir et placer des marchandises et des colis afin de compléter les commandes.
La palettisation est une application de longue date des robots de taille moyenne et grande. Plus récemment, des robots plus petits sont utilisés dans des applications de picking et de placement collaboratif dans un schéma de commissioning de commandes « biens vers personne ». Ces robots peuvent interagir directement avec les personnes car ils se déplacent à basse vitesse et avec peu de force.
Risques liés à la préparation des commandes par robots et mesures de sécurité fonctionnelles :
- Les robots interfacing avec des systèmes de convoyage et des stations d'emballage peuvent causer des risques de concassage et de cisaillement. Certains outils robotiques peuvent présenter des dangers.
Mesures de sécurité : Bien que le risque de blessure soit faible, vous voudrez peut-être installer une clôture de protection basse pour tenir les personnes éloignées de tels emplacements dangereux. - Les personnes qui entrent inutilement dans un « espace collaboratif » peuvent être blessées par un mouvement inattendu. Elles peuvent également provoquer l'arrêt fréquent du robot, entravant ainsi l'efficacité de l'opération.
Mesures de sécurité : Installez des clôtures basses, des barrières piétonnes ou des barrières « de sensibilisation » plus basses pour alerter les gens des zones qu'ils ne devraient pas entrer et déterminer par quel côté l'espace collaboratif doit être accessible par les travailleurs.
Sécurité des robots industriels
La sécurité des robots dépend en grande partie de "cellules" fermées avec des clôtures et des portes d'accès. Mais dans de nombreuses applications, des systèmes de surveillance sont également nécessaires ou peuvent même remplacer la "cage" du robot.
Systèmes de détection avancés :
- Dans de nombreuses cellules robotiques, une combinaison de clôtures de sécurité avec des portes, de barrières lumineuses et de scanners de portée est utilisée.
- La forme de système de détection la plus avancée est une caméra 3D. Elle doit être installée à une hauteur suffisante au-dessus de l'espace de travail pour s'assurer qu'elle "voit" toutes les zones dans lesquelles des personnes peuvent se déplacer.
Attention aux personnes restant à l'intérieur de la zone de danger derrière les dispositifs de détection. Si cela est possible, des mesures de sécurité supplémentaires peuvent être nécessaires.
Zones de sécurité pour robots
La clôture peut être utilisée pour créer un « espace protégé », mais elle ne doit normalement pas être utilisée pour définir l' « espace limité ».
Les robots qui entrent en collision avec des clôtures à grande vitesse ou avec une force significative peuvent provoquer des déformations, même dans des clôtures robustes, posant ainsi des dangers potentiels pour la sécurité. De plus, les clôtures peuvent permettre aux individus de passer leurs doigts à travers les ouvertures, augmentant le risque de blessure. Pour atténuer ces problèmes, un dégagement minimum de 120 à 200 mm doit être maintenu entre l'espace limité et le bord extérieur de la clôture. Lisez-en plus sur le calcul et la détermination de la hauteur et de la distance appropriées des clôtures de protection dans le chapitre 3.2 “Sélection des dispositifs de protection pour machines”.
Par conséquent, compter uniquement sur des clôtures dites « sûres pour les robots » est insuffisant. Au lieu de cela, mettez en œuvre des dispositifs de limitation appropriés pour garantir la sécurité, tels que :
- Logiciel de contrôle de mouvement classé pour la sécurité (conformément à au moins PL = d selon (EN) ISO 13849-1 ou SIL 2 selon (EN) IEC 62061)
- Mécanismes de limitation d'espace ou arrêts physiques (par exemple, blocs de butée et goupilles)
- Dispositifs de limitation externes (par exemple, arrêts mécaniques ou interrupteurs de proximité)
La clôture est destinée à tenir les gens dehors, pas le robot à l'intérieur.
Des clôtures « sûres pour les robots » – concept ou idée reçue ?
Beaucoup de gens demandent des clôtures "sécuritaires pour robots" ou font référence aux résultats des tests des fabricants de clôtures montrant une résistance aux impacts de 2000 joules ou plus.
La question elle-même révèle un malentendu sur la sécurité des robots. Les normes de sécurité des robots exigent que le mouvement du robot soit limité par d'autres moyens que des clôtures ou d'autres mesures de sécurité.
La plage de mouvement d'un robot dépend de sa taille. Souvent, cet “espace maximum” est beaucoup plus grand que ce qui est nécessaire pour l'opération en cours. Étant donné que les concepteurs de systèmes souhaitent utiliser le moins d'espace au sol possible, le robot est programmé pour se limiter à un “espace limité” beaucoup plus petit. Ensuite, des clôtures, des rideaux lumineux et des scanners de portée sont utilisés pour définir un “espace protégé” autour de l'espace limité dans lequel les personnes ne doivent pas entrer.
Cependant, une distance de sécurité est pratiquement toujours nécessaire entre l'espace limité et l'espace protégé. Pourquoi ? Parce que le robot a besoin de temps pour ralentir et s'arrêter lorsqu'une personne entrant dans l'espace protégé est détectée (par une barrière lumineuse, un scanner, une caméra ou un interrupteur de porte).
Cette infographie illustre comment réfléchir de manière critique aux distances de sécurité pour les robots industriels. Découvrez pourquoi les barrières de protection sont importantes, comment les accidents se produisent et quand les clôtures pourraient ne pas être la seule solution. Découvrez les considérations clés pour maintenir les personnes en sécurité autour des robots.