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Les humains travaillent plus étroitement des robots que jamais grâce aux progrès des technologies de sécurité. Les nouvelles normes offrent des conseils sur la façon de créer des environnements de travail collaboratifs mieux sécurisés pour révolutionner la productivité et la sécurité dans les opérations industrielles.
Grâce aux progrès de la technologie de détection et des systèmes de mouvement, les applications robotiques collaboratives sont en train de changer la façon dont les personnes et les machines interagissent au sein l'usine. Cette collaboration permet aux producteurs et aux opérateurs industriels de combiner les meilleures pratiques des systèmes robotiques, telles que la force et la répétabilité des machines, avec la flexibilité, l'adaptabilité et l'intelligence des humains.
Robots collaboratifs et hommes partagent les mêmes espaces de travail avec sécurité
Le résultat est un environnement de travail collaboratif qui améliore l'efficacité et la flexibilité de la production tout en réduisant le fardeau physique pour les humains. Ces progrès dans les systèmes robotisés sont de plus en plus importants, car les entreprises cherchent de nouveaux moyens de conserver leur main-d'œuvre qualifiée mais vieillissante.
L'un des facteurs clés des applications robotiques collaboratives est la technologie de sécurité qui permet aux humains et aux robots de partager le même espace de travail avec moins de risques de blessures humaines. La technologie de sécurité avancée est de plus en plus intégrée dans le robot et dans le contrôleur de cellule.
La méthode de zone de sécurité détecte la distance entre l'opérateur humain et le robot. Quand une personne entre dans la zone jaune, le robot diminue en vitesse et une fois qu'un humain entre dans la zone rouge, il s'arrête totalement.
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Des capteurs sophistiqués, des contrôleurs de sécurité et des réseaux de communication fournissent des données de sécurité en temps réel qui permettent aux robots de réagir automatiquement aux incidents potentiels (comme entrer en contact avec un opérateur) et de réduire le besoin de cages de sécurité (libérant l’espace de travail, économisant de l’argent, et augmentation de la flexibilité dans l'utilisation des robots dans l'usine).
Les normes d'aujourd'hui, fournies par l’association des Industries robotiques et divers organismes de normalisation de sécurité, offrent des conseils sur la façon dont les robots et les humains peuvent travailler ensemble pour révolutionner la productivité et la sécurité dans les opérations industrielles.
Implémentation de la robotique collaborative
Un robot n'est pas collaboratif en soi et n'est qu'une partie d'une application robotique collaborative; il n'atteint pas la conformité de sécurité tel qu’il est. Selon les normes ANSI / RIA R15.06- 2012 et ISO 10218, le terme «robotique collaborative» décrit un système de robot à fonctionnement automatique partageant le même espace de travail avec un être humain.
Il existe quatre types d'opérations collaboratives
Arrêt surveillé de sécurité
Les capteurs du système de contrôle de sécurité détectent la présence humaine et arrêtent immédiatement le robot si un humain se trouve trop près. Ceci est couramment utilisé lorsque les humains et les robots travaillent à proximité ou avec des enveloppes de travail qui se chevauchent. Un travailleur peut charger des pièces directement sur un effecteur de robot alors qu'il se trouve dans un état de sécurité. Cela permet d'améliorer la productivité car la machine peut continuer à fonctionner indépendamment du robot.
Opération de guidage à la main
Méthode moins courante que la surveillance de sécurité, elle permet aux opérateurs de contrôler manuellement ou de repositionner le robot pour la prochaine tâche. Dans ce cas, l'opérateur est en contact direct avec le bras du robot et peut utiliser des commandes manuelles pour le repositionner, ce qui n'est pas une méthode préférée pour les tâches nécessitant des vitesses rapides.
Surveillance de la vitesse et de la séparation
Cette méthode permet aux opérateurs et aux robots de travailler dans le même espace tout en conservant une distance suffisante les uns des autres. Si un humain s'approche trop près d'un robot, les capteurs déclenchent le ralentissement ou l'arrêt du robot. Ces zones sont indiquées en utilisant respectivement une zone jaune et rouge pour ralentir et arrêter. La nouvelle technologie de capteur de sécurité rend cette application plus populaire dans les opérations industrielles.
Puissance et limitation de force
Avec cette méthode, si un robot entre accidentellement en contact avec un humain, le robot réduit sa force ou son couple pour que l'humain ne soit pas blessé. C'est une méthode émergente et la moins communément mise en œuvre. Le robot doit réellement entrer en contact avec un humain avant qu'il ne sache s'arrêter. La mise en œuvre de cette méthode nécessite de comprendre la relation entre les différents niveaux de force et les seuils de douleur sur différentes parties du corps humain.
La normalisation indique comment faire une évaluation des risques sur l'homme avec un robot
Des études sont menées en cours pour explorer la méthode de limitation de puissance et de force et la rendre possible. Par exemple, la norme ISO / TS 15066 décrit les résultats d'une étude sur la tolérance à la douleur, qui contient une liste des niveaux de force et de pression maximaux pour chaque partie du corps humain afin de déterminer les limites de puissance et de force. La norme fournit des conseils sur la façon de mener une évaluation des risques pour chaque partie du corps humain qui pourrait entrer en contact avec un robot.
La plupart de ces méthodes visent à empêcher les humains d'entrer en contact physique avec des robots et des machines, mais il est encore essentiel de suivre le cycle de vie de la sécurité fonctionnelle lors de la conception d'applications robotiques collaboratives. ISO 12100 et ANSI B11: 0 définissent le cycle de vie de la sécurité. La première étape consiste à effectuer une évaluation des risques, puis à définir les spécifications fonctionnelles, à utiliser une surveillance adéquate, et à effectuer la vérification et les tests de validation.
Évaluation des risques
L'ISO / TS 15066 fournit des conseils pour la conception d'espaces de travail collaboratifs, ainsi que la façon de mener une évaluation des risques pour les applications robotiques collaboratives. Il complète l'ISO 10218-1 et ISO 10218-2. En outre, la RIA TR R15.306 fournit une méthodologie recommandée pour effectuer des évaluations des risques basées sur les tâches afin de répondre aux exigences de la norme. Une évaluation des risques appropriée identifie toutes les façons dont un humain et un robot pourraient potentiellement entrer en contact l’uns avec l’autre, en évaluant le niveau de risque associé, et en atténuant ce risque en utilisant des mesures appropriées.
L'avenir des robots collaboratifs
La croissance de la robotique collaborative est une nouvelle ère pour les opérations industrielles. De la prise en charge de tâches répétitives et de tâches lourdes à la manipulation d'assemblages complexes ou à la satisfaction d'exigences de qualité strictes, leur utilité couvre différentes industries et applications. Y arriver, cependant, impliquera un nombre de changements pour les ingénieurs. Les équipementiers et les utilisateurs finaux doivent adopter de nouveaux standards, outils et méthodes d'analyse des risques. Les organisations qui adoptent ces changements seront en avance sur leurs concurrents et positionnées pour réaliser les gains de productivité et l'efficacité offerts par les robots collaboratifs tout en améliorant la sécurité et la conformité des travailleurs.
