Cobotique (pour rappel, robotique collaborative) est apparu il y a dix ans pour réduire les problèmes des robots industriels tels que leurs coûts, l'espace dont ils ont besoin, aussi bien que leur dangerosité.
Des robots collaboratifs, les cobots, ont été créés afin de accompagner les humains dans la réalisation d’enjeux difficiles, répétitif et tâches complexes, to améliorer leurs conditions de travail, leur décomposition cellulaire et leur bien-être.
Si certains cobots sont ajoutés aux postes de travail dans lesquels a des manipulations répétitives sont nécessaires, certains autres cobots tels que les exosquelettes sont conçus pour soutenir les mouvements des travailleurs et compenser la charge utile, afin de faciliter leurs tâches.
Pourquoi est-il important de sécuriser les cobots ?
Les robots traditionnels sont connus et utilisés pour leur capacité à effectuer des tâches répétitives avec une cadence très élevée, en leur offrant un efficacité importante. Cette cadence élevée implique, néanmoins, mouvements à grande vitesse qui peut nuire aux travailleurs autour du robot. Ainsi, il est nécessaire d'installer un enclos clôturé autour, afin de supprimer le danger potentiel.
Les cobots sont des robots particuliers sur lesquels sont placés des capteurs supplémentaires capables d'anticiper la présence d'un opérateur dans une zone précise et capable de s'arrêter en cas de contact. Cette fonction permet une collaboration étroite entre le robot et les humains. La limite de vitesse, l'accélération et la force du robot sont également fixées par la norme cobotique ISO TS 15066, qui permet à l'opérateur de travailler en toute sécurité dans la zone d'exploitation du robot. Contrairement aux robots industriels, les cobots ne nécessitent pas l’installation d’une clôture, réduisant ainsi le coût de la solution, ainsi que l'espace qu'elle nécessite.
Cette couche d'intelligence supplémentaire rend le robot sûr pour les opérateurs et les personnes autour.. Néanmoins, certains risques liés à l'outil ou au procédé subsistent (poste de découpe ou soudage par exemple). Il est donc, nécessaire respecter les règles strictes en application.
Un contrôle strict et sécuritaire
Afin de prendre en compte ces risques, l'Union européenne Directive Machines 2006/42/CE encadre et contrôle l’intégration de solutions robotiques dans les processus industriels. Il assure la standardisation des actions de sécurité mises en œuvre lors de la création d'une solution robotique.
Certaines normes internationales, notamment les normes ISO 10218-1 et 10218-2, visent à accompagner les fabricants et intégrateurs dans le respect des exigences strictes de la Directive Machines.
Des plans d'action précis
Ces normes donnent lieu à des plans d'actions de sécurité pour les fabricants et intégrateurs de cobots. Selon les principes de prévention de la Directive Machine, une analyse des risques documentée doit nécessairement être effectuée dès le début de la conception afin de créer une cellule robotique sécurisée.
Cette analyse des risques permet de choisir un cobot adapté aux besoins de l'entreprise et de réduire ou d'éliminer suffisamment le risque en connaissant les limites du cobot afin de protéger les utilisateurs.
Il existe deux niveaux pour sécuriser une cellule cobotique :
Sur les caractéristiques du cobot
Il est possible d' régler la vitesse, l'accélération et la force du cobot afin de l'arrêter assez rapidement. Mais ces spécifications ont un impact direct sur les performances de la solution. Une réduction de la vitesse peut en effet entraîner une limitation de la cadence et alors créer une perte de productivité.
Sur l'équipement du cobot
Il existe différents types d'équipements permettant de maintenir la sécurité des opérateurs travaillant avec des robots collaboratifs.
Parmi ces éléments, on peut retrouver, du plus au moins invasif :
- Cages / clôtures: c'est le plus utilisé en robotique traditionnelle
- Rideau de lumière: c'est une solution composée de faisceaux lumineux capables de détecter la présence d'un opérateur dans une zone définie. Cette zone doit être délimitée grâce à de multiples barrières, tangibles ou non, et rarement franchies afin d'éviter un arrêt intempestif de la production.
- Scrutateur laser (également appelé capteur Lidar) : c'est un système lumineux permettant de définir une ou plusieurs zones à 175° autour d'un point défini et immobile. Si cette zone est atteinte, la fonction de sécurité du robot est activée.
- Capteur de couple/force : cette dernière solution consiste à utiliser les capteurs de couple du robot ou à en ajouter au robot. Cette solution ne peut être utilisée que sur des cadences lumineuses.
Alors, comment mettre en œuvre un robot sûr ?
En tant que client, vous pouvez travailler avec un intégrateur pour concevoir un poste de travail robotisé sécurisé. Ce dernier travaille déjà avec des organismes de contrôle et d’accompagnement dédiés (comme l'APAVE, Bureau Veritas ou le CETIM). Son expertise vous guidera vers le juste équilibre entre investissement, performance et taille.
Une fois la solution lancée, un organisme de contrôle sera mandaté pour certifier la solution est conforme aux directives européennes.
