Sécurité et cobotique : un environnement strictement régulé

La cobotique (rappelons-le, la robotique collaborative) est apparue il y a dix ans afin de résoudre les problèmes des robots industriels tels que leurs coûts élevés, l’espace qu’ils nécessitent ainsi que leur dangerosité. 

Les robots collaboratifs, ou Cobots, ont été créés pour assister les humains dans l’exécution de tâches difficiles, répétitives et complexes, afin d’améliorer leurs conditions de travail, leur santé et leur bien-être.

Si certains Cobots sont ajoutés aux postes de travail où une manipulation répétitive est nécessaire, d’autres cobots comme les exosquelettes sont conçus pour soutenir les mouvements des travailleurs et compenser la charge, facilitant ainsi 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 à une cadence très élevée, ce qui leur confère une grande efficacité.  Cette cadence élevée implique néanmoins des mouvements à grande vitesse qui peuvent blesser les travailleurs autour du robot. Il est donc nécessaire d’installer une enceinte clôturée autour de celui-ci, afin de supprimer le danger potentiel.

Les Cobots sont des robots particuliers sur lesquels sont installés des capteurs supplémentaires capables d’anticiper la présence d’un opérateur dans une zone précise et capables 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, ce qui permet à l’opérateur de travailler en toute sécurité dans la zone d’action du robot. Contrairement aux robots industriels, les Cobots ne nécessitent pas l’installation d’une enceinte grillagée, ce qui réduit le coût de la solution ainsi que l’espace requis. 

Cette couche supplémentaire d’intelligence rend le robot sûr pour les opérateurs et les personnes environnantes. Cependant, certains risques liés à l’outil ou au processus subsistent (par exemple, station de découpe ou de soudage). Il est donc nécessaire de respecter les règles strictes en vigueur. 

Un contrôle strict et sûr

Afin de prendre en compte ces risques, la directive européenne Machine 2006/42/CE encadre et contrôle l’intégration des solutions robotiques dans les processus industriels. Elle assure la normalisation des mesures de sécurité mises en place lors de la création d’une solution robotique. 

Certaines normes internationales, notamment les normes ISO 10218-1 et 10218-2, visent à soutenir les fabricants et les intégrateurs dans le respect des exigences strictes de la Directive Machines.

Des plans d’action précis

Ces normes conduisent à l’élaboration de plans d’action sécurité pour les fabricants et les intégrateurs de cobots. Conformément aux principes de prévention de la directive Machines, une analyse de risque documentée doit être réalisée dès le début de la conception afin de créer une cellule robotique sûre.

Cette analyse de risque permet de choisir un Cobot adapté aux besoins de l’entreprise et de réduire suffisamment ou d’éliminer le risque en connaissant les limites du Cobot pour protéger les utilisateurs.

Il existe deux niveaux de sécurisation d’une cellule robotisée :

Sur les caractéristiques du Cobot

Il est possible de régler la vitesse, l’accélération et la force du Cobot afin qu’il s’arrête suffisamment vite. 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 donc 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 trouver, du plus au moins invasif : 

• Les cages / clôtures : c’est le plus utilisé dans la robotique traditionnelle. 
• Le rideau lumineux : c’est une solution composée de faisceaux lumineux capables de détecter la présence d’un opérateur dans une zone définie. Cette zone doit être définie grâce à de multiples barrières, tangibles ou non, et rarement franchie afin d’éviter un arrêt involontaire de la production.
• scrutateur laser (aussi appelé capteur Lidar) : c’est un système lumineux permettant de fixer 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 légères.

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’assistance dédiés (tels que l’APAVE, le Bureau Veritas ou le CETIM). Son expertise vous guidera vers le bon équilibre entre investissement, performance et taille.

Une fois la solution lancée, un organisme de contrôle sera mandaté pour certifier la conformité de la solution aux directives européennes.