KANBrief 3/16
La collaboration homme-robot est essentielle pour l’optimisation d’équipements de production polyvalents pour l’industrie 4.0. Parallèlement à une demande croissante pour des technologies innovantes, les concepts de sécurité à application universelle sont de plus en plus recherchés. Daimler a mis au point une telle procédure. De conception modulaire, elle peut être utilisée pour tous les projets de collaboration homme-robot pratiqués dans cette entreprise.
Le modèle de demain qu’est la collaboration homme-robot n’induit certes pas de nouvelles classes de dangers, mais elle obligera à réévaluer les dangers typiques à la lumière du contexte nouveau. Les risques qui ont un impact sur les facteurs de stress, en raison d’un contexte nouveau en termes d’organisation du travail, de procédures et de qualification personnelle, et qui peuvent aller jusqu’à leur acceptation par le personnel, sont plutôt spécifiques à telle ou telle application. En revanche, les risques que toutes les collaborations homme-robot ont en commun concernent en premier lieu le concept de sécurité.
Les dangers tels que l’écrasement ou les chocs contre des éléments de machine étaient en grande partie évités grâce à la barrière de protection classique ou à d’autres protecteurs. Si on les supprime, la première solution qui vient à l’esprit est de recourir à des dispositifs de protection capables de détecter les personnes et fonctionnant sans contact. Or, les exigences techniques élevées auxquelles doivent répondre ces systèmes, auxquelles s’ajoute une distance de sécurité importante obligeraient à concevoir une installation pratiquement irréalisable, tant en termes de coûts que d’espace nécessaire. De plus, on ne peut pas encore parler de collaboration, mais seulement d’une solution censée remplacer la barrière de protection.
L’évaluation des risques, base de toutes choses
Le nouveau concept de sécurité pour les robots collaboratifs doit obligatoirement reposer sur la prise en compte des facteurs de contraintes biomécaniques. En quelque sorte une garantie de “collision contrôlée” pour le pire des scénarios. L’évaluation du risque doit, dès le départ, avoir pour objectif d’exclure toute situation présentant un risque d’écrasement ou de choc. Cela commence dès le choix et l’aménagement du poste de travail. Qui va être appelé à y travailler et pour quoi faire ? Quelles pièces vont y être usinées, et avec quels outils ?
Le principe modulaire, facteur de sécurité
Les opérations une fois définies, on peut alors s’attaquer à la conception de l’équipement. La sécurité intrinsèque du robot – machine incomplète – n’est, en l’occurrence, même pas déterminante : c’est l’ensemble du concept qui doit être sûr. Ceci inclut l’outillage, la pièce à usiner, les autres équipements de travail et l’environnement. On favorisera donc un principe modulaire prévoyant des techniques de sécurité différentes pour chacun de ces éléments (outil, pièce à usiner, etc.). Un robot sensible, par exemple, ne sert pas à grand-chose si sa pince n’est pas sûre et qu’il s’agit en outre de transporter des pièces à arêtes coupantes de A vers B. S’écraser les doigts sous les pinces ou se couper aux arêtes de la pièce sera alors monnaie courante.
Pour ne pas non plus perdre de vue l’efficacité, il est nécessaire de classer clairement les domaines de travail en différentes catégories, en fonction de l’usage normal, du mauvais usage raisonnablement prévisible et du mauvais usage. Les distances de sécurité et zones d’accès clairement définies, ainsi qu’une bonne organisation du travail ne sont que trois exemples d’aspects qu’il faut prendre en compte.
Le concept une fois défini dans son ensemble, il s’agit de valider et de vérifier les endroits où des écrasements ou chocs sont encore susceptibles de se produire. Il faut pour cela procéder à une corrélation adéquate entre endroits dangereux et le modèle du corps humain. Étant donné qu’il s’agit de systèmes de travail dynamiques et complexes, et que la polyvalence constitue un critère prioritaire, le concept de sécurité doit toujours être adaptatif et évolutif. Cette condition vaut également pour le système de mesurage et peut donc être une bonne base pour un futur modèle de simulation.
L’instruction du personnel reste un élément essentiel
Les évaluations du risque effectuées par le fabricant et l’intégrateur constituent un élément essentiel du concept de sécurité. Pour l’utilisateur comme pour l’exploitant, la gestion du risque résiduel est au moins tout aussi importante. La transparence sur les séquences de mouvements et les fonctions de sécurité du robot constitue l’un des éléments standard de toute instruction des opérateurs, afin que leur travail se fasse en toute sécurité. Il faut en outre s’assurer que c’est toujours l’homme qui a le contrôle du robot, et non pas l’inverse.
Dr Stephan Bürkner
stephan.buerkner@daimler.com