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Collaboration homme-robot : la sécurité, même sans barrière de protection

© Bosch

Les robots qui travaillent directement avec l’homme sont considérés comme un élément essentiel de l’usine connectée et flexible de demain. La collaboration homme-robot peut alléger le travail du personnel de production et permet aux entreprises d’être plus réactives face aux exigences du marché. La proximité immédiate avec l’homme entraîne des exigences élevées de sécurité pour les systèmes d’assistance, mais recèle aussi un potentiel en termes d’inclusion.

Industrie 4.0, la « quatrième révolution industrielle », est censée être la réponse à des marchés volatiles, à des cycles de vie plus courts pour les produits et à des demandes de plus en plus spécifiques de la part des clients. Mais dans l’usine de demain, l’enjeu ne sera pas seulement d’interconnecter les machines, les installations et l’informatique : l’homme et les machines devront, eux aussi, travailler plus étroitement ensemble.

Combiner les forces de l’homme et de la machine

Derrière l’évolution fulgurante de la collaboration homme-robot se cache l’idée de combiner les capacités de l’homme et de la machine qui, ensemble, peuvent faire plus que chacun de son côté. Alors que le robot est synonyme de précision et d’endurance, l’homme fait l’apport, dans cette collaboration, de compétences uniques en matière de résolution de problèmes. Les processus de production gagnent ainsi en flexibilité et en efficacité.

Dans la production industrielle, cela fonctionne le mieux quand ils peuvent interagir directement l’un avec l’autre, en véritables partenaires. Or, c’est précisément ce qui fait encore souvent défaut : de nombreux robots industriels sont encore séparés de l’homme par des cages d’acier ou des barrières de protection. Mais on trouve aussi déjà sur le marché des systèmes robotisés conçus spécialement pour travailler directement avec l’homme, sans dispositif supplémentaire de protection, et qui ont été certifiés comme tels par l’organisme d’assurance sociale allemande des accidents du travail et des maladies professionnelles des secteurs du bois et du métal (BGHM).

Interagir avec la machine, sans contact et en toute sécurité

Plusieurs facteurs font en sorte que l’interaction entre l’homme et le robot se déroule en toute sécurité : grâce à une caméra intégrée, le robot saisit et place les objets avec une extrême précision. Des préhenseurs sensibles sont dotées d’une protection anti-pincement. En cas de collision, ils se rétractent, protégeant ainsi l’homme contre des blessures possibles. Une nouveauté sur le marché est un système de capteurs capacitifs qui entoure le bras du robot et surveille en permanence son environnement immédiat. Si une personne s’approche trop du robot, celui-ci s’arrête immédiatement de travailler, avant même qu’il y ait contact. Dès que la personne s’est suffisamment éloignée, le robot reprend son travail exactement à l’endroit où il s’était arrêté.

Une zone plus étendue peut être également surveillée par scanner à laser, ce qui permet aux robots d’adapter leur vitesse à la présence ou à l’absence de personnes : tant que personne ne se trouve dans les environs, ils travaillent à la vitesse maximum. Dès qu’une personne pénètre dans la zone balayée, la machine ralentit automatiquement ses mouvements. Ces assistants de production sont aujourd’hui utilisés avec succès dans plusieurs usines Bosch et dans diverses entreprises, notamment dans l’industrie automobile.

Le projet AQUIAS favorise l’inclusion

Dans le cadre de son projet AQUIAS, mené en coopération avec l’Institut Fraunhofer IAO de Stuttgart et ISAK gGmbH, entreprise d’utilité publique spécialisée dans l’intégration des handicapés, Bosch étudie comment les robots collaboratifs peuvent être utilisés pour aider les personnes handicapées. Ce projet est subventionné par le ministère fédéral de l’Éducation et de la Recherche.

En coopération avec les organismes d’assurance sociale des accidents du travail et maladies professionnelles des secteurs du bois et du métal (BGHM) et des secteurs médico-sociaux (BGW), il a été mis au point une procédure qui élargit l’analyse des risques classique aux risques particuliers encourus lorsque des personnes handicapées travaillent avec des robots. Cette considération holistique de l’homme et de la machine permet d’aménager pour ces personnes des postes de travail à la fois sûrs et productifs. La répartition des tâches entre l’homme et le robot qui l’assiste peut être adaptée individuellement, en fonction de la nature du handicap et des besoins en assistance. Le système de sécurité sans contact du robot constitue un avantage particulier, tant au niveau technique que du point de vue de la personne, qui peut travailler en toute sécurité et flexibilité avec un « collègue robot doté de sensibilité ».

Wolfgang Pomrehn  Wolfgang.Pomrehn@de.bosch.com
Chef de produit des systèmes d’assistance APAS