Modes de fonctionnement collaboratif choisis

Tout comme observé dans l’exemple théorique du chapitre 3, un mode ou une combinaison de modes était utilisé selon les besoins de production de l’entreprise et les préoccupations de sécurité à l’égard des travailleurs. Le mode 2, « Guidage manuel », n’a pas été utilisé dans les cas observés. Cela peut s’expliquer par le fait que 1) ce mode est adapté aux cas où la dextérité et le savoir-faire du travailleur ne peuvent être assumés complètement par un robot, en raison de la tâche du travailleur trop complexe à automatiser entièrement; 2) ce mode est avantageux quand l’interaction directe entre l’humain et le robot en mouvement est requise en production. Or, dans

les études de cas observées sur le terrain, la tâche principale initiale du travailleur pouvait être pleinement automatisée, car c’était principalement une tâche à faible valeur ajoutée. De plus, comme mentionnée plus tôt, la collaboration homme-robot a été choisie, dans les entreprises visitées, pour des motifs autres qu’un besoin d’interaction directe avec le robot en mouvement en production.

Les visites ayant eu lieu avant la publication de la spécification technique ISO/TS 15066:2016, l’analyse des moyens de protection utilisés pour réaliser les modes de fonctionnement collaboratif observés a été basée sur la norme en vigueur au moment du processus d’intégration, c.-à-d., ISO 10218:2011, parties 1 et 2. Toutefois, quelques remarques relatives à la spécification technique ISO/TS 15066:2016 ont été émises. À titre d’exemple, la description du mode 3 dans la norme ISO 10218-1:2011 et de sa mise en œuvre dans la norme ISO 10218-2:2011 ne prescrivaient pas d’arrêt nominal de sécurité contrôlé (c.-à-d. mode 1) alors que la spécification technique ISO/TS 15066:2016 l’inclut (figure 12).

Mode 2 a

Mode 4 Mode 1

Mode 3 b

a

Mode 1 déclenché pour autoriser l’humain à entrer dans l’espace de travail collaboratif et prendre le contrôle du robot en activant l’équipement de guidage manuel. b

Mode 1 déclenché en cas de violation de la distance de séparation homme-robot.

Figure 12 Modes de fonctionnement collaboratif et combinaisons systématiques prescrites par la spécification technique ISO/TS 15066:2016.

Les modes de fonctionnement collaboratif choisis par les entreprises visitées sont détaillés au tableau 16. Il s’agit des modes suivants :

• Mode 1 : arrêt nominal de sécurité contrôlé;

• Mode 3 : contrôle de la vitesse et de la distance de séparation;

52 Robotique collaborative : évaluation des fonctions de sécurité et retour d’expérience des travailleurs, utilisateurs et intégrateurs au Québec

- IRSST

Tableau 16 Modes de fonctionnement collaboratif utilisés, prévus ou en test dans les entreprises visitées

Mode Cas étudié

Moyen de protection pour réaliser le mode Moyen d’origine Moyen ajouté 1 C (en test)

Arrêt du robot, si intrusion dans la zone de sécurité. Redémarrage automatique dès que la personne sort de la zone de sécurité et de celle d’avertissement. L’intrusion est détectée par une combinaison de scrutateurs laser de sécurité et de caméras de détection de couleur. Ajout d’un automate programmable industriel (API) dédié à la sécurité qui gère la réalisation des fonctions de sécurité.

 

D (prévu)

Rideau optique de sécurité qui déclenche un arrêt surveillé s’il est

franchi.  

3*

A1, A2, A3 (utilisé)

Deux scrutateurs laser installés à une distance de séparation fixe par rapport au robot. Chacun détecte l’intrusion qui déclenche la vitesse réduite. Dans le cas A1, elle vaut 25 % de la vitesse de production fixée à 1000 mm/s. Dans les cas A2 et A3, elle vaut 50 % de la vitesse de production qui est déjà basse, mais de valeur inconnue. Délimitation au sol de l’espace de travail collaboratif.

 

C (en test)

Émission d’un avertissement et déclenchement d’une vitesse réduite lors d’une intrusion dans la zone d’avertissement. Cette zone d’avertissement correspond à une distance de séparation donnée par rapport à l’outil du robot. L’intrusion est détectée par une

combinaison de 4 caméras de détection et de 6 scrutateurs laser de sécurité. Ajout d’un API dédié à la sécurité qui gère la réalisation des fonctions de sécurité. La valeur définitive de la vitesse réduite reste à déterminer.

 

D (prévu)

Scrutateur laser installé à une distance de séparation fixe par rapport au robot. Il détecte l’intrusion qui déclenche la vitesse réduite (valeur à déterminer selon les calculs de temps d’arrêt et de distance d’arrêt).

 

4

A1, A2, A3 (utilisé)

Limitation de l’effort dont les seuils de force sont fixés par

l’intégrateur.  

B (utilisé)

Limitation de l’effort par la présence de ressorts aux articulations. _{ }

D (en test)

Limitation de l’effort dont les seuils de force seront fixés par

l’intégrateur.  

: oui; : non

* Dans les entreprises utilisant le mode 3, la problématique du contrôle de la distance de séparation entre le travailleur et le robot est résolue en la figeant d’avance par l’emplacement fixe d’un dispositif de détection de présence. Le contrôle de la vitesse consiste à changer de régime une fois une présence détectée (passage de la vitesse de production à une vitesse réduite).

Les entreprises (C et D) utilisant le mode 1 l’ont fait pour éviter les collisions entre le robot et le travailleur. Aux entreprises A et C, le mode 3 était utilisé pour contrôler l’espace de travail collaboratif et assurer la sécurité des gens qui s’y trouvent. À l’entreprise D, bien que le donneur d’ouvrage reconnaisse que le mode 3 sécurise l’espace entourant le robot, ce mode a avant tout été choisi pour minimiser, grâce à la vitesse réduite du robot, la dégradation de ses freins au fil

de ses arrêts répétés. À l’entreprise A, la valeur de la vitesse était déterminée selon le ressenti visuel de l’intégrateur. Pour les cas C et D, les valeurs de vitesse réduite définitives seront déterminées en fonction d’une appréciation des risques et de tests. Le temps de réaction des dispositifs de protection, ainsi que la distance de sécurité ont été décisifs dans le choix des moyens de protection utilisés pour les modes 1 et 3 des entreprises C et D. Dans le cas de l’entreprise A, l’intégrateur a procédé par élimination : choisir le dispositif à prix raisonnable (donc scanner 3D exclus) pouvant être installé facilement (donc rideau optique horizontal exclu) et pouvant tolérer le passage de chariots élévateurs (donc tapis sensibles exclus). Le mode 4 était utilisé lorsqu’il faisait partie intrinsèque des caractéristiques physiques du robot ou de son asservissement (c.-à-d., système de régulation pour respecter une consigne). Lorsque ce mode était assuré par l’asservissement, l’intégrateur devait fixer la limite de la force d’impact physique acceptable pour l’humain.