Maîtriser les normes des robots collaboratifs : sécurité, risques et conformité

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Les robots collaboratifs, ou cobots, sont cruciaux pour la productivité manufacturière. Les cobots sont conçus avec des fonctions de sécurité intégrées pour pouvoir travailler en collaboration aux côtés des travailleurs humains, mais ces technologies n'assurent pas la sécurité « out of the box ». Au contraire, une évaluation des risques complète, spécifique à l'application, est essentielle pour protéger votre personnel et atteindre la conformité.

En tant que votre partenaire en automatisation, JHFOSTER fournit les services de conception, évaluation, intégration et support nécessaires pour la sécurité et la conformité de votre application de robot collaboratif.

Comment les cobots sont-ils sûrs ?

Cette nouvelle génération de robots industriels est considérée plus sûre que les robots industriels traditionnels car les robots collaboratifs offrent des fonctions de sécurité avancées, comme capteurs, caméras et programmation logicielle qui détectent la proximité d'objets ou personnes pour prévenir accidents et blessures. Fonctions de sécurité avancées incluent :

• Arrêt surveillé de sécurité : Capteurs dans le système de contrôle forcent le cobot à un arrêt complet quand un humain est trop près et redémarrent quand l'employé est à distance sûre.
• Surveillance vitesse et séparation : Cette fonction de sécurité, appelée SSM, utilise capteurs et caméras pour détecter la proximité aux travailleurs humains et commande au cobot de ralentir à une vitesse sûre.
• Technologie de limitation puissance et force : Cette fonction, connue sous PFL, contrôle et réduit la force et le couple du cobot pour prévenir blessure s'il contacte un opérateur.

Bien que ces fonctions de sécurité permettent typiquement aux cobots d'être placés dans des zones partagées avec opérateurs humains sans gardes de sécurité ni enceintes, l'application entière, incluant équipements intégrés, la cellule de travail, le flux de travail, et accessoires comme effecteurs de bout de bras, doit être évaluée pour un fonctionnement sûr. Pour cette raison, une évaluation des risques de tout le système d'automatisation est nécessaire pour assurer la conformité aux normes de sécurité industrielles pour installations robotiques.

Quelles sont les normes de sécurité pour les cobots ?

Plusieurs normes de sécurité industrielles s'appliquent aux installations de robots et cobots, incluant :

ISO 10218

L'ISO 10218 de l'Organisation Internationale de Normalisation est la directive la plus reconnue pour la sécurité des robots industriels. La version la plus récente de l'ISO 10218 couvre les exigences de sécurité pour robots industriels pour fabricants et pour applications de robots industriels.

L'ISO 10218 fournit des exigences de sécurité fonctionnelle avec des directives précises autour de la conformité et l'atténuation des risques. Les exigences de sécurité intégrées pour robots collaboratifs qui consolident l'ISO/TS 15066 précédemment séparée sont incluses dans l'ISO 10218.

De plus, les directives de sécurité pour procédures de chargement/déchargement manuel et outillage de bout de bras ont été incorporées depuis les rapports techniques précédemment séparés, TR 20218-1 et TR 20218-2, ainsi que de nouvelles classifications robotiques avec exigences de sécurité fonctionnelle et méthodologies de test correspondantes.

ANSI R15

L'American National Standards Institute (ANSI) a adopté l'ISO 10218 comme partie de son ANSI R15, qui décrit les exigences de sécurité pour l'utilisation de robots industriels, ainsi que l'intégration robotique dans les cellules de travail.

OSHA

Bien que l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) n'ait pas de normes spécifiques pour l'industrie robotique ou l'intégration d'automatisation, l'agence s'appuie sur l'ISO, l'ANSI, et autres normes industrielles pertinentes régissant les évaluations de risques, la protection, et autres risques liés au lieu de travail.

En tant que votre partenaire expert en automatisation, JHFOSTER fournit une intégration et un support conformes pour votre application cobot, assurant la sécurité du personnel et la conformité aux normes industrielles.

Quels sont les risques primaires associés aux robots ?

L'OSHA a identifié huit risques primaires dans les applications robotiques, incluant :

• Erreur humaine : Quand les opérateurs se placent dans des positions/emplacements dangereux.
• Erreurs de contrôle : Risques dans la cellule de travail robotique causés par erreurs dans le logiciel ou matériel de contrôle.
• Accès non autorisé : Un opérateur non autorisé/non formé entrant dans la cellule de travail robotique.
• Défaillance mécanique : Dysfonctionnements mécaniques inattendus qui créent des risques.
• Pression temporelle : Quand pressés, les travailleurs peuvent contourner les protocoles de sécurité.
• Environnement : Facteurs environnementaux peuvent interférer avec la fonction robotique.
• Pannes/dysfonctionnements d'alimentation : Coupures d'électricité ou non-respect des procédures lockout/tagout peuvent interférer avec l'opération ou libérer de l'énergie, créant des risques électriques.
• Installation incorrecte : Systèmes robotiques mal conçus et mal installés peuvent résulter en risques opérationnels.

Selon l'OSHA, une conception, test, intégration, opération, et maintenance correctes de l'application robotique peuvent prévenir ces problèmes. En tant que votre partenaire expérimenté en automatisation, JHFOSTER peut vous aider à éviter ces risques.

Les 4 principaux types d'accidents robotiques et comment les éviter

Les quatre principaux types d'accidents robotiques incluent :

1. Accidents d'impact/collision : Quand un opérateur est frappé par le robot, l'effecteur de bout, ou le matériel manipulé par le robot.
2. Accidents d'écrasement/piégeage : Quand un opérateur est pincé entre le robot et une autre surface ou piégé par le robot lui-même.
3. Accidents de pièces mécaniques : Défaillance des pièces du robot ou dispositifs de sécurité qui résultent en blessure.
4. Autres accidents : Pièces volantes, coincement entre pièces de machine, défaillance composant, etc.

Comment éviter les accidents robotiques

La majorité des accidents liés à l'automatisation peuvent être évités en utilisant les précautions suivantes :

• Évaluation des risques : Une évaluation des risques complète avant d'installer un robot dans une cellule de travail, ainsi qu'après installation, aidera à identifier les risques potentiels pour que des mesures préventives puissent être prises.
• Test de preuve de concept : Cela aide à identifier les risques potentiels qui ne se manifestent pas dans les simulations.
• Dispositifs de sécurité : Protéger les opérateurs des risques avec dispositifs comme gardes et rideaux lumineux pour cellules robotiques industrielles traditionnelles, et utiliser les fonctions de sécurité avancées des cobots peut prévenir les accidents.
• Conception, installation, et intégration correctes : Assurer que la cellule de travail robotique a été conçue, installée, et intégrée avec la conformité sécurité en tête préviendra beaucoup de risques.
• Formation/procédures : Formation approfondie pour opérateurs, techniciens maintenance, et autres employés fournit conscience des risques et détails sur précautions et procédures de sécurité.
• Maintenance du système : Assurer que tous les composants de la cellule robotique sont en bon état de fonctionnement préviendra les accidents liés aux dysfonctionnements.

Quelles sont quelques règles de sécurité à suivre quand on travaille avec cobots et robots ?

Bien que les protections et procédures de sécurité varient d'application en application, ces six règles devraient aider à prévenir les accidents liés aux robots/cobots.

1. Toujours effectuer une évaluation des risques complète.
2. Effectuer des tests physiques pour valider les limites de force du robot/cobot.
3. Gérer l'énergie stockée et pratiquer les procédures lockout/tagout.
4. Sécuriser correctement les effecteurs de bout.
5. Maintenir un espace de travail dégagé.
6. Ne jamais contourner les protections ou dispositifs de sécurité.

Créer une zone de travail sûre : vitesse et séparation

Les fonctions de sécurité intégrées de vitesse et séparation sont ce qui différencie les cobots des robots et leur permet de collaborer en sécurité avec les opérateurs humains.

Quelle est la vitesse sûre pour un cobot ?

La limite de vitesse recommandée par l'industrie pour un cobot en vrai mode collaboratif (où contact humain est possible) est 250 mm/s ou moins, comme défini par ISO/TS 15066/ISO 10218. Cette vitesse permet la limitation de force si collision survient.

Cependant, une évaluation des risques complète de l'application spécifique déterminera la vitesse la plus sûre. Des vitesses plus élevées peuvent être possibles si des fonctions, comme surveillance vitesse/séparation ou modes non-collaboratifs, sont employées.

Quelle est la zone de sécurité autour d'un robot ?

La zone de sécurité autour d'un robot dépend du type de robot, sa vitesse, mode opérationnel, et application, et doit être définie pendant l'évaluation des risques.

Les robots industriels traditionnels nécessitent des barrières physiques comme clôtures et cages pour garder les employés à distance sûre et/ou dispositifs à base de capteurs comme rideaux lumineux qui arrêtent l'opération quand un opérateur entre dans la zone. Une évaluation des risques complète et les normes industrielles fourniront l'information sur quel type de protections est nécessaire pour une application.

Les robots collaboratifs ne nécessitent généralement pas de barrières physiques quand ils travaillent dans un espace collaboratif, qui est une zone définie dans laquelle le cobot peut opérer en sécurité quand équipé de surveillance vitesse/séparation, arrêt surveillé sécurité, et/ou technologies PFL. Suite à une évaluation des risques complète pour l'application, le cobot devrait être programmé pour maintenir une frontière de sécurité définie (un mur virtuel programmable qui s'appuie sur capteurs pour déclencher les fonctions de sécurité du cobot quand la frontière est franchie) pour assurer une zone de travail sûre.

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• Président de l'Intégration Automatisation, Tavoron

  Robert Komljenovic est un dirigeant expérimenté en industrie et automatisation avec plus de 30 ans de leadership à travers organisations manufacturières et d'automatisation globales. En tant que Président de l'Intégration Automatisation chez Tavoron, il mène le segment d'Intégration Automatisation de l'entreprise, se concentrant sur croissance stratégique, performance opérationnelle, et collaboration à travers la plateforme. Avant de rejoindre Tavoron, Robert a tenu des rôles de direction exécutive dans entreprises d'automatisation et fabrication avancée, où il a mené transformation business, expansion de présence marché, et croissance rentable. Robert sert aussi au Board of Directors de la Society of Manufacturing Engineers Educational Foundation, soutenant initiatives éducation STEM via bourses et programmes d'endowment.

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