5 principes essentiels pour la protection des machines industrielles

La protection des machines reste un aspect très important de l’automatisation et de la robotique dans l’industrie, ainsi que dans les utilisations commerciales de l’automatisation. Les machines doivent suivre la première règle de la robotique telle que donnée par Isaac Asimov, il y a près de 100 ans (« Runaround », 1942) :« Do No Harm ». Cette phrase est attribuée à Hippocrate, qui a créé un serment en médecine en 245CE. Une conception réfléchie des machines, appuyée par des capteurs et des commandes, empêche les machines et les robots de nuire aux humains, aux opérateurs et aux visiteurs occasionnels qui pourraient ne pas connaître le danger présenté par une machine. Nous avons organisé les méthodes de protection des humains en cinq catégories clés présentées ici.

1. Systèmes de protection mécaniques

Protection de sécurité du boîtier du robot

Vue d'ensemble

Les systèmes de protection mécanique sont des barrières physiques qui empêchent l'accès aux parties dangereuses des machines. Ces barrières peuvent être fixes, mobiles ou verrouillées et sont essentielles pour protéger les travailleurs contre les éléments dangereux de la machine.

Types de systèmes de protection

• Gardes fixes :Fixé en permanence à la machine et ne peut être retiré sans outils. Ils sont conçus pour offrir une protection continue. Ils peuvent être faits de métal solide ou de treillis, ou peuvent être des panneaux en plastique transparent autrement appelés « clôtures ».
• Gardes mobiles :Ceux-ci peuvent être ouverts ou retirés pour permettre l'accès à des fins de maintenance ou d'exploitation, mais doivent être solidement fermés pendant le fonctionnement.
• Gardes verrouillés  :Ces protections arrêtent automatiquement la machine lorsqu'elle est ouverte, garantissant ainsi que les opérateurs ne peuvent pas accéder aux zones dangereuses pendant que la machine est en marche.

Applications courantes

• Fabrication  : Les protections fixes sont couramment utilisées sur des machines telles que les scies et les presses pour éviter tout contact accidentel avec les pièces mobiles.
• Construction  : Les protections mobiles sont souvent utilisées dans les outils électriques, permettant un fonctionnement sûr tout en permettant un accès pour les réglages.
• Transformation des aliments  : Les protections verrouillées sont fréquemment utilisées dans les systèmes de convoyeurs pour garantir que les opérateurs ne puissent pas accéder à l'équipement en mouvement pendant son fonctionnement.

Exemples de protection mécanique dans les industries de transformation

2. Arrêts d'urgence (arrêts d'urgence)

Vue d'ensemble

Les systèmes d'arrêt d'urgence constituent un moyen rapide d'arrêter le fonctionnement des machines en cas d'urgence. Ces systèmes sont essentiels pour prévenir les blessures et atténuer les risques lors d’événements imprévus. Ils fournissent une méthode facilement accessible pour arrêter immédiatement le mouvement d'une machine

Fonctionnalités clés

• Emplacement :Les arrêts d'urgence sont stratégiquement placés autour des machines, facilement accessibles aux opérateurs. Ils peuvent se présenter sous la forme d'un bouton ou d'un câble métallique à côté d'une machine ou d'un convoyeur.
• Systèmes redondants :De nombreuses machines disposent de plusieurs arrêts d'urgence pour garantir qu'au moins un est toujours accessible en cas d'urgence. Les contacts à l'intérieur de l'interrupteur sont également redondants avec sécurité forcée
• Conception sécurisée  :Les arrêts d'urgence sont conçus pour échouer dans des conditions sûres, ce qui signifie qu'en cas de dysfonctionnement, ils arrêteront la machine plutôt que de lui permettre de continuer à fonctionner.

Applications courantes

• Usines de fabrication  :Les arrêts d'urgence sont largement utilisés dans les chaînes de montage et les machines lourdes pour arrêter rapidement les opérations en cas d'urgence.
• Manutention des matériaux  :Dans les systèmes de convoyeurs, les arrêts d'urgence peuvent éviter les accidents causés par des bourrages ou des erreurs de l'opérateur.
• Robotique  :Les arrêts d'urgence sont essentiels dans les environnements où les robots et les humains travaillent en étroite proximité pour garantir l'arrêt immédiat du mouvement du robot si nécessaire.

3. Dispositifs de détection de présence (PSD)

Vue d'ensemble

Les dispositifs de détection de présence sont utilisés pour détecter la présence d'individus à proximité de machines dangereuses et prendre les mesures appropriées pour améliorer la sécurité. Ces appareils utilisent diverses technologies, telles que des capteurs infrarouges, laser et micro-ondes, pour surveiller la zone autour de la machine.

Types de PSD

• Barrières lumineuses :Ce sont des dispositifs de sécurité qui créent une barrière invisible; lorsque le faisceau est interrompu, la machine s'arrête.
• Scanners laser  :Ces appareils peuvent créer une carte 2D ou 3D de l'espace de travail, détectant la présence humaine et garantissant que les machines fonctionnent uniquement lorsqu'elles sont sûres.
• Capteurs de proximité :Ceux-ci détectent la présence d'opérateurs ou d'objets à proximité de la machine et peuvent déclencher des arrêts ou des ralentissements si nécessaire.

Applications courantes

• Fabrication automatisée  : Les barrières immatérielles sont largement utilisées autour des bras robotiques pour empêcher les opérateurs d'entrer dans les zones dangereuses.
• Machines CNC et presses plieuses :Une application principale des barrières immatérielles de sécurité est la zone située devant et derrière une presse plieuse pour empêcher la presse de se fermer lorsqu'une partie du corps humain est proche du point de presse
• Industrie textile  :Les scanners laser permettent de garantir que les travailleurs ne se trouvent pas sur le chemin des machines en mouvement.
• Emballage et expédition :Les barrières immatérielles de sécurité (PSD) sont souvent utilisées pour les systèmes de palettisation robotisés afin de protéger les travailleurs des mouvements du robot. Les scanners laser de sécurité (LIDAR) constituent une autre option pour la protection contre la palettisation. Les capteurs de proximité dans les machines d'emballage aident à prévenir les blessures en détectant la présence de l'opérateur avant de permettre aux machines ou aux robots de fonctionner.

4. Verrouillages de sécurité

Vue d'ensemble

Les verrouillages de sécurité sont des dispositifs qui empêchent les machines de fonctionner dans des conditions dangereuses. Ils garantissent que les machines ne peuvent être utilisées que lorsque certaines conditions de sécurité sont remplies, réduisant ainsi le risque d'accident.

Types de verrouillages

• Verrouillages mécaniques  : Empêcher physiquement le fonctionnement si un dispositif de protection est retiré ou n'est pas correctement positionné.
• Verrouillages électriques  :Utiliser des signaux électriques pour empêcher les machines de fonctionner tant que les critères de sécurité ne sont pas satisfaits.
• Verrouillages logiciels  :S'appuyer sur des protocoles de sécurité programmés dans les commandes des machines pour garantir un fonctionnement sûr.

Applications courantes

• Moulage par injection  : Les verrouillages empêchent la machine de fonctionner si les protections de sécurité ne sont pas en place, protégeant ainsi les opérateurs lors des changements de moule.
• Robotique  :Utilisé pour garantir que les robots ne peuvent pas fonctionner à moins que toutes les conditions de sécurité ne soient remplies, telles qu'un placement correct dans la zone de travail.
• Opérations presse  :Des verrouillages de sécurité garantissent que les presses ne peuvent pas fonctionner à moins que l'opérateur ne soit positionné correctement et en toute sécurité, à l'écart de la zone dangereuse.

5. Contrôleurs de sécurité des machines