Interaction productive et sûre entre l'homme et les robots KUKA

23 juin 2021

GO BEYOND. Découverte #5 

La collaboration entre les hommes et les robots dans des zones de travail partagées est plus demandée que jamais. La tendance vers des cellules robotisées sans clôture de protection et de la plus petite taille possible se poursuit dans l'industrie. En même temps, le robot doit être intégré dans les étapes de travail manuel aussi simplement que possible et sans compromis. KUKA, en collaboration avec SICK et Blue Danube Robotics, offre maintenant une solution complète qui combine à la fois une productivité maximale et la conformité aux dernières normes de sécurité pour les applications collaboratives.

Collaboration between humans and robots in shared work areas is more in demand than ever.
Collaboration between humans and robots in shared work areas is more in demand than ever.

Des idées créatives et des solutions concrètes sont nécessaires pour répondre à cette demande croissante de collaboration homme-robot. Les avantages d'une cellule de robotique industrielle classique telles que la vitesse, la précision, la productivité élevée et la durabilité, ne doivent en aucun cas être négligés. La charge utile du robot joue également un rôle important, mais elle est très limitée dans les collaborations homme-robot existantes.

Les robots collaboratifs ne peuvent pas répondre à ces exigences élevées de l'industrie, car ils travaillent à des vitesses et avec des charges utiles nettement inférieures à celles des robots industriels. Les limites apparaissent également rapidement dans le domaine de la connectivité et des possibilités d'intégration dans les systèmes existants. C'est pourquoi KUKA, en collaboration avec SICK et Blue Danube Robotics, propose désormais une solution complète qui combine à la fois une productivité maximale et répond également aux dernières normes de sécurité pour les applications collaboratives. Tout d’abord, une collaboration sûre entre les robots et les humains est garantie, même avec des charges de quelques centaines de kg. L'interaction fluide entre tous les composants est rendue possible par la commande du robot et le pack technologique KUKA.SafeOperation.

Une application où les composants sont assemblés manuellement puis contrôlés visuellement par le robot sert d’exemple. La cellule robotisée peut être conçue sans protecteur et il est possible de s'approcher du robot ou de travailler directement avec lui à tout moment. Les dangers lors de ce travail d'équipe à proximité sont surveillés de manière fiable par le scrutateur laser de sécurité microScan3 de SICK - et permettent ainsi une collaboration sûre et efficace entre les humains et les robots.

 

Système de sécurité sBot Speed CIP

La variante, pour KUKA, du système sBot Speed CIP de SICK combine un microScan3 avec le contrôleur de sécurité Flexi Soft et la passerelle EFI-pro. Les réglages spécifiques au robot et les paramètres de communication sont déjà préconfigurés et peuvent être intégrés rapidement et en toute sécurité dans le contrôleur de robot KUKA KR C4 grâce à l’EtherNet/IP™ CIP Safety™. Cela permet de gagner un temps précieux lors de la conception du projet et de l'évaluation du concept de sécurité.

 

3-Concept de sécurité à 3 zones

Le microScan3 surveille en permanence la cellule du robot et divise la zone de travail en trois zones. S'il n'y a personne dans la zone de danger (personne présente dans la zone verte), le robot peut atteindre des vitesses linéaires allant jusqu'à 2 m/s. Un robot collaboratif comparable fonctionne à une vitesse maximale de 1 m/s. Si une personne s'approche du robot et se trouve donc dans la zone orange, la vitesse du robot est réduite afin de répondre aux exigences de l'évaluation des risques conformément à la norme ISO TS15066. La zone orange sert de zone de détection et est utilisée comme zone tampon afin que le robot puisse réduire sa vitesse à la valeur requise. L'entrée dans la zone jaune active maintenant la surveillance sûre de cette vitesse réduite. Si cette vitesse est dépassée, le robot s'arrête avec un arrêt de catégorie 1 (arrêt d'urgence à proximité de la voie) conformément à la norme EN 60204. Une fois que les zones orange et jaune du scanner laser sont à nouveau libérées et qu'il n'y a plus personne dans la zone dangereuse, le robot accélère à la vitesse programmée de manière autonome.

 

Une peau intelligente protège contre les blessures

Si un employé se trouve maintenant à proximité immédiate du robot, alors le robot se déplace à une vitesse surveillée réduite. En cas de contact entre une personne et le robot, le système de capteurs d'AIRSKIN déclenche également un arrêt de sécurité 1. L'AIRSKIN est constitué de coussins d'air spécialement adaptés au robot, dans lesquels la pression est contrôlée en permanence. En cas de contact, la pression interne change en enfonçant le coussin d'air et l'AIRSKIN est actionné. Une fois déclenché, un employé doit s'assurer que le robot peut continuer à travailler. Après vérification, le robot reprend son travail là où il a été interrompu. Des LED intégrées indiquent également à l'opérateur l'état de l'AIRSKIN.

The microScan3 permanently monitors the robot cell and divides the working area into three zones.
The microScan3 permanently monitors the robot cell and divides the working area into three zones.

KUKA.SafeOperation

Le pack technologique SafeOperation est l'interface entre les composants de sécurité. Il traite les signaux de l'interface de sécurité, surveille le mouvement du robot et offre d'autres fonctions de sécurité. Celles-ci comprennent la définition de surveillance sûre de zones, la surveillance sûre des vitesses et du référencement de calibration. Grâce à ces fonctions supplémentaires, la position de l'outil peut être surveillée pendant toute l'opération et le robot peut être arrêté en toute sécurité en cas de dysfonctionnement. Pour pouvoir arrêter les mouvements du robot assez rapidement en cas de dysfonctionnement ou de dépassement des limites spatiales, il faut garantir que les freins sont en parfait état. Ce contrôle est effectué à l'aide d'un test de freinage automatisé. Il s'agit de vérifier cycliquement si les couples de freinage des moteurs sont suffisamment élevés et assurent l'arrêt en toute sécurité du robot si nécessaire. 

KUKA.Handguiding avec ready2_pilot

Le pack optionnel KUKA.Handguiding est utilisé pour assurer que l'opération entre le robot industriel et l'homme soit aussi pratique et efficace que possible. Le pack de commande permet le guidage manuel sans fil des robots industriels d'une manière extrêmement conviviale. Le robot est commandé par une souris 6D montée sur le robot, qui permet de programmer des points de passage et d'enregistrer des séquences de mouvement. Le robot industriel KUKA peut ainsi être déplacé de manière simple et intuitive. L'utilisation de ce progiciel ne nécessite ni de formation ni d'initiation fastidieuse des employés. 

Configuration du système

La communication entre les composants doit également être synchronisée pour garantir un fonctionnement sans faille. Le système de sécurité SICK (scrutateur laser de sécurité microScan3 + contrôleur de sécurité Flexi Soft) est connecté au contrôleur du robot par un protocole de communication sûre tel que l’EtherCat/FSoE, l’EtherNet/IP/CIP Safety ou le PROFINET/PROFIsafe. L'AIRSKIN est connecté aux entrées de sécurité du contrôleur de sécurité par 2 canaux.

Conclusion : Réalisation d'une productivité maximale pour les robots collaboratifs

Avec cet ensemble complet de robot industriel (AIRSKIN et système de sécurité SICK) les exigences de la robotique collaborative peuvent être satisfaites avec une productivité maximale. Les avantages sont clairs :

 

  • Gain d'espace requis grâce à la suppression des protecteurs physiques.
  • Collaboration sûre entre les humains et les robots dans toutes les situations
  • Productivité et qualité élevées grâce à l'utilisation de robots et de composants industriels.
  • Concept évolutif avec toute la gamme de charge de 3 à 250 kg

La longue expérience de KUKA dans l'industrie garantit la fiabilité de la production. 

La coopération entre KUKA et Blue Danube Robotics couvre également un large portefeuille de produits de différents robots industriels, dont AIRSKIN. La gamme s'étend de très petits robots avec une charge utile de 3 kg aux robots avec une charge utile de 250 kg. Les applications les plus diverses dans le domaine de l'automatisation robotisée peuvent être réalisées avec cette sélection.

 

 Ces articles peuvent vous intérésser :

Safety vital for efficient human-robot collaboration

 

Read more

« Secoué, non agité » : Makr Shakr, KUKA et SICK préparent des cocktails 

Lire l'article

Les capteurs déterminent le futur des robots collaboratifs

 

Lire l'article

Cobots Claus and Clara: collaborative robotics with a SICK safety

 

Read more

Vous avez des questions ?

N’hésitez pas à contacter nos experts

Abonnement newsletter
Abonnement newsletter
Abonnez-vous à notre newsletter !

Pour ne rien manquer de nos actualités (produits, webinars, salons, formations, applications, ...), inscrivez-vous à notre newsletter mensuelle !

Inscrivez-vous