L'objectif était de mettre en œuvre une solution de protection d'accès sur une cellule de mesure en ligne nouvellement développée chez Audi. Elle devait se passer de capteurs d'inhibition et être capable de gérer les diverses géométries complexes des véhicules. Une tâche difficile que l'équipe a maîtrisée avec brio.
Dans le gigantesque hall de fabrication du siège social d'AUDI AG à Ingolstadt, Tobias Hacker, technicien dans le département de maintenance des chaînes de montage d'AUDI AG, et Martin Demharter, Key Account Manager Automotive Industry chez SICK Vertriebs-GmbH, discutent juste à côté de la chaîne de montage final. Ils sont tous deux membres d'une équipe interdisciplinaire composée des départements de conception de la fabrication, d'ingénierie des usines et de maintenance chez Audi, ainsi que du département des ventes et de la division technologique de SICK. Ils collaborent depuis plusieurs années pour garantir la sécurité des employés dans la plus grande usine Audi du monde, tout en veillant au bon déroulement des processus de flux de matériaux.
Tous les types de véhicules fabriqués à Ingolstadt passent par ce hall pour leur contrôle qualité final, qui comprend la vérification des jeux. Auparavant, les employés effectuaient les mêmes contrôles minutieux, encore et encore, sans aide électronique, ce qui peut représenter un véritable défi pour l'œil humain. Après une phase de transition vers des appareils de mesure portatifs, cette tâche est désormais effectuée par des robots équipés de capteurs qui mesurent les interstices et les affleurements sur le véhicule.
"Nous avons construit la cellule de mesure en ligne pour soutenir de manière durable non seulement le processus qualité avec ses valeurs de mesure, mais aussi le processus de fabrication dans son ensemble", explique Daniel Bartolic, concepteur spécialisé au sein du département de conception de la fabrication des assemblages et chef de projet. Sur la ligne de montage final, les véhicules arrivent dans la cellule de mesure en ligne et sont contrôlés en quelques secondes par deux robots fonctionnant simultanément, afin de vérifier la présence d'interstices et d'affleurements. La protection des accès est assurée par le système Safe Portal de SICK qui utilise la fonction d'évaluation simultanée de champs de protection du scrutateur laser de sécurité microScan3. Deux scanners laser alignés verticalement à l'entrée et à la sortie de la cellule de mesure en ligne protègent de manière fiable et transparente la zone dangereuse grâce à l'évaluation intelligente de huit champs de protection simultanés.
Les scrutateurs utilisent un faisceau laser infrarouge qui est déployé au moyen d'un miroir rotatif, créant ainsi un champ de protection virtuel à gauche et à droite des points de sortie et d'entrée de la cellule. Un nouveau bloc fonctionnel certifié par le TÜV pour la commande sûre Siemens permet l'évaluation simultanée des deux scanners. Lorsqu'un véhicule franchit les champs de protection convenablement définis, les scrutateurs de gauche et de droite qui fonctionnent à l'unisson reconnaissent qu'il s'agit d'un matériau de fabrication et non d'une personne. Les robots peuvent donc effectuer leur tâche d'inspection car une situation dangereuse a été exclue. Garantir la sécurité des personnes de cette manière est la priorité absolue chez Audi lors de l'utilisation de grands robots industriels.
Comme plusieurs modèles de véhicules avec des géométries différentes peuvent être présents sur une seule et même chaîne de montage final dans l'usine Audi d'Ingolstad, les exigences relatives à une solution sûre et en même temps productive pour la différenciation homme-matériel sont particulièrement strictes. "Nous recherchions une solution de sécurité qui conviendrait à tous nos modèles et configurations de véhicules existants, mais qui nous permettrait également de mettre en œuvre de nouveaux modèles ", explique Daniel Bartolic à propos de ses demandes initiales à Martin Demharter de SICK. La nouvelle solution devait être flexible, productive, rentable et surtout peu encombrante, et ne pas nécessiter l'utilisation de portes battantes ou de capteurs d'inhibition coûteux. M. Demharter a discuté de ce scénario exigeant avec le service de conception stratégique des produits de SICK.
"Nous avons considéré et étudié toutes les perspectives liées à la sécurité et évalué tous les points critiques pertinents à l'aide de tests, d'essais et, bien sûr, de la documentation complète requise ", résume Raphael Rotter, chef de produit stratégique chez SICK, à propos de l'effort unique considérable qui a été investi dans ce projet et qui a finalement porté ses fruits : "Nous disposons maintenant d'une solution allégée qui offre exactement le niveau de flexibilité nécessaire pour faire face aux développements futurs dans le domaine de l'assemblage final ", résume Daniel Bartolic à propos du résultat pour Audi. Le système de sécurité Safe Portal est certifié TÜV, comprend deux scanners laser de sécurité et un bloc fonctionnel pour la commande sûre Siemens S7, et répond aux exigences de la norme EN ISO 13849. Cette solution standard du portefeuille de SICK offre un moyen flexible et efficace de protection des accès dans la production automobile. En tant que développement sur mesure, elle démontre l'importance de l'approche systémique qui consiste à combiner le matériel, le logiciel et les services d'une seule source.
Pour le technicien de maintenance Tobias Hacker, le gain de place et la réduction de la complexité sur la chaîne de montage final constituent l'avantage décisif : "La nouvelle solution compacte permet de se passer du capteur d'inhibition utilisé auparavant, ce qui représente un gain de place d'un demi-mètre. Nous avons réduit le grand nombre de variantes de divers composants matériels tels que les capteurs photoélectriques et leur câblage à seulement deux scanners. Cela permet de gagner du temps et de l'argent sur la maintenance et les réparations, et nous bénéficions également de l'énorme réduction de la complexité."
Cette réussite a été rendue possible par la collaboration intensive et confiante au sein de l'équipe et, en particulier, par le courage et la volonté de toutes les personnes impliquées d'ouvrir de nouvelles voies. Les surfaces brillantes ou d'un noir profond de la carrosserie des voitures ont vraiment laissé l'équipe perplexe au début. En effet, les surfaces très réfléchissantes sont difficiles à détecter pour les capteurs optoélectroniques. Les experts en sécurité ont contré ce problème en améliorant constamment la logique.
Par exemple, la procédure de redémarrage après la détection d'une violation du champ de protection a été rendue conforme à la procédure standard de l'usine, de sorte que les carrosseries noires et brillantes peuvent désormais être identifiées de manière fiable par le système Safe Portal. Un an et demi après le début du projet, le système Safe Portal vient d'être mis en service sur la deuxième chaîne de montage et y remplit sa mission de manière sûre et en toute discrétion. Plusieurs facteurs cruciaux ont contribué à ce succès selon Martin Demharter : "Tout d'abord, la collaboration d'égal à égal, la coopération de longue date entre les entreprises et, surtout, le désir commun de trouver la meilleure solution technique sont les facteurs qui ont conduit à ce bon résultat."
Chez Audi, l'expérience positive avec le système Safe Portal sur la ligne d'assemblage final a déjà fait le tour du monde, car les personnes travaillant dans les ateliers de construction de la carrosserie, de peinture ou d'emboutissage sont également intéressées par des solutions techniquement mûres et productives pour une différenciation sûre entre l'homme et les matériaux. - Tout à fait en accord avec la devise principale de l'entreprise : "Vorsprung durch Technik" (L’avance par la technologie).
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