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Cobots Claus et Clara de Continental : la robotique collaborative en toute sécurité avec SICK

Continental est l’un des principaux fournisseurs mondiaux de l’industrie automobile. La variété croissante des modèles de véhicules, des variantes et des produits dérivés ainsi que les cycles de vie des produits plus courts dans l'industrie automobile, obligent les fournisseurs à adopter une approche plus dynamique. Sur les lignes de production conventionnelles rigides, des modifications ou des défauts sur des stations individuelles peuvent avoir un impact majeur sur la production de la ligne entière. Plus l’incident dans la production est grave, plus il est difficile de compenser la perte de productivité.  

À l’usine de Continental de Babenhausen, des composants de haute technologie pour les cockpits de voiture sortent de la chaîne de production à intervalle de 15 secondes, 24 heures sur 24. Cela laisse très peu de marge de manœuvre pour compenser les temps d'arrêt. Pour cette raison, Continental remplace actuellement sur ses lignes de test et d’assemblage les équipements rigides par des systèmes de test collaboratifs, flexibles et redondants. Les cobots Claus et Clara chargent les machines de test et peuvent être utilisés partout où ils sont nécessaires. Si besoin, les employés peuvent les aider. La solution de sécurité SICK composée de scrutateurs laser de sécurité S300, d'interrupteurs de sécurité sans contact TR4 et de contrôleurs de sécurité programmables par logiciel Flexi Soft garantit la sécurité des opérateurs dans cet environnement collaboratif.

Les Cobots Claus et Clara chez Continental
Les cobots Claus et Clara
Les Cobots Claus et Clara chez Continental
Les cobots Claus et Clara

Il y a trois bancs de test sur la ligne nouvellement construite, qui sont chargés par des robots collaboratifs (cobots). Le cobot prend un composant d'un convoyeur, le place dans la machine d'essai, puis enlève la pièce testée et la place sur le convoyeur suivant.

La sécurité rend la collaboration homme-robot efficace

« Claus (système robot automatisé et intelligent) et Clara (application robotisée intelligente) sont des robots légers, semi-mobiles qui fonctionnent en mode stationnaire, mais qui peuvent être déplacés », explique Heiko Liebisch du département robotique de la division ingénierie industrielle de Continental Automotive GmbH, soulignant les avantages des cobots. « Ce concept nous permet de soulever les robots et de les déplacer vers un autre poste, ce qui signifie que nous pouvons utiliser le même robot sur deux machines différentes: une au début du quart et une autre à la fin de la nuit ».

Grâce à l'indexation mécanique, le cobot peut être positionné à tout moment à l'emplacement idéal de la machine d'essai. Un interrupteur de sécurité à transpondeur TR4 Direct à code unique, vérifie l'actionneur à code unique TR4 sur Claus ou Clara afin de valider la position.

 

« Tout ce qui concerne la sécurité dans le système est contrôlé à l'aide du contrôleur de sécurité programmable par logiciel Flexi Soft. Cela signifie que le Flexi Soft vérifie si l'interrupteur de sécurité codé est en position. Si ce n’est pas le cas, rien ne se produit et le contrôleur de sécurité émet un message de défaut. Une fois que le transpondeur TR4 a été vérifié, les scrutateurs laser de sécurité (S300 Advanced) chargent les jeux de champs stockés correspondants au poste de travail et donnent au cobot la commande de charger son programme et de démarrer son travail », explique Heiko Liebisch. « Nous avons la possibilité d’installer plusieurs transpondeurs codés à l’avant des cobots afin que nous puissions les configurer pour plusieurs lieux de travail différents ».

Les cobots Continental Claus et Clara
Cobots Claus et Clara
Les cobots Continental Claus et Clara
Cobots Claus et Clara

La nouvelle ligne de production permet de renvoyer les pièces testées rejetées au processus alors que la ligne est encore en fonctionnement. Un opérateur va à la machine de test ou au cobot et place la pièce là où il y a de la place. L'opérateur quitte alors la zone et le cobot identifie de manière indépendante qu'une pièce attend d’être testée et il continu à fonctionner normalement. Les scrutateurs laser de sécurité, installés en diagonale pour permettre une surveillance complète de la zone, disposent de diodes électroluminescentes aux couleurs des feux de signalisation à l'avant du cobot. Celles-ci indiquent l’état des champs de protection et toute violation des champs (vert : champ libre, orange : champ d’alarme franchi et rouge : champ de sécurité franchi). Pour que les opérateurs puissent voir facilement la couleur des feux, même du coin des yeux, le corps entier du cobot s'allume à la couleur correspondante. En mode collaboratif, Claus est orange et sa vitesse est réduite. En mode rouge, il s'arrête complètement. Lorsque l'opérateur quitte le champ de protection rouge, le système et Claus redémarrent automatiquement. L'opérateur n'a pas à notifier au système qu'il a quitté la zone. 

Une évaluation des risques est toujours la première étape - pour les cobots aussi

Bien que Claus et Clara se déplacent relativement lentement, les bras de robot peuvent se rapprocher suffisamment des opérateurs pour mettre leur vie en danger. « Vous devez toujours évaluer le concept global. C'est pourquoi les pinces à l'avant des robots ont été frittées au laser de sorte qu'il n'y a pas de bord tranchant, tout est arrondi.

Deux applications de collaboration homme-robot ne sont pas identiques. Cela signifie qu'une évaluation des risques individuelle est nécessaire pour une application HRC et même si le robot a été développé spécifiquement pour interagir avec les humains, comme ces cobots, qui sont conçus dès le départ avec de nombreuses fonctionnalités intrinsèquement sûres. Dans le même temps, l'espace de travail collaboratif doit également répondre à des exigences fondamentales, telles que des distances minimales par rapport aux zones accessibles voisines où il existe des risques potentiels d'écrasement ou de pincement. Les normes générales, telles que IEC 61508, IEC 62061 et ISO 13849-1 / -2, constituent la base de la sécurité fonctionnelle des applications HRC. De plus, ces systèmes doivent également être conformes aux normes ISO 10218-1 / -2, qui concernent la sécurité des robots industriels, et notamment à la norme ISO TS 15066, qui spécifie les exigences de sécurité pour les applications mettant en œuvre des robots collaboratifs.

 

SICK a été chargé de conseiller et de former Heiko Liebisch et son équipe pour la conception, les directives, la législation et les normes relatives aux cobots. « Nous sommes très satisfaits du système et de son fonctionnement », déclare Heiko Liebisch. « En pratique, il y a quelques domaines dans lesquels des améliorations pourraient être apportées et nous continuerons à travailler avec SICK, notre partenaire capable de nous conseiller et de nous fournir une solution complète ».

 

Une ligne pilote performante en opération depuis début 2017

Heiko Liebisch et son collègue Dejan Pfaff ont conçu la nouvelle ligne de production intelligente de Continental Automotive GmbH à Babenhausen et ont conçu les cobots. Ce sont les pères de Claus et Clara, qui auront bientôt des frères et sœurs sous la forme de Cora et de Kurt. La réussite du changement a créé un précédent chez Continental, qui prévoit maintenant d’introduire davantage de cobots. Claus, Clara et leurs collègues cobots sont construits par des apprentis chez Continental Automotive GmbH. Les mécaniciens construisent le cadre de base et les stagiaires en mécatronique sont responsables du reste. C'est un projet passionnant pour les apprentis. S'ils se retrouvent plus tard sur ce type de chaîne de production, ils pourront dire avec fierté qu'ils ont construit les cobots.

Une collaboration hommes-robots en toute sécurité
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