SICK et AVITECK : Une collaboration réussie pour une interaction homme-robot sûre

En tant que constructeur de machines, vous vous êtes déjà demandé comment faire en sorte que votre application garantisse la sécurité de ses utilisateurs. Mais avez-vous alors ressenti le besoin qu’on vous aide pour atteindre cet objectif ? La société AVITECK s’est retrouvée dans cette situation lors du développement d’un projet innovant. Cette entreprise, basée du côté de Cholet en Maine-et-Loire, fabrique des machines spéciales pour ses clients du grand ouest dans l’agro-alimentaire majoritairement. Chaque machine, chaque application est unique et adaptée au besoin individuel de chaque client.

Un jour, un de ses grands clients du domaine de l’emballage alimentaire les contacte. Il a besoin d’augmenter ses capacités de production. Il dispose déjà de lignes de fabrication complètes, depuis l’impression, jusqu’à la palettisation en passant par des machines de découpes. Afin de rentabiliser ses chaînes de production, il arrive qu’il produise par exemple des cartons d’emballage pour des steaks et en parallèle d’autres pour du poisson. En fin de production, on retrouve une palette avec diverses piles de cartons découpés amalgamées.

Afin d’envoyer à ses propres clients les bons emballages, et bien que les lignes soient automatisées, un contrôle des piles est nécessaire pour s’assurer que chacune d’elle ne contient que les cartons qui lui étaient destinés. Les opérateurs prennent manuellement les cartons découpés des palettes pile par pile pour les déposer sur le poste de contrôle. Cependant, lors de ces déplacements, les piles ne sont plus tout à fait alignées. Alors pour faciliter le travail du système de contrôle vision, il faut « taquer » la pile (faire en sorte d’avoir une pile bien alignée). C’est un travail physique ! Chaque pile fait près de 20 kg ! Et malheureusement, beaucoup d’opérateurs souffrent avec le temps de troubles musculo-squelettiques . C’est là qu’intervient Willy CHUPIN, fondateur d’AVITECK. On lui lance un défi, inventer un système qui permet aux opérateurs de déposer à la hauteur qu’ils souhaitent la pile de cartons et suivant l’orientation adaptée à leur morphologie. De plus, l’objectif est de fiabiliser le système, en effet si une pile est mal alignée alors le système de vision ne pourra pas identifier correctement les bonnes découpes, ce qui signifie un gaspillage inutile.

Afin d’éviter des mécaniques complexes, Willy se tourne vers les robots. Cet autodidacte intègre depuis plus de 10 ans des robots sur les applications de ses clients. Mais voilà, d’habitude les robots sont dans une enceinte fermée. Lorsqu’un opérateur rentre dans la zone, il arrête son robot pour que les opérateurs soient en sécurité. Là, il va falloir travailler au plus près de l’opérateur. À cela s’ajoute une cadence où chaque seconde compte, il faut donc concevoir un système qui soit extrêmement réactif.

Ainsi naît l’idée de faire en sorte que le robot s’approche de l’opérateur. Ce dernier y dépose la pile de cartons puis le robot bouge pour faciliter le « taquage ». Cela signifie que l’opérateur et le robot vont travailler en collaboration. Cependant, étant donné le poids de chaque pile et de l’outil en bout de bras , il est nécessaire d’utiliser un robot industriel qui dispose d’une force représentant un véritable danger en cas de choc ou de cisaillement. Il pense alors à une solution qui limiterait de manière sûre la vitesse du robot à l’approche de l’opérateur. Cela permettra à ce dernier de mieux anticiper les mouvements du robot et donc de limiter les risques associés.

Il a alors cherché des solutions de détection sûre de présence de personnes et a donc contacté, Laurent DEBEUGNY, son commercial SICK France. Comme souvent, ils ont échangé sur cette problématique et il est apparu que ce que Willy CHUPIN cherchait était bien plus que du conseil et qu’il avait besoin d’accompagnement sur cette application : « J’avais un pressenti sur la solution, mais c'était important de pouvoir la faire valider. On entrait dans un process complet avec analyse des risques, calcul des niveaux de PL, SYSTEMA, … Ce sont des choses que l’on se doit de faire mais on n’avait jamais eu d’installation aussi compliquée. ».

Laurent Debeugny lui a donc parlé du service de Safety Consulting de SICK France qui pouvait l’accompagner depuis l’appréciation des risques jusqu’à la mise en service des équipements et même pour la validation de la conformité de son application. « Je me posais quand même des questions sur l’impartialité de la démarche, si j’allais être influencé sur le choix des composants, ou encore dans quelles mesures SICK allait avoir les connaissances spécifiques à notre métier. Avant la commande, j’ai eu l’occasion d’avoir des premiers échanges avec Didier NOVAT qui m’a tout de suite confirmé que la prestation était indépendante de la vente de produits. On a d’ailleurs mis des interrupteurs de sécurité d’une marque tierce sur l’application. De plus, des intervenants différents participeront à la phase développement et à la phase de validation de l’application. Mais ce qui m’a d’autant plus convaincu est qu’on a déjà beaucoup parlé de techniques. On sent que Didier Novat a une expérience forte du domaine de la machine. On a pu discuter du contexte réglementaire et de la viabilité de mon concept avant de déclencher quoi que ce soit. »

À partir de là, les choses sont allées assez naturellement. Côté AVITECK, le dossier est passé dans les mains de leur automaticien, Antoine CLAVIER. Côté SICK, Stéphane RIVA, consultant en sécurité certifié par le TÜV en sécurité fonctionnelle, est arrivé dans la boucle pour la partie étude en commençant par l’appréciation des risques. « En expliquant notre application à Stéphane, cela m’a permis aussi de passer les rennes à Antoine pour qu’on soit bien en phase. » explique Willy Chupin. Cela s’est fait en plusieurs fois.

Pour commencer Stéphane Riva est allé sur place pour prendre connaissance de l’ensemble de l’application. Mais cela ne s’est pas arrêté pas là ! Tout au long de l’identification des dangers et de l’analyse des risques, des échanges réguliers ont eu lieu entre SICK et AVITECK pour avoir par exemple des cotes mécaniques plus précises, revoir les zones dangereuses et les risques associés. « Certes cela a fait qu’on se répétait mais c’est aussi ce qu’on voulait avec un regard extérieur ». Stéphane Riva s’est attelée à la partie réduction des risques et a proposé divers concepts de sécurité à AVITECK.

« Dans le regard qu’il a eu, il a de suite écarté une enceinte complètement fermée qu’on aurait pu installer mais qui n‘était pas en adéquation avec le besoin de notre application. » En effet, l’opérateur fait des aller-retours toutes les 20 secondes. Il a les mains occupées par la pile de cartons et ne peut donc pas raisonnablement ouvrir/fermer une porte. « Tout au long de cette phase, nous avons pu capitaliser sur la démarche. Notre objectif était aussi de monter en compétence et en autonomie sur ce type de sujet complexe. On n’apprend pas cela dans nos parcours scolaires. » Stéphane a pu ainsi consolider la réflexion d’AVITECK, y apporter des éléments complémentaires notamment sur les modes de fonctionnement collaboratif et dégradés. Il a par exemple, proposé d’utiliser une pédale d’assentiment pour que l’opérateur autorise le mouvement du robot lors des phases de collaboration homme-robot. Comme sur un bouton homme-mort, ce type de pédale a 3 positions, pour autoriser le mouvement, il faut que l’opérateur maintienne la pédale en position centrale, en cas de stress l’opérateur relâche ou écrase la pédale ce qui déclenche l’arrêt du robot. Mais ce travail d’accompagnement ne s’est pas arrêté à du conseil, il s’agissait aussi d’accompagner AVITECK dans la rédaction de son dossier technique qui rassemble l’ensemble des éléments démontrant que la machine est conforme aux exigences essentielles de santé et de sécurité de la directive machine. Ce dossier de plus de 150 pages est un vrai plus pour AVITECK « L’outil pour réaliser le rapport montre un certain sérieux. On sent qu'il y a quelque chose derrière, que l'outil est là. C'est rassurant et ça nous a fait gagner du temps. ». Fort de ce concept de sécurité, AVITECK a ensuite pu finaliser le développement de son application.

Actuellement, l’application est en cours de finalisation d’installation. Des premiers tests ont débuté afin de valider la sécurité de l’application et vérifier que les cadences seront atteintes. Forcément, le premier défi sera que les opérateurs s’accoutument à leur nouvel outil. Avoir un robot industriel capable de déplacer plusieurs dizaines de kilos ça impressionne. Certains réglages restent à peaufiner pour atteindre un rendement optimal. Enfin, afin de finaliser l’ensemble, un 2ème consultant en sécurité se rendra sur site afin d’évaluer que l’ensemble des mesures de protection qui ont été préconisées lors de l’étude sont bien mises en œuvre et respecte la conformité CE.

Alors, si comme AVITECK, vous souhaitez être accompagné pour votre procédure de sécurisation de votre machine, n’hésitez pas à en parler à votre commercial ou à demander à être rappelé.

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