Neutralisation contrôlée de la fonction de sécurité

Le muting permet l'entrée et la sortie au niveau des barrières immatérielles

Pour des raisons de sécurité, les machines sont bien protégées par toutes sortes de clôtures, de verrous de sécurité et/ou de barrières immatérielles. Mais pour produire, il faut que l'alimentation en matériaux depuis et vers la machine puisse se faire sans entrave. Les barrières immatérielles dotées d'une fonction de muting offrent une solution à cet égard. En effet, elles permettent une interruption temporaire de la fonction de sécurité sur l'indication de capteurs.

ifm1 — Le muting interrompt temporairement la fonction de sécurité sur l'indication de capteurs

barrières immatérielles

Le principe des barrières immatérielles est bien connu: on place face à face un émetteur et un récepteur avec des diodes qui émettent/reçoivent de la lumière, créant ainsi un 'rideau lumineux'. L'interruption des faisceaux lumineux d'une barrière immatérielle de sécurité entraîne souvent des actions telles qu'un arrêt sécurisé, une réduction de la vitesse de production ou le déclenchement d'une alarme.

Les barrières immatérielles diffèrent en termes de longueur, de résolution et de fiabilité.

Longueur

Les barrières immatérielles sont disponibles en différentes longueurs. Elles peuvent être installées horizontalement ou verticalement. Le calcul de la distance de sécurité, c'est-à-dire la distance entre la barrière immatérielle et la 'zone dangereuse', est important. La formule pour cela est "k x t + c". "k" étant la vitesse d'approche, "t" le temps d'arrêt général de la machine/de l'installation et "c" la constante de résolution.

Les barrières immatérielles sont disponibles en différentes longueurs et résolutions

Valeurs indicatives :

la vitesse d'approche d'une main est de 2.000 mm/s; celle d'un corps qui marche atteint 1.600 mm/s
le temps d'arrêt général calcule tout le temps qui s'écoule entre le moment où la barrière immatérielle détecte quelque chose et le moment où le contrôleur coupe l'alimentation ou active autre chose.
la constante dépend de la résolution: dans le cas de barrières immatérielles destinées à protéger les doigts, cette constante est plus faible qu'avec les variantes destinées à protéger le corps. En effet, avec ces dernières, les faisceaux lumineux sont plus écartés et laissent passer le bras pour atteindre la zone de danger.

Si l'on veut couvrir de plus grandes distances (plus longues que les barrières immatérielles disponibles) ou trouver des solutions pour des formes de lignes de production inhabituelles, il est possible d'installer les barrières immatérielles en cascade. Cette disposition en série des émetteurs et des récepteurs crée une barrière immatérielle plus longue et donc un champ de détection plus large. Il est important d'éviter les zones mortes entre les différentes barrières immatérielles et de veiller à ce qu'elles aient toutes la même résolution.

Les barrières immatérielles en cascade créent une barrière de faisceaux lumineux plus large et donc une zone de détection plus grande

résolution

En termes de résolution, on distingue les possibilités de détection d'un doigt, d'une main ou d'un corps. On applique une résolution de 14 mm pour la sécurité des doigts et de 30 mm pour la sécurité des mains.

fiabilité

En ce qui concerne la fiabilité des barrières immatérielles, trois types sont possibles: type 2, type 3 ou type 4. Ces types sont liés aux niveaux de performance (respectivement c, d et e), le type 4 offrant la plus grande fiabilité possible.

points d'attention

Comme les barrières immatérielles fonctionnent sur le principe de l'interruption d'un faisceau optique, elles ne sont naturellement pas insensibles à des éléments tels que la poussière, les vibrations, le contre-jour et d'autres rayonnements externes. Les effets indésirables du contre-jour et du rayonnement externe peuvent être évités en utilisant des panneaux latéraux le long du rideau lumineux et/ou en utilisant le codage des faisceaux. Les vibrations doivent être évitées autant que possible en plaçant la barrière immatérielle séparément et dans une position stable (et non fixée à la machine, par exemple). Un environnement très poussiéreux est la situation la plus difficile à résoudre. Dans ce cas, on utilise souvent d'autres technologies telles que le radar ou la clôture physique.

Normalisation

En ce qui concerne les barrières immatérielles, la norme à suivre est la CEI 61496. Pour les applications des barrières immatérielles destinées à détecter les personnes, la norme la plus importante est la CEI 62046:2018. Les fonctionnalités que vous trouverez plus loin dans cet article sont décrites en détail dans cette norme.

Muting

Une fonction fréquemment demandée sur les barrière immatéirelles est le muting - le mot anglais pour 'inhibition'. Cette fonction permet une neutralisation automatique provisoire d'une ou plusieurs fonctions de sécurité par les parties du système de commande liées à la sécurité. Cela permet d'éviter un arrêt d'urgence de la machine si des matériaux passent à travers les barrières immatérielles via le convoyeur à rouleaux.

La fonction d'inhibition permet d'éviter un arrêt d'urgence de la machine si des matériaux passent à travers les barrières immatérielles via le convoyeur à rouleaux

La fonction d'inhibition peut être enclenchée sur la barrière immatérielle proprement dite ou par un contrôleur externe. Cependant, il faut toujours deux signaux indépendants pour effectuer un muting. La barrière immatérielle ne peut pas l'enclencher toute seule.

types

Il existe différents types de muting et la principale question est la suivante: allez-vous utiliser 2 ou 4 capteurs? La norme stipule qu'il faut utiliser au moins deux capteurs indépendants.

Le muting en croix utilise deux capteurs qui forment une croix avec leurs faisceaux lumineux devant la barrière immatérielle. Les faisceaux lumineux se croisent dans la zone dangereuse. Cela permet aux matériaux de passer dans les deux sens pendant l'inhibition.

sick5 — Avec l'inhibition en croix, les faisceaux lumineux des capteurs se croisent dans la zone dangereuse

Le muting parallèle - également appelée 'sequential muting' - exige que 4 capteurs soient placés en parallèle avant et après la barrière immatérielle.

Avec le sequential muting, les 4 capteurs sont placés en parallèle avant et après la barrière immatérielle

Le L-muting - 'exit only' - utilise le placement parallèle séquentiel comme pour l'inhibition parallèle, mais avec seulement 2 capteurs dans la zone dangereuse. Le produit quitte la zone dangereuse et rencontre d'abord les deux capteurs, puis la barrière immatérielle. Un certain temps (4 secondes maximum) après avoir qu'il ait quitté la barrière immatérielle, l'inhibition est désactivée.

sick4 — Avec le L-muting, le muting est désactivé au maximum 4 secondes après que le produit ait quitté la barrière immatérielle

Les capteurs sont placés stratégiquement de manière à ce que l'activation de la fonction de muting ne puisse jamais se produire par accident. L'activation de la fonction de sourdine par erreur est toujours le résultat d'une intention délibérée de la part du manipulateur.

points d'intérêt

L'inhibition est presque toujours spécifique à une application. Il ne s'agit pas seulement de la configuration ou du flux d'approvisionnement et de livraison, mais aussi du type de matériau (forme, texture, etc.) à alimenter et/ou à évacuer de la machine.

Le problème avec le muting est que lorsque les capteurs reprennent contact, le muting est à nouveau désactivé. Cela peut se produire, par exemple, avec des pièces/emballages réfléchissants. Ce problème peut être résolu en travaillant avec un émetteur/récepteur et non avec des réflecteurs. Un angle différent pour les capteurs peut également offrir une solution.

Si des palettes sont transportées, il est possible qu'il y ait un contact entre les palettes ou même à travers la construction de palette entre l'émetteur/récepteur, ce qui fait échouer l'inhibition. Ici aussi, il faut bien réfléchir au placement des capteurs.

Une analyse des risques est toujours nécessaire. Avec le muting, il y a toujours le risque qu'une personne se déplace délibérément le long de l'objet vers la machine ou la zone dangereuse. La combinaison avec des portes battantes physiques est souvent destinée à éviter cela. Une alternative possible est une solution optique avec des scanners de sécurité.

sick3 — Les portes battantes physiques peuvent empêcher une personne de se déplacer le long de l'objet dans la zone dangereuse

Parfois, l'inhibition ne peut tout simplement pas être appliquée. Parce qu'il s'agit des produits qui sont trop variables et incohérents. A ce stade, il convient d'envisager des alternatives.

Domaines d'application

Les barrières immatérielles avec muting sont souvent utilisées dans l'industrie de l'emballage, où des emballeurs ou des empileurs doivent être alimentés et où les marchandises emballées ou empilées doivent ensuite être évacuées. L'inhibition est la solution pour permettre le passage de ces grands volumes en toute sécurité.

AUTRES METHODES

SAS
Dans certaines applications, on utilise deux barrières immatérielles pour créer une sorte de sas afin de pouvoir produire sans muting. Par exemple, les machines non sécurisées situées entre la première et la deuxième barrière s'arrêtent lorsque les faisceaux lumineux da la première barrière sont interrompus mais tout ce qui se trouve après la deuxième barrière continue de fonctionner. La machine ne s'arrête que lorsque les deux barrières détectent une interruption du faisceau lumineux. Ce système est souvent utilisé pour la palettisation, où les palettes peuvent être placées dans la zone située entre les barrières lumineuses 1 et 2. Après avoir libéré la zone, un éventuel robot peut continuer à travailler.

BLANKING
Un principe de fonctionnement apparenté au muting est le 'blanking' ou 'masquage'. Grâce à ce principe, l'alimentation et l'évacuation de la machine peuvent avoir lieu, mais une partie de la barrière immatérielle est désactivée en permanence. Aucun capteur secondaire n'est donc nécessaire pour indiquer quand la détection peut ou non être ignorée. Cette méthode est principalement utilisée lorsque l'alimentation manuelle est nécessaire ou en combinaison avec des dérouleurs. Avec le blanking, il est possible de choisir entre une zone masquée fixe et une zone masquée flottante.
L'important ici est que les capteurs de la zone masquée sont donc interrompus en permanence. Une autre remarque est que vous pouvez compromettre la sécurité. Avec le blanking, une barrière immatérielle destinée à protéger les doigts peut uniquement être rendue sûre pour les mains car une interruption autorisée des faisceaux luineux par une planche qui passe devant la barrière immatérielle ne diffère pas d'une interruption causée par une main.
Le masquage est donc moins souvent utilisée que l'inhibition car l'analyse des risques (et l'approbation) est beaucoup plus difficile.
Les quelques domaines d'application se situent principalement dans le secteur de la métallurgie. Pensez aux presses et aux laminoirs; ils doivent être équipés de plaques métalliques, comportent des zones dangereuses difficiles à protéger physiquement et il faut que le produit final puisse quitter la machine.

RECONNAISSANCE DE FORME
Sans capteurs d'inhibition, un barrière immatérielle de sécurité positionnée horizontalement sécurise les emplacements d'entrée et de sortie. Grâce à sa reconnaissance dynamique des formes par auto-apprentissage, la barrière immatérielle de sécurité peut distinguer de manière fiable les personnes et les matériaux. Sans capteurs secondaires supplémentaires, le système peut distinguer de manière fiable les formes d'objets autorisés, par exemple les jambes d'une personne. L'interférence par des objets plus petits, tels que des câbles électriques ou des résidus de film qui se trouvent dans le champ de sécurité, est tolérée par la barrière immatérielle. Cette solution offre donc une sécurité maximale en combinaison avec une disponibilité optimale.