6 erreurs courantes lors de la mise en place de scrutateurs laser

30 sept. 2019

Les scanners laser de sécurité sont des appareils complexes avec un historique plutôt dense. Compte tenu du grand nombre de choix sur le marché en matière de portée, de connectivité, de taille et de robustesse, il y a de nombreuses variables à prendre en compte lors de la conception d'une solution de sécurité utilisant des scrutateurs.

Voici six erreurs courantes commises lors de la mise en place de scanners laser de sécurité.

Installation d'un scrutateur laser de sécurité
Installation d'un scrutateur laser de sécurité

1. Penser à la sécurité en dernier lors de l'installation et du montage

Souvent, lorsqu'une machine est construite et presque entièrement configurée, la dernière réflexion est de savoir où placer le scrutateur laser de sécurité. Inévitablement, ce qui finit par se produire, c'est que des zones d’ombre (zones non surveillées créées par des obstacles) deviennent apparentes. Cela nécessite des correctifs mécaniques et peut-être même des scanners supplémentaires pour couvrir toute la zone, alors qu'un seul scrutateur aurait pu suffire si l'application avait été conçue correctement en premier lieu.

En matière de sécurité, anticiper la conception est de loin la solution la plus rentable et la plus robuste. Si vous savez que vous allez utiliser un scanner laser de sécurité sur votre machine, intégrez-le dès le début. Ça pourrait vous épargner bien des difficultés par la suite.

De plus, il est important de tenir compte des zones d’ombre, de la couverture et de l'emplacement des dangers entourant la machine. Cela vaut également pour les véhicules automatiquement guidés (AGV) et les chariots à guidage automatique (AGC). Par exemple, la position la plus appropriée pour couvrir complètement un AGV/AGC est d'avoir deux scrutateurs en diagonale des coins du véhicule.

Montage et intégration types d'un scrutateur laser de sécurité sur un AGV
Montage et intégration types d'un scrutateur laser de sécurité sur un AGV
Montage et intégration types d'un scrutateur laser de sécurité sur un AGV
Montage et intégration types d'un scrutateur laser de sécurité sur un AGV

2. Mauvaise configuration du nombre de balayage

Un concept souvent mal compris, le nombre de balayages indique le nombre de détections successives d’un même objet pour qu’il soit effectivement pris en compte et que le scrutateur réagisse. Par défaut, cette valeur est habituellement x2 balayages, qui est la valeur minimale. Toutefois, cette valeur peut varier d'un fabricant à l'autre. Une valeur d'échantillonnage multiple plus élevée réduit la possibilité que des insectes, des étincelles de soudure, des intempéries (pour les scrutateurs extérieurs), ou d'autres particules provoquent l'arrêt de la machine.

L'augmentation du nombre de balayage peut permettre d'augmenter la disponibilité d'une machine, mais elle peut aussi avoir des effets négatifs sur l'application. Augmenter le nombre d'échantillons, c'est en fait ajouter un délai d'extinction au système, ce qui signifie que votre champ de protection peut avoir besoin d'être plus grand en raison de l'augmentation du temps de réponse total.

Si un scanner possède un algorithme de détection robuste, vous ne devriez pas avoir à augmenter trop cette valeur. Mais lorsque cette valeur est modifiée, il se peut que vous créiez un danger en raison du manque d'efficacité du dispositif de protection. En cas de modification, notez le nouveau temps de réponse du scrutateur laser de sécurité et ajustez en conséquence la distance minimale par rapport au point dangereux pour vous assurer qu'il reste sûr.

De plus, dans les applications verticales, si l'échantillonnage multiple est trop élevé, il est possible qu'une personne traverse le champ de protection sans être détectée, ce qui est préoccupant.

3. Sélection incorrecte d'un scanner laser de sécurité

La portée maximale qu'un scanner peut opérer est une caractéristique importante, mais cette seule valeur ne doit pas être le seul facteur déterminant pour évaluer s’il est adapté à une application.

Un scrutateur laser de sécurité est un dispositif protecteur opto-électrique actif sensible aux réflexions diffuses (AOPDDR) de type 3 selon la norme CEI 61496. Ainsi il émet un rayonnement dans le champ proche infrarouge. Quand celui-ci rencontre un objet, une partie de ce rayonnement est réfléchi (par réflexion diffuse) vers le ou les éléments récepteurs permettant la détection de l’objet. Par conséquent, pour obtenir des portées plus longues, les scrutateurs doivent être plus sensibles.

En réalité, cela passe parfois par un sacrifice au niveau de l’angle de balayage mais certainement pas par une baisse de la robustesse de détection. L’augmentation de la sensibilité pouvant passer par un accroissement du nombre de balayage. Afin de ne pas augmenter trop fortement les temps de réaction, le choix de réduire l’angle de détection peut être suivi par certains constructeurs.

Mais l'augmentation des temps de réponse et le manque d'angle peuvent nécessiter des champs de protection plus larges et même des scanners supplémentaires - même si vous avez acheté un équipement avec la portée supérieure. Un champ de protection doit être aussi grand que nécessaire, mais aussi petit que possible. Les scrutateurs laser à plus courte portée peuvent être plus robustes que leurs grands frères à plus longue portée, ce qui permet de réduire le temps de réponse, de réduire l'encombrement et le coût, et d'éliminer les détections intempestives.

Nombre de balayages recommandés
Valeurs d'échantillonnage multiples recommandées lors de l'utilisation du microScan3 de SICK
Nombre de balayages recommandés
Valeurs d'échantillonnage multiples recommandées lors de l'utilisation du microScan3 de SICK

4. Sélection incorrecte de la résolution

La norme harmonisée EN ISO 13855 peut être utilisée pour le positionnement des dispositifs de protection par rapport aux vitesses d'approche du corps humain. Si la position/configuration est incorrecte, les personnes ou les parties du corps qui doivent être protégées risquent de ne pas être reconnues à temps ou de ne pas l'être du tout.

Le scrutateur laser de sécurité doit être monté de telle sorte qu'il ne soit pas possible de ramper sous les champs de protection, de grimper par-dessus et de se tenir derrière eux. Si le fait de ramper sous l'appareil peut créer une situation dangereuse, le scanner laser de sécurité ne doit pas être monté à une hauteur supérieure à 300 mm. À cette hauteur, il est possible de sélectionner une résolution allant jusqu'à 70 mm pour permettre la détection d'une jambe humaine (mollet). Cependant, il n'est pas toujours possible de monter le scanner laser de sécurité à cette hauteur.

Si le montage est inférieur à 300 mm, une résolution de 50 mm doit être utilisée car on souhaite détecter ici la cheville. C'est une erreur très courante de monter le scanner en dessous de 300 mm et de laisser la résolution sur 70 mm. Réduire la résolution peut également réduire le champ de protection maximum possible sur un scanner laser de sécurité, il est donc important de vérifier.

5. Les conditions environnementales n'ont pas été prises en compte

Parfois, les scrutateurs laser de sécurité ne sont tout simplement pas adaptés à une application. En effet, les scanners sont des équipements de protection électro-sensibles et la lumière infrarouge peut être difficile à régler.

Les scanners sont devenus des dispositifs très robustes au cours de la dernière décennie avec des techniques de détection de plus en plus complexes (p. ex. SafeHDDM). Il existe même des scanners laser de sécurité certifiés pour travailler à l'extérieur (p. ex. outdoorScan3). Cependant, il y a une grande différence entre la sécurité et la disponibilité, et les attentes doivent être réalistes dès le début.

Un scanner peut ne pas maintenir la disponibilité de la machine à 100% s'il y a de la poussière épaisse, de la vapeur dense, des copeaux de bois en excès, ou même des pissenlits constamment devant le champ de vision. Même si le scanner reste sûr et réagit à de telles situations, les déclenchements dus aux conditions ambiantes peuvent ne pas être acceptables pour un utilisateur.

Pour les environnements extrêmes, la question suivante doit être posée : "Que se passe-t-il lorsque le scanner n'est pas disponible en raison de conditions extrêmes ?" C'est particulièrement vrai dans les applications extérieures par forte pluie, neige ou brouillard. Une évaluation complète des conditions ambiantes ainsi que des tests d'épreuve devraient être effectués. Ce problème en particulier, s’il n’est pas considéré au bon moment, peut devenir une chose très difficile (parfois même impossible) et coûteuse à régler.

6. Commutation non sécurisée de jeux de données de champs

Un jeu de champs défini dans un scrutateur laser de sécurité peut être composé de plusieurs types de champs différents. Par exemple, un jeu de champs peut être composé de quatre champs de protection de sécurité (jeu de champs 1) ou d'un champ de protection de sécurité, de deux champs d'alerte non sûrs et d'un champ de détection de sécurité (jeu de champs 2).

Un exemple d'ensemble de champ de scanners laser de sécurité
Un exemple d'ensemble de champ de scanners laser de sécurité
Un exemple d'ensemble de champ de scanners laser de sécurité
Un exemple d'ensemble de champ de scanners laser de sécurité

Un scanner peut stocker un grand nombre de champs différents qui peuvent être sélectionnés à l'aide d'entrées câblées ou d'entrées sécurisées en réseau (par exemple, CIP Safety, PROFISAFE, EFIPro). C'est une caractéristique que l'industrie trouve très utile pour la sécurité et la productivité dans les applications Industry 4.0. Cependant, la fonction de sécurité (selon EN ISO 13849/EN 62061) pour la sélection du champ réglé à un moment donné devrait normalement avoir le même niveau de performance (PL/SIL) que le scanner lui-même.

Un scanner laser de sécurité peut être utilisé dans les fonctions de sécurité jusqu'à PLd/SIL2. Dans le cas des AGV, par exemple, deux codeurs rotatifs sont généralement utilisés pour passer d'un champ à l'autre, ce qui permet d'obtenir une commutation de champ jusqu'à PLe/SIL3. Il existe désormais également des codeurs rotatifs de sécurité qui peuvent être utilisés seuls pour la commutation sur le terrain en PLd/SIL2. Cependant, la sécurité de la sélection du mode est parfois négligée.

Par exemple, si un API standard ou un commutateur de fin de course à un seul canal est utilisé pour sélectionner un jeu de champs, cela réduirait le PL/SIL de l'ensemble du système à éventuellement PLc ou même PLa ! Une sélection incorrecte du jeu de champs peut signifier qu'un AGV fonctionne avec un petit champ de protection en combinaison avec une vitesse élevée et, par conséquent, un long temps d'arrêt, créant une situation dangereuse.

Trouvez le scanner laser de sécurité qui vous convient

Si vous êtes novice dans cette technologie, il est conseillé de contacter un fabricant pour obtenir des conseils sur l'application de ces appareils. Chez SICK, nous offrons des services complémentaires à nos clients pour le conseil, l'assistance technique sur site, l'évaluation des risques, le concept de sécurité et la vérification de la sécurité des équipements de protection électro-sensibles (ESPEs).

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