Journée robotique et sécurité à Poitiers

Le 9 novembre dernier, B&R Automation, en partenariat avec l’Institut P’, d’autres fournisseurs de matériels et Jautomatise, organisait une journée technique sur les technologies utilisées en robotique, et en particulier pour assurer la sécurité en robotique. Retour sur une journée bien remplie…

 

 La robotique et la sécurité sont manifestement des sujets qui intéressent le public universitaire et industriel. Pour preuve, la journée organisée dans les locaux due l’institut P’, au sein de l’Université de Poitiers, a fait le plein de participants : près d’une centaine, dont bon nombre venus sans se préenregistrer !

 

Un enjeu important

L’objectif de cette journée ? Éclairer la lanterne des industriels, par des présentations et des applications concrètes, en termes de technologies utilisées en robotique, et en sécurité robotique en particulier. Un enjeu important. Dans la robotique médicale, par exemple, il en va de la sécurité du patient. Mais en robotique de production aussi, cette notion est aussi cruciale. « Aujourd’hui, lorsque l’on développe des systèmes robotisés, ils sont de plus en plus amenés à interagir avec les humain. Cette interaction homme-robot implique de sécuriser l’opérateur dans son environnement robotique », commente Jean-Pierre Gazeau, ingénieur de recherche au laboratoire Robioss, entité de l’institut P’. La meilleure solution selon l’ingénieur de recherche et les spécialistes de B&R Automation ? Employer une architecture intégrée traitant les informations de l’automatisme mais, également, celle de sécurité. « Les architectures classiques ne correspondent pas au besoin des utilisateurs. En effet, avec des systèmes câblés, d’un état d’arrêt d’urgence résulte un état tout ou rien de la machine. Autrement dit, soit vous fonctionnez, soit vous êtes à l’arrêt. Cela représente une perte de productivité pour l’utilisateur. Avec une solution de sécurité intégrée, il est au contraire possible de mettre en œuvre des réactions plus « intelligentes », par exemple de réduire les cadences lorsque l’opérateur rentre dans l’enceinte robotisée sans pour autant tout arrêter et surveiller tous les éléments par des fonctions de type « safe limited speed » ou « safe torque off » sur les moteurs, puis repartir à pleine cadence, dès lorsque l’opérateur a quitté la zone », note Régis Bonnaud, ingénieur commercial région Ouest chez B&R Automation.

 

Jusqu’à 22 axes !

Pour appuyer son point de vue, B&R automation avait fait le voyage jusqu’à Poitiers avec une démo d’application de pick and place de bouteilles de bière par un robot tripode, composée de trois variateurs Acopos 1010 (un par axe du tripode) connectés à un contrôleur centrale B&R, d’une IHM et d’une visualisation « virtuelle » du robot. « On montre ainsi qu’avec un contrôleur central B&R, on peut piloter n’importe quel type d’architecture robot grâce à des blocs fonctions adaptés », rappelle Régis Bonnaud. Et cela ne s’arrête pas à des bras classiques ou des tripodes. Pour preuve, c’est aussi l’option qu’à choisi Leoni CIA, filiale de Leoni basée à Chartres (Eure-et-Loir), pour piloter Orion, un système robotisé chargé d’assurer le positionnement du patient lors de traitements nécessitant une précision extrême. Le patient est allongé sur un plateau et le robot à trois axes le déplace avec précision sur de grandes amplitudes dans les appareils. L’équipe de Leoni a mis au point sa propre mécanique à partir de composants robotiques, associée à un système de localisation infrarouge et un contrôleur « maison » pilotant des variateurs Acopos de B&R. La partie sécurité est assurée via Opensafety.

Le laboratoire Robioss, entité de l’institut P’,  a lui aussi choisi l’architecture ouverte pour commander les mouvements de sa nouvelle génération de main robotisée à quatre doigts, installée à l’extrémité d’un bras robotisé TR60 de Stäubli. Les 16 axes de la main sont pilotés par un PLC et des entrées sorites déportées X20, ceux du robot par le système Unival Drive de Stäubli, et le tout dialogue avec un PC industriel APC 810, via Powerlink.

 

Indispensable Ethernet

Le point commun de toutes ces applications ? Elles emploient le réseau Ethernet Powerlink comme «  backbone d’automatisation » et Opensafety pour la sécurité. Avantage : « Ce réseau de communication a des caractéristiques temporelles déterministes avec des temps de cycle extrêmement courts, ce qui permet de réduire les temps de communication et le smart safe reation, c'est-à-dire le temps de communication « safe » d’un organe de sécurité à un autre, par exemple d’un détecteur à un actionneur. Actuellement, avec Ethernet powerlink et Opensafety, on est capable d’obtenir des temps de réaction safe en dessous de 7 millisecondes, ce qui permet d’avoir une interaction extrêmement rapide entre une détection d’erreur, par exemple de survitesse, et une action pour pouvoir limiter la vitesse automatiquement. Dans le cadre des interactions entre le robot et l’homme, ce smart safe reaction permet d’avoir une limitation des distances de sécurité et de sortir le robot de la cage dans laquelle il est confiné aujourd’hui », note Thierry Potier, responsable marketing technologique au sein de l’EPSG, l’association de promotion du protocole Ethernet Powerlink.

Autre point important dans la sécurité, en robotique, la vision, était représentée lors de la journée par Cognex. Le fabricant présentait en particulier son dernier modèle, la caméra avec intelligence embarquée Insight 7000. Ses particularités Trois ports de communications (pour l’alimentation, l’auto-alimentation de l’éclairage et un câble Ethernet qui permet de se connecter vers un automatisme tierce) et un réglage mécanique de l’autofocus, qui permet de travailler sur différentes profondeurs de champs. « On peut préenregistrer ces différents niveaux de focale et les piloter de l’extérieur, via des commandes d’automatisme », explique Anthony Ragot, ingénieur commercial vision industrielle chez Cognex. Sans cela il faudrait assurer le changement de façon manuelle et donc intervenir sur la machine, source de risques pour l’opérateur et la machine.