Utilisation de scanners laser de sécurité pour véhicules autoguidés

  Seb Strutt, Senior Product Manager et Safety Specialist, SICK (R.U.)

 

Le scanner laser est un instrument de sécurité universel dans le domaine des machines et des véhicules industriels. Sa polyvalence et sa rentabilité ont créé des possibilités sans égales pour améliorer la sécurité des opérateurs.  Il est la fondation sans laquelle de nombreux autres progrès n'auraient pas pu être réalisés dans le monde de l'automatisation, et en particulier dans les industries de l'automobile, la transformation des métaux et des tôles, la manutention.

Les scanners laser avancés SICK assurent la prévention de collision sur les véhicules autoguidés. Les développements de la sécurité pour véhicules autoguidés sont basés sur des scanners laser plus compacts, comme la gamme SICK S3000. Ces scanners supportent une détection sans contact des personnes et des obstacles devant des véhicules qui suivent des parcours complexes dans des environnements de production.

Nous avons constaté à quel point cette technologie a permis aux utilisateurs de véhicules autoguidés d'augmenter considérablement leur productivité, tout en réduisant les temps d'arrêt et les opérations de maintenance.

 

Technologie sans contact

Avant l'avènement de la technologie laser, les obstacles étaient physiquement détectés par la déformation d'un pare-chocs qui activait un interrupteur mécanique. Par conséquent, la vitesse d'approche était limitée par la force d'impact qui activait la détection de collision, prévenant ainsi les détériorations causées par le véhicule autoguidé.

Grâce au scanner laser de sécurité compact, les véhicules autoguidés peuvent se déplacer plus rapidement, puisque le système de détection identifie les obstacles à distance et avant impact. Les véhicules autoguidés ont ainsi amélioré leur capacité de transport horaire et offrent une sécurité optimale.

 

Détection en mouvement

Le balayage en éventail d'un scanner laser de sécurité lit l'environnement pour mesurer les distances en analysant la durée du retour du signal émis. Lorsqu'un objet est détecté à une distance inférieure à celle définissant la zone de danger préprogrammée, le scanner laser de sécurité désactive le dispositif de commutation de signal de sortie (OSSD - Output Signal Switching Device) et déclenche donc l'arrêt du véhicule.

Les scanners laser équipant des véhicules mobiles utilisent habituellement trois zones de détection (2 d'avertissement et 1 d'urgence) :

• Zone extérieure, si un piéton entre dans cette zone, un avertissement sonore retentit.
• Zone intermédiaire, la détection d'un piéton ou obstacle déclenche le ralentissement du véhicule.
• Zone intérieure, tout obstacle dans cette zone déclenche un arrêt immédiat du véhicule.

Cette stratégie par zone élimine les arrêts à chaque détection et améliore donc la productivité du véhicule.

 

Protection complexe pour système complexe

Le développement continu a permis d'améliorer les zones de détection jusqu'à sept mètres. La souplesse d'utilisation et les hautes performances intégrées aux parcours complexes des véhicules autoguidés sont supportées par une multiplication des zones de détection. Dans les environnements complexes, des véhicules autoguidés peuvent exploiter jusqu'à 64 zones pour éviter des obstacles, changer de direction et arriver à la destination programmée.

 

Intégration des mesures de vitesse

L'intégration d'autres technologies de détection avec celles des scanners laser apporte d'autres avantages. Par exemple, des encodeurs montés sur certains véhicules (comme le SICK ATM60/90) permettent aux scanners de mesurer leur vitesse.

Grâce aux données des encodeurs, le champ de détection peut être ajusté, ce qui autorise un meilleur contrôle des ralentissements. Les freinages brusques sont largement évités et l'usure des freins et des pneus s'en trouve réduite. En outre, les progrès technologiques ont réduit la nécessité des véhicules de grande taille et de haute puissance. Outre la réduction des coûts d'utilisation et d'usure, le faible encombrement peut être un avantage essentiel lorsque les clients souhaitent réduire la largeur des allées. Les petits véhicules autoguidés sont très utilisés dans les hôpitaux, les ateliers de fabrication et les entrepôts.

La fonctionnalité des scanners a également progressé. Même les petits véhicules autoguidés utilisent de deux à cinq scanners laser pour offrir la protection requise. Par conséquent, la complexité du système de contrôle des véhicules autoguidés a également progressé.

 

Sécurité des opérations

Pour atteindre le niveau d'intégrité de la sécurité (Safety Integrity Level - SIL) exigé par la conformité aux normes de santé et de sécurité, tous les signaux de contrôle nécessaires et le scanner laser lui-même doivent intégrer un haut niveau de savoir-faire. Pour une fonction de ralentissement et d'arrêt de sécurité dans la direction du déplacement, le niveau de performance Catégorie 3 PLd est exigé .

Les derniers développements technologiques ont permis d'intégrer des capteurs complexes et des contrôles de sécurité pour réduire les coûts liés à la complexité du câblage des encodeurs, des signaux de commutation de champs de détection, et des signaux de sécurité bidirectionnels.

 

Réduction des câblages et des coûts

Par exemple, Sick a développé une solution basée sur un puissant contrôleur de sécurité (SICK Flexi Soft) avec quatre scanners laser reliés à un bus bifilaire EFi (« Enhanced Function interface ») pour réduire le câblage des applications intégrant plusieurs scanners.

Ce concept élimine la nécessité de câbler plus de dix faisceaux sur chaque scanner. Grâce à un câblage en réseau à deux fils et des protocoles de sécurité pour contrôler tous les aspects du scanner, cette solution assure la conformité PLd.

Grâce à la centralisation des signaux de contrôle, d'état et commutation des champs de détection sur le contrôleur local Flexi Soft, la fonction de sécurité du Flexi Soft peut aisément être intégrée avec les contrôles de direction et de vitesse. Le véhicule autoguidé bénéficie ainsi d'une réactivité optimale en cas de danger.

 

Sécurité des véhicules, des navettes et chariots

Grâce à l'intégration d'un contrôleur à haute performance, des fonctions de diagnostic peuvent être configurées pour gérer le système et analyser les incidents. Outre les véhicules autoguidés, ce concept peut être appliqué non seulement aux navettes et chariots de transfert, mais aussi aux applications de contrôle complexes nécessitant une solution de commutation des champs de détection. Cette technologie peut être installée sur des équipements neufs ou existants.

Les progrès à venir amélioreront la compacité et l'intégration des systèmes de scanner laser. Les véhicules autoguidés pourront se généraliser, non seulement dans les environnements industriels et les entrepôts, mais aussi dans les hôpitaux, les aéroports et les grandes surfaces.

Images :

Scanners laser de sécurité

Scanners laser de sécurité en action sur un véhicule autoguidé

Scanner laser de sécurité monté sur un véhicule autoguidé