Guide Ultime des Rideaux Légers

Les barrières immatérielles de sécurité sont devenues une technologie révolutionnaire qui protège efficacement les employés et prévient les accidents dans les environnements à haut risque. Mais comment fonctionnent-elles et pourquoi sont-elles nécessaires ? Ce guide vous fera découvrir le fonctionnement interne des barrières immatérielles de sécurité, en éclairant leurs principes fondamentaux et en soulignant leurs avantages spécifiques. Nous passerons en revue les différents types de barrières immatérielles de sécurité disponibles, leur procédure d'installation et la manière dont elles peuvent être intégrées dans vos systèmes de sécurité existants.

Qu'est-ce qu'une barrière immatérielle ?

Une barrière immatérielle de sécurité est un dispositif de sécurité avancé conçu pour protéger le personnel et les machines des dommages potentiels. Ce dispositif utilise un ou plusieurs faisceaux lumineux, émis par un émetteur et reçus par un récepteur, pour créer un écran de sécurité invisible. L'interruption de ces faisceaux lumineux déclenche un signal d'arrêt pour les processus dangereux, potentiellement dangereux, tels que le fonctionnement des machines.

La fonction la plus simple d'une barrière immatérielle se produit lorsque les faisceaux lumineux sont obstrués et que les sorties s'éteignent, signalant l'arrêt du (des) mouvement(s) dangereux associé(s). Une réinitialisation peut être effectuée s'il n'y a pas eu d'incident et si la zone est sécurisée.

Comment fonctionnent les barrières immatérielles de sécurité ?

Recommencer l'interverrouillage

L'automatique et le manuel sont les deux modes d'interverrouillage les plus courants qui peuvent être définis. En mode automatique, les dispositifs de commutation des signaux de sortie (OSSD) sont activés lorsque les rayons sont libres. En mode manuel, les OSSD passent à l'état haut lorsque les rayons sont libres, suivi d'une activation manuelle du signal de réinitialisation.

Surveillance continue des dispositifs (EDM)

Le niveau de performance d'une fonction de sécurité peut être amélioré par la mise en œuvre d'une détection des défaillances. Les normes ISO 13849 et ANSI B11.26, qui sont utilisées pour mesurer les performances de sécurité d'un SRP/CS, définissent le terme de couverture de diagnostic (DC) pour quantifier cette capacité. Il s'agit d'une mesure du nombre de défaillances dangereuses détectées.

La surveillance des dispositifs externes (EDM) ou « check back » est une méthode qui a une couverture de diagnostic de 99,9 % (peut détecter 99,9 % des défaillances dangereuses) et qui est largement utilisée dans l'industrie.

Cette fonction de surveillance permet à un dispositif de sécurité de surveiller activement l'état des dispositifs externes, tels que les éléments de commande primaires des machines (MPCE), les contacteurs et les relais. Elle est nécessaire parce que les dispositifs externes manquent généralement de diagnostics et sont considérés comme des dispositifs « muets ».

Effacement

Dans certaines applications, il peut être souhaitable de permettre à des objets spécifiques de dépasser du champ du rideau lumineux sans déclencher de signal d'obstruction. Par exemple, lorsqu'une table ou un support est nécessaire pour introduire une pièce lourde dans la machine, une fonction d'occultation peut être utilisée pour modifier la capacité de détection du rideau lumineux sans interrompre le flux de travail.

Permettre le flux de matériaux - Inhibition

Dans de nombreuses applications, une barrière immatérielle doit permettre le passage d'objets tout en détectant la présence de personnes. C'est particulièrement essentiel sur les lignes de transport où les marchandises passent d'une zone de production à une autre ou dans les opérations d'entreposage automatisées où les employés n'ont pas accès aux zones d'empilage automatique et d'étagères.

Les capteurs peuvent identifier l'objet (comme la carrosserie d'un véhicule) et autoriser le passage dans une zone dangereuse en fonction de sa taille et de sa forme, tout en détectant la présence d'une personne. Il s'agit d'un système automatique, dit « en sourdine ».

Codage des faisceaux laser

Les barrières immatérielles de sécurité fonctionnant à des fréquences optiques similaires sur le spectre infrarouge, des interférences peuvent se produire entre les systèmes si plusieurs barrières immatérielles de sécurité sont utilisées à proximité, ce qui peut entraîner une situation dangereuse.

Certaines barrières immatérielles de sécurité sont dotées d'un système de codage des faisceaux qui permet à un récepteur de distinguer les faisceaux d'un émetteur spécifique sans être affecté par un dispositif voisin. Toutefois, lorsque le codage des faisceaux est activé, le temps de réponse et la portée de la barrière immatérielle de sécurité peuvent être affectés, ce qui doit être pris en compte car cela peut avoir une incidence sur la distance de sécurité minimale.

Permettre le flux de matériaux - Reconnaissance des formes

Certaines barrières immatérielles de sécurité sont capables d'exécuter des algorithmes complexes sur des faisceaux individuels. Elles peuvent détecter si les rayons sont bloqués, quels rayons sont bloqués et dans quel ordre.

La barrière immatérielle peut détecter des motifs, des objets et des directions sans compromettre la sécurité, en permettant à des motifs connus d'entrer et de sortir de la zone de détection de la barrière immatérielle. En outre, aucun capteur ou contrôle supplémentaire n'est nécessaire.

Cette fonction complète peut améliorer considérablement l'accessibilité et la sécurité, en permettant le passage de matériaux.

Quelles sont les résolutions des barrières immatérielles de sécurité ?

Omron propose une sélection de barrières immatérielles de sécurité (également appelées écrans lumineux de sécurité) avec différentes résolutions pour répondre à diverses exigences de sécurité industrielle.

Par exemple, les séries de barrières immatérielles F3SG-RA et F3SG-RE d'Omron offrent les résolutions suivantes

● 14 mm (protection des doigts).
● 25 mm (protection des mains).
● 45 mm (protection des bras/jambes).
● 85 mm (protection du corps).

Chaque variété de résolution a une distance de sécurité minimale par rapport à l'emplacement de montage du danger recommandé pour une protection optimale. Cette distance doit être déterminée en fonction de la vitesse à laquelle une personne pourrait s'approcher du danger et du temps d'arrêt de la machine.

La barrière immatérielle à résolution de 14 mm de la série F3SG-SR d'Omron peut offrir un niveau de protection plus élevé en raison de sa capacité de détection plus faible. Cependant, son temps de réponse peut être légèrement plus lent que celui de la variante à résolution de 25 mm. Néanmoins, le choix des barrières immatérielles de sécurité d'Omron est bénéfique en raison de leur fiabilité, de leurs matériaux de haute qualité et de leur technologie innovante.

Où sont utilisées les barrières immatérielles ?

Les barrières immatérielles sont utilisées dans divers secteurs et environnements où la sécurité est primordiale, en particulier lorsque l'interaction humaine avec des machines ou d'autres équipements potentiellement dangereux est envisageable. En voici quelques exemples :

Ascenseurs : Les barrières immatérielles sont utilisées dans les ascenseurs pour détecter tout obstacle dans l'embrasure de la porte. Elles empêchent les portes de se refermer sur quelqu'un ou quelque chose.

Automatisation industrielle : Elles sont utilisées sur les chaînes de montage, les presses, les stations robotisées et de nombreux autres systèmes automatisés pour protéger les employés.

Entrepôts : Les barrières immatérielles assurent la sécurité des portes automatiques, des convoyeurs et des palettiseurs dans les entrepôts.

Secteur médical et pharmaceutique : dans les équipements de production pharmaceutique ou de diagnostic médical automatisés à grande vitesse, les barrières immatérielles peuvent prévenir les blessures.

Parcs d'attractions : Dans certains parcs d'attractions où les membres des passagers peuvent sortir du manège, les barrières immatérielles détectent de tels incidents et arrêtent le passage si nécessaire.

Comment choisir une barrière immatérielle de sécurité ?

Résolution ou capacité de détection : La résolution d'une barrière immatérielle correspond à la plus petite taille d'objet qu'elle peut détecter. Une résolution plus élevée (chiffre plus petit, par exemple 14 mm) permet de détecter des objets plus petits. Le moindre danger potentiel doit déterminer la clé.

Portée de fonctionnement : Il s'agit des distances maximales et minimales qu'une barrière immatérielle peut couvrir. Elle doit correspondre à l'endroit où vous avez l'intention d'installer la barrière immatérielle de sécurité.

Temps de réponse : le temps de réponse de la barrière immatérielle est crucial pour la sécurité. Il s'agit de la vitesse à laquelle le rideau lumineux peut signaler l'arrêt de la machine en cas de franchissement de la barrière lumineuse. Il doit être plus rapide que le temps d'arrêt de la machine qu'il protège.

Environnement : L'environnement de travail doit être pris en compte. Par exemple, une barrière immatérielle dotée d'une protection plus robuste peut s'avérer nécessaire dans des environnements poussiéreux ou sales. Certaines barrières immatérielles sont conçues pour des environnements soumis à des procédures de lavage fréquentes, comme les installations de production alimentaire.

Les barrières immatérielles de sécurité sont soumises à de nombreuses normes internationales qui peuvent être suivies pour garantir la conformité avec les lois et réglementations locales. Il s'agit notamment des normes CSA Z432 et CSA Z434 au Canada, des normes ANSI B11.19 et OSHA aux États-Unis et des normes ISO 13855, ISO 13857 et EN 61496 en Europe.

Facilité d'installation et d'entretien : le rideau lumineux doit être simple à installer et à entretenir. Les capacités d'autodiagnostic peuvent être avantageuses pour la maintenance de l'équipement.

Intégration aux systèmes de contrôle : La barrière immatérielle doit être compatible avec les systèmes de contrôle de la machine. Cela signifie qu'il doit être cohérent avec les systèmes existants pour une intégration transparente.

Redondance et autocontrôle : les barrières immatérielles de sécurité de haute qualité sont dotées de fonctions de redondance et d'autocontrôle qui garantissent leur bon fonctionnement. Les environnements industriels peuvent être difficiles, c'est pourquoi vous avez besoin d'une barrière immatérielle de sécurité conçue pour durer.

Réputation et soutien du fabricant : Enfin, il est toujours bon d'acheter des produits auprès de fabricants réputés qui offrent un excellent service à la clientèle et d'excellentes garanties. Cela vous permet de bénéficier d'une assistance en cas de problème avec le produit.

Types de barrières immatérielles de sécurité

Il existe deux principaux types de barrières immatérielles :

Protection de la machine : Les barrières immatérielles nous protègent de la partie dangereuse de la machine. Elles sont également classées en fonction de leur « résolution », c'est-à-dire selon qu'elles peuvent protéger un bras, une main ou même un doigt.

Protection du périmètre : Les barrières immatérielles englobent l'accès à la zone de la machine. La résolution est complète puisqu'elle empêche les personnes d'accéder aux parties dangereuses de la machine pendant les opérations critiques.  Il est essentiel de déterminer l'endroit où le rideau doit être monté pour empêcher une personne de pénétrer dans la zone dangereuse avant que le mouvement ne s'arrête. Il faut pour cela mesurer le temps d'arrêt de la machine.

Formule de calcul de la distance de montage sûre

Ds =K x(Ts + Tc + Tr + Tbm) + Dpf

K : est une constante de vitesse. La valeur de la constante de vitesse dépend des mouvements de l'opérateur (c'est-à-dire de la vitesse des mains, de la vitesse de marche et de la longueur des foulées). Ce paramètre est basé sur des données de recherche montrant qu'il est raisonnable de supposer que la vitesse de la main d'un opérateur est de 1600 mm/sec (63 in./s) lorsque le corps est immobile. Les circonstances de l'application réelle doivent être prises en compte. En règle générale, la vitesse d'approche varie de 1600 mm/s (63 in./s) à 2500 mm/sec (100 in./s). La constante de vitesse appropriée doit être déterminée par l'évaluation des risques.

T : est le temps d'arrêt total du système. Le temps total, en secondes, commence à partir du déclenchement du signal d'arrêt jusqu'à la cessation du danger. Ce temps peut être décomposé en ses parties incrémentales (Ts, Tc, Tr et Tbm) pour faciliter l'analyse. Ts est le temps d'arrêt le plus défavorable de la machine ou de l'équipement. Tc est le temps d'arrêt le plus défavorable du système de contrôle. Tr est le temps de réponse du dispositif de protection, y compris son interface. Tbm est le temps d'arrêt supplémentaire autorisé par le moniteur de freinage avant qu'il ne détecte une détérioration du temps d'arrêt au-delà des limites prédéterminées par l'utilisateur final. Tbm est utilisé avec les presses mécaniques à révolution partielle. Ts + Tc + Tr sont généralement mesurés par un dispositif de mesure du temps d'arrêt si les valeurs sont inconnues.

DPF : le facteur de pénétration en profondeur est représenté par les symboles C et Dpf. Il s'agit du déplacement maximal vers le danger avant d'être détecté par le dispositif de protection. Les facteurs de pénétration en profondeur varient en fonction du type de dispositif et de l'application. Les normes appropriées doivent être vérifiées pour déterminer le meilleur facteur de pénétration en profondeur. Pour une approche normale d'un rideau lumineux ou d'un scanner de zone, dont la sensibilité des objets est inférieure à 64 mm (2,5 pouces), les normes ANSI et canadiennes utilisent le facteur de pénétration en profondeur :

Dpf = 3,4 x (sensibilité de l'objet - 6,875 mm), mais pas moins de zéro.

Pour une approche normale d'un rideau lumineux ou d'un scanner de surface, dont la sensibilité de l'objet est inférieure à 40 mm, les normes ISO et EN utilisent :

C = 8 x (sensibilité de l'objet - 14 mm), mais pas moins de 0.

Différence entre les barrières immatérielles de type 2 et les barrières immatérielles de type 4

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