Brevet FR2733849A1 — publié le 19961108

DISPOSITIF ELECTROSENSIBLE DE CONTROLE D'ACCES ET DE PRESENCE L'invention concerne un dispositif de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur dans une zone dangereuse. L'invention est plus particulièrement destinée à prémunir les personnes - opérateurs et/ou visiteurs - des risques pouvant découler de la proximité de machines dangereuses telles que les machines-outils, les machines mobiles, les machines d'emballage, les robots, etc. Mais l'invention peut recevoir d'autres applications. On connaît déjà des systèmes du type précédemment mentionné. Ainsi, on peut contrôler l'accès aux zones dangereuses en recourant à des procédures manuelles et mécaniques telles que des portes ou des portails. Un autre dispositif consiste à prévoir deux commandes mécaniques devant successivement être actionnées, ce qui empêche l'opérateur de se placer en situation dangereuse. Actuellement ces dispositifs de sécurité sont de moins en moins utilisés du fait notamment de leur maniabilité et leur ergonomie réduites. C'est pourquoi on utilise aujourd'hui généralement une barrière lumineuse multifaisceaux pour, d'une part, arrêter le mouvement dangereux lorsque l'opérateur coupe le premier faisceau et, d'autre part, interdire toute remise en route intempestive tant qu'un opérateur se trouve dans cette zone. Dans ce cas, le premier faisceau qui rencontrera l'opérateur sera situé à une distance égale à (1.200 mm 0,4 H) + (1.600 x T) où T est le temps de réponse globale c'est-à-dire le temps écoulé entre le déclenchement physique du dispositif de sécurité et l'arrêt de la machine ou l'élimination du risque et H correspond à la hauteur de détection (conformément au projet de norme européenne Pr EN 999). Compte tenu qu'il s'agit d'un faisceau unique, la barrière lumineuse doit être d'une longueur supérieure à 1.200 mm. Au titre de la norme EN 294, on dispose de part et d'autre de la barrière, des grilles de sécurité destinées à empêcher l'atteinte des organes dangereux de la machine par le côté. Généralement, on adjoint à ces systèmes de sécurité un pupitre de réarmement de la colonne lumineuse et un bouton de remise en marche de la machine. L'avantage d'un tel système est sa fiabilité si le montage a été correctement fait et si, en particulier, les barrières lumineuses ou leur support ne servent de "marche pieds pour atteindre les zones dangereuses. Néanmoins, ce système présente deux inconvénients majeurs en dehors de son coût : d'une part une perte de place importante (1.000 mm + (1.600 x T)), et, d'autre part, un montage sur site long et fastidieux, faisant intervenir différents corps de métier. L'invention vise donc à remédier à ces différents inconvénients et à cet effet, elle propose un dispositif électrosensible de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur dans une zone dangereuse, comportant notamment deux bornes, l'une contenant toute la partie électronique et électromécanique du dispositif, et l'autre ne nécessitant pas de liaison électrique avec la borne principale. Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif dont l'installation évite une perte de place importante. Un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif prêt à être installé immédiatement, et notamment dont l'installation puisse être faite de façon rapide et simple. Enfin, un autre objet de la présente invention est de proposer un tel dispositif qui soit conforme aux réglementations officielles en vigueur et notamment au projet de norme européenne EN 999. A cet effet, l'invention propose un dispositif électrosensible de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur dans une zone dangereuse, caractérisé en ce qu'il comprend deux bornes en regard l'une de l'autre, la première borne comportant au moins un premier barrage vertical de sécurité multifaisceaux et au moins un second barrage horizontal de sécurité multifaisceaux, et la seconde borne comportant au moins un premier jeu de miroirs de renvoi, vertical, en regard du premier barrage vertical et au moins un second jeu de miroirs de renvoi horizontal en regard du second barrage horizontal. Selon d'autres caractéristiques du dispositif conforme à l'invention, le premier barrage de sécurité multifaisceaux comprend au moins trois faisceaux. Ces derniers sont situés à une hauteur respectivement de 300, 700 et 1.100 mm par rapport à un plan de référence, notamment constitué par le sol. Le second barrage de sécurité multifaisceaux comprend au moins dix faisceaux. Le premier et le second barrages sont des barrages à capteurs photo-électriques émetteurs/récepteurs testés et auto-contrôlés. Chaque capteur photo-électrique émetteur/récepteur travaille avec un couple de miroirs de renvoi. Les couples de miroirs de renvoi sont disposés de telle sorte que le premier miroir de renvoi reçoive un faisceau d'un émetteur pour le renvoyer vers le deuxième miroir de renvoi, lequel le renvoie vers un récepteur. Ces couples de miroirs de renvoi sont disposés de telle sorte que l'un soit l'image de l'autre dans un miroir. L'invention concerne également un dispositif électrosensible de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur dans une zone dangereuse comportant en combinaison tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit faite en référence aux figures annexées dans lesquelles La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur conforme à la présente invention La figure 2 est une vue de face de la borne contenant la partie électronique et électromécanique du dispositif de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur conforme à la présente invention La figure 3 est une vue de dessus d'un dispositif de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur conforme à la présente invention. Dans de nombreux domaines de la production, il est nécessaire de contrôler à la fois l'accès et la présence dans la zone et donc de combiner une protection périmétrique à une protection surfacique. A cet effet, le dispositif électrosensible 1 de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur selon l'invention comprend notamment deux bornes 2, 3, en regard l'une de l'autre. Ces bornes sont destinées à être fixées directement au sol. La première borne 2 comprend toute la partie électronique et électromécanique nécessaire pour générer les faisceaux destinés à détecter l'intrusion d'une personne dans la zone protégée. Cette borne 3 est raccordée au système de commande électrique de l'organe de puissance de la machine, source de danger, en fonction des normes en vigueur. Le raccordement se fait sur un bornier industriel. Selon l'invention, la première borne 2 comporte au moins un premier barrage 4 vertical de sécurité multifaisceaux et au moins un second barrage 5 horizontal de sécurité multifaisceaux. L'un au moins desdits faisceaux est commun au premier et second barrages 4, 5, de sorte que le premier 4 et le second barrages 5 forment un L. Le premier barrage 4, vertical, de sécurité multifaisceaux est destiné au contrôle d'accès de l'opérateur dans la zone dangereuse et est situé dans la partie avant 8 de la borne 2, tandis que le second barrage 5 horizontal de sécurité multifaisceaux est destiné au contrôle de la présence de l'opérateur dans cette même zone dangereuse. La seconde borne 3 comporte uniquement et seulement au moins un premier jeu de miroirs de renvoi 6, vertical, en regard du premier barrage 4 vertical et au moins un second jeu de miroirs de renvoi 7, horizontal, en regard du second barrage 4 horizontal. Ainsi, on comprend que cette seconde borne 3 ne nécessite aucun raccord électrique avec la borne 2 et a uniquement pour fonction de réfléchir les faisceaux émis par les barrages multifaisceaux 4, 5 situés dans la première borne 2. Les bornes 2, 3 doivent être disposées de façon telle qu'il soit impossible de pénétrer dans la zone concernée sans qu'au moins un des faisceaux soit coupé. Le dispositif de réarmement de la borne 2, qui permettra la remise en marche de la machine à la mise sous tension ou après déclenchement, devra être situé en dehors de la zone protégée et ne pourra être atteint de l'intérieur de la zone. Avant tout réarmement, l'opérateur devra vérifier que personne ne se trouve dans la zone protégée. La machine sera remise en marche qu'après réarmement et ordre manuel de l'opérateur. Le premier barrage 4 de sécurité multifaisceaux situé dans la borne 2 comprend au moins trois faisceaux 4a, 4b, 4c. Ce barrage de faisceaux est disposé à une distance minimum de l'organe pouvant provoquer un danger, augmentée d'une distance correspondant au déplacement d'une personne en direction du danger parcourue pendant le temps de freinage nécessaire à l'arrêt de la machine. A cet effet, les trois faisceaux 4a, 4b, 4c sont situés à une hauteur respectivement de 300, 700 et 1.100 mm par rapport à un plan de référence, qui peut être notamment constitué par le sol. Cette répartition des trois faisceaux permet de placer le dispositif 1 conforme à l'invention à une distance de 760 mm + (1.600 x T) où T est le temps (en millisecondes) nécessaire entre l'instant ou l'ordre d'arrêt est donné et celui où le mouvement dangereux s'arrête effectivement.Le facteur 1.600 correspond à la vitesse de déplacement d'une personne (conformément à la norme Pr EN 999). Sur la borne 2, est également prévue une colonne lumineuse 11 à trois vérines de couleurs. La présence de l'opérateur dans la zone dangereuse est contrôlée par un second barrage 5 de sécurité multifaisceaux comprenant au moins dix faisceaux. Comme indiqué ci-dessus, un de ces faisceaux 4c est commun au premier barrage 4 vertical de sécurité multifaisceaux situé dans la partie avant 8 de la borne 2. Le premier 4 et le second barrages 5 sont des barrages à capteurs photo-électriques émetteurs/récepteurs 9. Ces capteurs photo-électriques sont testables c'est-àdire qu'on peut à tout moment couper l'émission de lumière via une entrée spécifique ; cette possibilité permet de contrôler que le capteur fonctionne correctement et de multiplexer les capteurs. Ces capteurs sont auto-contrôlés c'est-à-dire que toute défaillance d'un composant interne de l'unité ou d'un capteur se traduit par la mise en sécurité du système. Chaque capteur photo-électrique émetteur/récepteur 9 situé dans la première borne 2 travaille avec un couple de miroirs de renvoi 6a, 6b, 7a, 7b situé dans la seconde borne 3. Les couples de miroirs de renvoi 6a, 6b, 7a, 7b sont disposés de telle sorte que le premier miroir de renvoi 6a, 7a reçoive un faisceau lumineux d'un émetteur 9a pour le renvoyer vers le deuxième miroir de renvoi 6b, 7b, lequel le renvoie vers un récepteur 9b se trouvant à côté de l'émetteur 9a. Ainsi, le second barrage 5 horizontal de sécurité multifaisceaux est constitué par la juxtaposition successive d'un capteur-émetteur 9a et d'un capteurrécepteur 9b. De ce qui précède, on comprend que chaque capteur photo-électrique émetteur/récepteur 9a, 9b associé à un couple de miroirs de renvoi 6a, 6b, 7a, 7b permet de générer deux faisceaux de sécurité. Pour permettre une telle caractéristique, les couples de miroirs de renvoi 6a, 6b, 7a, 7b sont, selon l'invention, disposés de telle sorte que l'un soit l'image de l'autre dans un miroir. De plus, chaque miroir de renvoi 6, 7 est fixé sur une pièce ayant en section droite transversale une forme générale triangulaire, notamment de triangle rectangle. Dans ce dernier cas, la face réfléchissante est fixée sur l'hypoténuse. Chaque pièce destinée à porter les miroirs de renvoi 6, 7 présente au moins un tenon 12 sur au moins une de ses faces, notamment sur les faces inférieure et supérieure, le tout étant ensuite monté dans un profil usiné dans la borne 3, de manière à éviter tout réglage fastidieux de l'alignement des miroirs, ce dernier étant réalisé au moment de l'usinage de la borne 3. Enfin, le dispositif 1 conforme à la présente invention peut comprendre également un système intégré d'aide à l'alignement optique de tous les miroirs de renvoi 6, 7. Dans un mode de réalisation particulier, celui-ci est constitué par un laser 10. REVENDICATIONS 1. Dispositif électrosensible de contrôle d'accès et de présence d'un opérateur dans une zone dangereuse, caractérisé en ce qu'il comprend deux bornes (2, 3) en regard l'une de l'autre, la première borne (2) comportant au moins un premier barrage (4) vertical de sécurité multifaisceaux et au moins un second barrage (5) horizontal de sécurité multifaisceaux, et la seconde borne (3) comportant au moins un premier jeu de miroirs de renvoi (6), vertical, en regard du premier barrage (4) vertical et au moins un second jeu de miroirs de renvoi (7) horizontal en regard du second barrage (4) horizontal. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins desdits faisceaux est commun aux premier et second barrages (4, 5) 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier barrage (4) vertical de sécurité multifaisceaux est destiné au contrôle d'accès de l'opérateur dans la zone dangereuse et est situé dans la partie avant (8) de la borne (2). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier barrage (4) de sécurité multifaisceaux comprend au moins trois faisceaux (4a, 4b, 4c). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les trois faisceaux (4a, 4b, 4c) sont situés à une hauteur respectivement de 300, 700 et 1100 mm par rapport à un plan de référence, notamment constitué par le sol. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second barrage (5) de sécurité multifaisceaux comprend au moins dix faisceaux. 7. Dispositif selon l'une quelconque des 'revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier (4) et le second barrages (5) sont des barrages à capteurs photo-électriques émetteurs/récepteurs (9) testés et autocontrôlés. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque capteur photo-électrique émetteur/récepteur (9) travaille avec un couple de miroirs de renvoi (6a, 6b, 7a, 7b). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les couples de miroirs de renvoi (6a, 6b, 7a, 7b) sont disposés de telle sorte que le premier miroir de renvoi (6a, 7a) reçoive un faisceau d'un émetteur (9a) pour le renvoyer vers le deuxième miroir de renvoi (6b, 7b), lequel le renvoie vers un récepteur (9b). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les couples de miroirs de renvoi (6a, 6b, 7a, 7b) sont disposés de telle sorte que l'un soit l'image de l'autre dans un miroir. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque miroir de renvoi (6, 7) est fixé sur une pièce ayant en section droite transversale une forme générale triangulaire, notamment de triangle rectangle. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque pièce présente au moins un tenon (12) sur au moins une de ces faces. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un système intégré d'aide à l'alignement optique de tous les miroirs de renvoi (6, 7) constitué par un laser (10).