Brevet FR2757980A1 — publié le 19980703

L'invention concerne un dispositif de contrôle d'accès d'un opérateur dans une zone protégée. 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. Il est entendu que l'invention peut recevoir d'autres types d'application. On connaît déjà des systèmes du type précité mettant en oeuvre 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 de leur ergonomie réduites. C'est pourquoi on utilise aujourd'hui généralement une barrière lumineuse multi-faisceaux pour, d'une part, arrêter le fonctionnement de la machine dangereuse 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. Pour respecter les normes en vigueur, on dispose de part et d'autre de la barrière lumineuse, des grilles de sécurité destinées à empêcher l'atteinte des organes dangereux de la machine par le côté. Généralement, on adjoint à ce système 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 un suivi du montage a été correctement fait et si, en particulier, les barrières lumineuses ou leur support ne servent pas 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 et d'autre part, un montage sur site long et fastidieux, faisant intervenir différents corps de métier. On connaît également un dispositif électro-sensible du type précité, décrit dans la demande de brevet français nO FR-A-2733849, comportant deux bornes en regard l'une de l'autre, l'une contenant toute la partie électronique et éléctromécanique du dispositif, et l'autre ne nécessitant pas de liaison électrique avec la première. Plus précisément, la première borne comporte au moins deux paires d'émetteurs-récepteurs de faisceaux lumineux, sensiblement alignés suivant une première ligne et espacés les uns des autres d'un pas prédéterminé identique ; la deuxième borne comporte au moins deux paires de miroirs inclinés d'environ 450, les miroirs d'une même paire étant en regard l'un de l'autre, chaque miroir étant disposé en regard d'un émetteur-récepteur et les miroirs d'une même paire étant alignés suivant une ligne sensiblement parallèle à la première ligne, de sorte que les faisceaux lumineux émis par les émetteurs et les faisceaux lumineux réfléchis par les miroirs sur les récepteurs soient sensiblement parallèles entre eux. Ce dispositif présente notamment l'avantage d'un gain de place, d'une rapidité et d'une simplicité de l'installation. Néanmoins, étant donné que les miroirs sont espacés d'une même distance et alignés sur une même ligne, en regard respectivement des émetteurs-récepteurs, il y a un risque pour que plusieurs faisceaux émis par un émetteur d'une paire, et réfléchis sur des miroirs différents, arrivent sur le récepteur associé de ladite paire. Ce risque est d'autant plus important si l'angle du spot lumineux émis est important. L'invention a donc pour but de pallier les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention propose un dispositif du type précité caractérisé en ce que la distance séparant les miroirs d'une première paire, respectivement en regard d'une première paire d'émetteurs-récepteurs, est différente de la distance séparant les miroirs d'une deuxième paire, respectivement en regard d'une deuxième paire d'émetteursrécepteurs, voisine de la première paire d'émetteursrécepteurs, de manière que les faisceaux lumineux émis soient décalés tout en respectant le pas prédéterminé entre deux faisceaux émis ou réfléchis parallèles voisins, de sorte que pour un ensemble de faisceaux émis par un émetteur d'une paire, un seul faisceau ne soit réfléchi sur le récepteur de la même paire. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les miroirs sont disposés sur au moins deux lignes parallèles, l'espace entre deux miroirs voisins étant constant. En outre, les paires de miroirs d'une même ligne sont distinctes et successives et chaque paire de miroirs d'une ligne est interposée ou à cheval entre une paire de miroirs de l'autre ligne. Dans un mode de réalisation particulier, la première borne comporte plusieurs lignes d'émetteursrécepteur s et la deuxième borne comporte également en regard, plusieurs lignes de miroirs. Dans de nombreux domaines de la production, il est nécessaire de contrôler à la fois l'accès et la présence dans la zone protégée, et donc de combiner une protection périmètrique à une protection surfacique. A cet effet, la première borne et la deuxième borne comportent chacune au moins une ligne verticale et au moins une ligne horizontale de sorte que les faisceaux lumineux émis et réfléchis s'étendent dans deux plans formant barrage, l'un vertical, l'autre horizontal. On peut en outre prévoir que l'un au moins des faisceaux est commun au plan formant barrage vertical et au plan formant barrage horizontal. D'une manière générale, le plan formant barrage vertical est destiné au contrôle d'accès de l'opérateur dans la zone protégée et est situé vers une partie extrême des bornes, déterminant l'entrée de la zone protégée. Le dispositif de l'invention peut en outre comprendre un système intégré d'aide à l'alignement optique de tous les miroirs, constitué par un laser. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, données à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif électrosensible selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de la deuxième borne comportant les miroirs. La figure 3 représente une vue de face de la première borne comportant les émetteurs-récepteurs de faisceaux lumineux. Enfin, les figures 4a et 4b sont deux vues schématiques de dessus d'un dispositif selon l'invention, fonctionnant partiellement. Comme cela a été indiqué précédemment, le dispositif de l'invention est destiné, dans le mode de réalisation qui va être décrit, à contrôler l'accès d'une personne dans une zone comportant par exemple une machine dangereuse. Cette machine, non représentée, est encadrée par des grilles de protection (non représentées). Plus précisément, la machine est entourée de deux premières grilles de protection sensiblement parallèles et d'une troisième grille de protection, sensiblement perpendiculaire aux deux premières grilles, et fixée vers leur partie extrême. Du côté opposé à la troisième grille, les deux premières grilles de protection sont prolongées respectivement par une borne 1, 2. Ces deux bornes 1, 2 sont disposées en regard l'une de l'autre, et s'étendent, sensiblement verticalement, comme représenté à la figure 1. Elles sont destinées à être fixées, par exemple, directement au sol. La première borne 1 comprend une partie électronique et électromécanique nécessaire pour générer des faisceaux lumineux. Cette première borne 1 est raccordée, par exemple, au système de commande électrique de l'organe de puissance de la machine en fonction des normes en vigueur. Le raccordement se fait sur un bornier industriel. En référence à la figure 3, la première borne 1 comporte cinq paires 3 d'émetteurs-récepteurs 4 de faisceaux lumineux. Les émetteurs-récepteurs 4 sont alignés suivant une première ligne 1 et espacés les uns des autres d'un même pas p prédéterminé. Cette première ligne 1 s'étend sensiblement parallèlement au sol, comme cela est visible sur la figure 1. Toujours en référence à la figure 3, la première borne 1 comporte une deuxième ligne 1' comportant une paire 4a d'émetteurs-récepteurs 4. La seconde ligne 1' est située vers la partie extrême libre la de la borne 1 déterminant l'entrée de la zone protégée, du côté opposé à la machine. La première ligne 1 s'étend sensiblement perpendiculairement à la deuxième ligne 1', au niveau de sa partie médiane. Les lignes 1 et 1' forment ainsi sensiblement un T couché. Il est entendu que la figure 3 n'est qu'un mode de réalisation, non exclusif d'autres. Par conséquent, la disposition, indiquée sur cette figure, des lignes 1 et 1' par rapport aux bords de la première borne 1 n'est pas exclusive. Elle dépendra des besoins, voire même des normes. On pourrait également envisager que les lignes 1 et 1' soient disposées de manière à former un L comme représenté sur la figure 1. En outre, l'un des émetteurs-récepteurs 4 de la première ligne 1 est également situé sur la deuxième ligne 1'. Sur la figure 3, il est placé entre les deux émetteursrécepteurs 4 de la paire 4a. Il est entendu que le nombre d'émetteurs-récepteurs 4 n'est pas limité au nombre qui vient d'être indique. Les émetteurs-récepteurs 4 comportent des capteurs photo-électriques testables. En effet, il est possible à tout moment, de 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. En référence à la figure 2, la deuxième borne 2 comporte cinq paires 5 de miroirs 6. Ces miroirs 6 sont disposés suivant deux lignes L, L' sensiblement parallèles entre elles et au sol. Chaque ligne L, L' comporte au moins une paire de miroirs 6. Plus précisément, comme représenté dans le mode de réalisation de la figure 2, la ligne L comporte trois paires 5a, 5b, 5c de miroirs, tandis que la ligne L' comporte deux paires 5', 5" de miroirs. Chaque miroir 6 est incliné d'un angle a de 450 environ par rapport à la ligne L, L'. En outre, les miroirs 6 d'une même paire 5 sont disposés en regard l'un de l'autre. Les miroirs 6 sont fixés sur une pièce 7 ayant en section droite transversale une forme générale rectangulaire. Les miroirs 6 sont ainsi fixés sur l'un des grands côtés du rectangle formant la pièce 7. Chaque pièce 7 comporte au moins un tenon 8 sur au moins une de ses faces, notamment sur les faces inférieure et supérieure, le tout étant par exemple ensuite monté dans un profil usiné dans la deuxième borne 2, de manière à éviter tout réglage fastidieux de l'alignement des miroirs 6. Chaque paire 5 de miroirs 6 de la ligne L est interposée ou à cheval entre une paire 5 de miroirs 6 de la ligne L'. Ainsi, comme représenté à la figure 2, en partant de la gauche sur la figure, les deux miroirs 6 de la première paire Sa de la ligne L sont situés entre les deux miroirs, 6', 6'' de la première paire 5' de la deuxième ligne L'. En outre, le premier miroir 6 de la deuxième paire 5b de la ligne L est disposé à proximité de la première paire 5a de la première ligne L et entre les miroirs 6', 6" de la première paire 5' de la ligne L', tandis que le deuxième miroir 6 de cette même paire 5b est disposé entre les deux paires 5' et 5" de miroirs 6 de la ligne L'. Par ailleurs, la troisième paire 5c de la ligne L est disposée entre les deux miroirs 6 de la deuxième paire 5" de la ligne L'. En position montée des bornes 1 et 2, les lignes L et L' de la deuxième borne 2 sont disposées de manière à être regard de la ligne 1 de la première borne 1. La deuxième borne 2 comporte également des miroirs 6 disposés suivant une ou deux lignes, non représentées, sensiblement perpendiculaires aux lignes L et L', et parallèles à et en regard de la ligne 1' de la première borne 1. Ces miroirs 6 peuvent être disposés suivant la même disposition que sur les lignes L et L'. Ils sont en outre au même nombre que les émetteursrécepteurs 4 de la ligne 1'. En outre, chaque miroir 6 de la deuxième borne 2 est disposé en regard d'un émetteur-récepteur 4 suivant une direction D perpendiculaire aux lignes 1, L et L'. Ainsi, deux miroirs 6 voisins, appartenant ou non à une même ligne L ou L' ou à une même paire 5, sont espacés du pas p, séparant deux émetteurs-récepteurs 4 voisins. En outre, la distance entre les deux miroirs 6 d'une paire 5 est différente de la distance entre les deux miroirs 6 de la paire 5 voisine. On comprend donc que le premier miroir 6' de la paire 5' de la ligne L' reçoit au moins un faisceau lumineux émis par le premier émetteur-récepteur 4' de la ligne 1 pour le renvoyer vers le second miroir 6'' de la même paire 5', lequel renvoie un faisceau lumineux vers le récepteur 4'' disposé en regard suivant la direction D. De la sorte, les faisceaux émis et réfléchis entre un émetteur-récepteur 4', 4" et un miroir 6', 6" sont parallèles entre eux et s'étendent suivant la direction D. De même que précédemment, l'émetteur-récepteur 4 " ', qui est voisin de l'émetteur-récepteur 4', émet au moins un faisceau lumineux en direction du premier miroir 6 de la première paire Sa, disposé en regard. Le faisceau lumineux est alors réfléchi vers le deuxième miroir de la paire Sa pour être renvoyé sur le récepteur 4 en regard, c'est-à-dire celui qui est adjacent à l'émetteur 4''' dans le cas présent. Et ainsi de suite. Ainsi, de même que pour les miroirs 6, la distance séparant les deux émetteurs-récepteurs 4 d'une paire 3 est différente de celle séparant les deux émetteurs-récepteurs 4 de la paire 3 voisine, tandis que la distance séparant deux émetteurs-récepteurs 4 voisins, appartenant ou non à une même paire, est toujours égale au pas p. De ce qui précède, on comprend que chaque paire 3 d'émetteurs-récepteurs 4 associée à une paire 5 de miroirs 6 permet de générer deux faisceaux lumineux parallèles, et ce notamment du fait de l'inclinaison et de la disposition des miroirs 6. De plus, la distance séparant des faisceaux voisins est toujours égale au pas p. En outre, on comprend que la deuxième borne 2 ne nécessite aucun raccord électrique avec la première borne 1 et a uniquement pour fonction de réfléchir les faisceaux émis par les émetteurs-récepteurs 4 de la première borne 1. Les faisceaux émis et réfléchis par et sur les émetteurs-récepteurs 4 de la ligne 1 s'étendent dans un plan formant barrage sensiblement horizontal De même, les faisceaux lumineux et réfléchis par et sur les émetteurs-récepteurs 4 de la ligne 1' s'étendent dans un plan formant barrage sensiblement vertical Les plans Pv et PH sont sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre. Le plan formant barrage vertical PV est destiné au contrôle d'accès d'un opérateur dans la zone protégée et est situé vers la partie extrême la de la première borne 1, qui détermine l'entrée de la zone protégée, c'est-à-dire la partie avant de la première borne 1. Par ailleurs, le plan formant barrage horizontal est destiné au contrôle de la présence d'un opérateur dans cette même zone dangereuse. Le plan formant barrage vertical Pv est disposé à une distance minimum de la machine, augmentée d'une distance correspondant au déplacement d'une personne en direction de la machine, parcourue pendant le temps de freinage nécessaire à l'arrêt de la machine. A cet effet, on peut disposer les émetteursrécepteurs 4 et les miroirs 6 de sorte que le premier faisceau de la ligne 1' et le plus proche du sol, soit situé à environ 300 mm du sol. Par ailleurs, les bornes 1 et 2 peuvent être disposées de façon telle qu'il soit impossible de pénétrer dans la zone protégée sans qu'au moins un des faisceaux soit coupé. Le dispositif de réarmement de la première borne 1, 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 à l'intérieur de la zone. Avant tout réarmement, l'opérateur devra vérifier que personne ne se trouve dans la zone protégée. La machine ne sera remise en marche qu'après réarmement et ordre manuel de l'opérateur, par exemple. On peut également prévoir d'installer sur la première borne 1 une colonne lumineuse 9 à trois vérines de couleur. Enfin, le dispositif de l'invention peut comprendre un système intégré d'aide à l'alignement optique de tous les miroirs 6. Dans un mode de réalisation particulier, celui-ci est constitué par un laser 10. En outre, la première borne 1 peut comporter des boutons de commande 11. Les figures 4a, 4b représente un exemple d'émission-réception de faisceaux entre des émetteursrécepteurs d'une borne 1 et les miroirs de la borne 2. Les miroirs 6 ne sont pas disposés exactement suivant le même motif que de celui de la figure 2, mais respectent la disposition en deux lignes des paires 5 de miroirs 6, avec des distances différentes entre deux miroirs d'une paire, comme expliqué précédemment. Ainsi sur ces figures, un émetteur E émet un rayon lumineux R, constitué d'une pluralité de faisceaux lumineux Fet le rayon lumineux R étant dirigé suivant une direction différente selon la figure 4a ou 4b. Les faisceaux lumineux F e sont envoyés sur divers miroirs 6 appartenant à des paires différentes et pouvant être situés sur deux lignes L, L' différentes. Ces faisceaux lumineux F e sont ensuite réfléchis sur le miroir 6 de la paire 5 correspondante pour être renvoyés sur un récepteur R, en respectant les lois de l'optique. Ces faisceaux réfléchis sont référencés Fr. On constate alors que les récepteurs R ne reçoivent qu'un faisceau Fr Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. En effet, on peut envisager de disposer les miroirs 6 suivant différents motifs et par exemple de modifier le pas p. Par ailleurs, le nombre d'émetteurs-récepteurs 4, et par conséquent, de miroirs 6, défini dans le mode de réalisation représenté n'est pas exclusif. En outre, on pourrait envisager que les bornes 1 et 2 ne comportent respectivement qu'une ligne verticale ou horizontale. Enfin, le nombre de lignes L, L' comportant les miroirs 6 peut être supérieur à 2. REVENDICATIONS 1. Dispositif électrosensible de contrôle d'accès d'un opérateur dans une zone protégée comportant deux bornes (1,2) en regard l'une de l'autre - la première borne (1) comportant au moins deux paires (3) d'émetteurs-récepteurs (4) de faisceaux lumineux, sensiblement alignés suivant une première ligne (1) et espacés les uns des autres d'un pas (p) prédéterminé identique - la deuxième borne (2) comportant au moins deux paires (5) de miroirs (6) inclinés d'environ 45 , les miroirs (6) d'une même paire (5) étant en regard l'un de 1 'autre, chaque miroir (6) étant disposé en regard d'un émetteur-récepteur (4) et les miroirs (6) d'une même paire (5) étant alignés suivant une ligne (L, L') sensiblement parallèle à la première ligne (1), de sorte que les faisceaux lumineux émis (Fe) par les émetteurs (4) et les faisceaux lumineux réfléchis (Fr) par les miroirs sur les récepteurs (4) soient sensiblement parallèles entre eux caractérisé en ce que la distance séparant les miroirs (6) d'une première paire, respectivement en regard d'une première paire d'émetteurs-récepteurs (4), est différente de la distance séparant les miroirs d'une deuxième paire, respectivement en regard d'une deuxième paire d'émetteurs-récepteurs, voisine de la première paire d'émetteurs-récepteurs de manière que les faisceaux lumineux émis soient décalés tout en respectant le pas prédéterminé (p) entre deux faisceaux émis ou réfléchis parallèles voisins, de sorte que pour un ensemble de faisceaux émis par un émetteur d'une paire, un seul faisceau ne soit réfléchi sur le récepteur de la même paire. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les miroirs (6) sont disposés sur au moins deux lignes parallèles (L, L'), l'espace entre deux miroirs voisins étant constant. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les paires (5) de miroirs (6) d'une même ligne (L, L') sont distinctes et successives. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque paire (5a, 5b, 5c) de miroirs d'une ligne (L) est interposée ou à cheval entre une paire (5', 5") de miroirs de l'autre ligne (L'). 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première borne (1) comporte plusieurs lignes (1, 1') d'émetteurs-récepteurs (4) et la deuxième borne (2) comporte également en regard, plusieurs lignes de miroirs (6). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première borne (1) et la deuxième borne (2) comportent chacune au moins une ligne verticale et au moins une ligne horizontale de sorte que les faisceaux lumineux émis et réfléchis s'étendent dans deux plans formant barrage, l'un vertical (Pv), l'autre horizontal 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'un au moins des faisceaux est commun au plan formant barrage vertical (Pv) et au plan formant barrage horizontal 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le plan formant barrage vertical (Pv) est destiné au contrôle d'accès de l'opérateur dans la zone protégée et est situé vers une partie extrême (la) des bornes, déterminant l'entrée de la zone protégée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un système intégré d'aide à l'alignement optique de tous les miroirs, constitué par un laser (10).