Norme de sécurité du groupe ISO14119:2013 | IDEC EMEA

La norme ISO 14119 (norme de type B) établit les « Sécurité des machines — Dispositifs de verrouillage (Note 1) associés aux protecteurs — Principes de conception et de sélection » et traite principalement des sujets suivants :

• Types et classification des dispositifs de verrouillage ;

• Arrêt de la machine lorsque le dispositif de protection est ouvert ;

• Verrouillage du dispositif de protection pendant le fonctionnement d'une fonction dangereuse de la machine, en fonction du temps nécessaire pour arrêter la machine ;

• Mesures visant à minimiser les possibilités de contournement (Note 2) des dispositifs de verrouillage de manière raisonnablement prévisible ; et

• Exigences relatives à la conception et à la sélection des dispositifs de protection et des dispositifs de verrouillage sur la base des éléments énumérés ci-dessus.

Remarque 1) Un dispositif de verrouillage ou interverrouillage est un dispositif mécanique, électrique ou autre conçu pour empêcher le fonctionnement d'une fonction dangereuse de la machine dans des conditions spécifiques (généralement tant que le capot n'est pas fermé). Veuillez noter qu'IDEC utilise le terme « interrupteur de verrouillage » pour désigner un dispositif de verrouillage ou interverrouillage conçu pour détecter l'ouverture et la fermeture des portes.

Remarque 2) Le contournement est l'action qui rend les dispositifs de verrouillage inopérants ou les contourne. En conséquence, la machine est utilisée d'une manière non prévue par le concepteur ou sans les mesures de sécurité nécessaires.

Veuillez noter que les citations ci-dessous sont extraites de la norme ISO 14119:2013 et que les explications fournies par IDEC sont basées sur l'interprétation de cette norme par IDEC. Si vous avez des questions ou des préoccupations, veuillez également vous référer aux textes originaux de la norme ISO.

Sommaire

• Classification des dispositifs de verrouillage selon le principe de fonctionnement de l'actionneur

• Schéma fonctionnel des dispositifs de verrouillage

• Types de dispositifs de verrouillage avec blocage

• Exigences relatives à l'installation de dispositifs de verrouillage

• Conditions de démarrage d'une fonction dangereuse d'une machine dans un dispositif de verrouillage avec blocage

• Fonctions de déverrouillage supplémentaires des dispositifs de verrouillage avec blocage

• Éléments à prendre en compte lors du choix des dispositifs de verrouillage

• Mesures visant à minimiser les possibilités de contournement des dispositifs de verrouillage

• Exigences en matière de contrôle

Comme le montrent la figure 1 et le tableau 1, les dispositifs de verrouillage associés aux protecteurs sont divisés en quatre types, à savoir les types 1 à 4, selon que le principe d'actionnement est mécanique ou sans contact, et selon que l'actionneur est exclusivement conçu ou non. Chaque type présente une facilité de contournement différente et donc des exigences différentes pour la combinaison avec un protecteur.

Le terme « codé » figurant dans le tableau 1 indique si l'actionneur est exclusivement conçu pour actionner un dispositif de verrouillage particulier. Par exemple, dans le cas d'un dispositif de verrouillage magnétique de type 3, tout type de métal réagissant au magnétisme peut actionner le dispositif de verrouillage à la place d'un actionneur classique. Dans ce cas, l'actionneur d'un dispositif de verrouillage magnétique de type 3 est considéré comme non codé. Un interrupteur de position à languette de type 2 (IDEC appelle cela un « interrupteur de verrouillage ») est équipé d'un actionneur spécialement conçu. Cela empêche le dispositif de verrouillage d'être actionné (afin de minimiser les possibilités de contournement) à l'aide d'outils facilement disponibles dans une usine, tels qu'une règle ou un tournevis. Dans ce cas, l'actionneur d'un interrupteur de position à languette est considéré comme codé.

Comme le montre le tableau 2, les niveaux de codage des actionneurs sont divisés en plusieurs niveaux (non codé, faible, moyen ou élevé) en fonction du nombre de codes. Plus le nombre de codes est élevé, plus il est difficile de contourner le dispositif.

En général, afin d'éviter que des personnes ne soient impliquées dans un accident dû au fonctionnement dangereux d'une machine, celui-ci est protégé par un dispositif de protection. Bien qu'il soit sûr de le protéger par un dispositif de protection entièrement fixe, cela n'est pas réaliste compte tenu de la commodité pour des tâches telles que le chargement et le déchargement, l'entretien, y compris le nettoyage, et le changement de configuration. Il est donc courant de concevoir un dispositif de protection interverrouillé dans lequel une partie du dispositif de protection sert de porte (dispositif de protection mobile) et qui est équipé d'un dispositif d'interverrouillage permettant de détecter l'ouverture et la fermeture de la porte. Un dispositif de protection interverrouillé a pour fonction de permettre le fonctionnement d'une fonction dangereuse de la machine tant que la porte est fermée, tout en l'arrêtant tant que la porte est ouverte, ce qui permet de maintenir un équilibre entre productivité et sécurité.

Pour un tel dispositif de protection verrouillé, la première question à se poser est de savoir s'il nécessite ou non un verrouillage (locking). Dans ce cas, il convient d'examiner la relation entre les deux types de temps suivants :
・ Le temps d'accès, c'est-à-dire le temps nécessaire à une personne pour atteindre la fonction dangereuse de la machine après avoir ouvert la porte ; et
・ L'intervalle de temps entre la commande d'arrêt donnée alors que le dispositif de protection verrouillé est ouvert et l'arrêt de la fonction dangereuse de la machine (Note 3) (ce que l'on appelle la performance d'arrêt globale du système).

Note 3) La fin fait référence à un état dans lequel les facteurs dangereux sont réduits à un niveau qui ne cause pas de blessures ou d'atteintes à la santé. Il convient de noter que la fin peut être atteinte avant même que la machine ne s'arrête complètement, et s'il est impossible de déterminer le moment où la fin a été atteinte, il convient de prendre en compte le temps nécessaire à la machine pour s'arrêter complètement. Comme le montre la figure 2, la nécessité d'un verrou dans un dispositif de protection interverrouillé est déterminée sur la base de la relation entre ces deux types de temps.
・Si la performance d'arrêt globale du système < temps d'accès, le dispositif de protection interverrouillé ne nécessite pas de verrou, et par conséquent, un dispositif de protection interverrouillé sans verrouillage sera utilisé. (En effet, la fonction dangereuse de la machine s'arrête avant qu'une personne n'ouvre la porte et ne s'en approche).
・Si la performance d'arrêt globale du système est ≥ au temps d'accès, le dispositif de protection verrouillé nécessite un verrouillage et, par conséquent, un dispositif de protection verrouillé avec verrouillage doit être utilisé. (En effet, une fonction dangereuse de la machine ne s'arrête pas avant qu'une personne n'ouvre la porte et ne s'en approche. Pour que le verrouillage soit libéré, la fonction dangereuse de la machine doit avoir cessé.)

Remarque 3) La fin de l'arrêt désigne un état dans lequel les facteurs dangereux sont réduits à un niveau qui ne cause ni blessure ni atteinte à la santé. Il convient de noter que la fin de l'arrêt peut être atteinte avant même que la machine ne s'arrête complètement, et s'il est impossible de déterminer le moment où la fin de l'arrêt a été atteinte, il convient de prendre en compte le temps nécessaire à la machine pour s'arrêter complètement.

Comme le montre la figure 2, la nécessité d'un verrouillage dans un dispositif de protection interverrouillé est déterminée sur la base de la relation entre ces deux types de temps.
・Si la performance d'arrêt globale du système est inférieure au temps d'accès, le dispositif de protection interverrouillé ne nécessite pas de verrouillage et, par conséquent, un dispositif de protection interverrouillé sans verrouillage sera utilisé.
(En effet, la fonction dangereuse de la machine s'arrête avant qu'une personne n'ouvre la porte et ne s'en approche).

・Si la performance d'arrêt globale du système est ≥ au temps d'accès, le dispositif de protection verrouillé nécessite un verrouillage et, par conséquent, un dispositif de protection verrouillé avec verrouillage doit être utilisé.
(En effet, une fonction dangereuse de la machine ne s'arrête pas avant qu'une personne n'ouvre la porte et ne s'en approche. Pour que le verrouillage soit libéré, la fonction dangereuse de la machine doit avoir cessé.)

Comme mentionné précédemment, si la performance globale d'arrêt du système est inférieure au temps d'accès, une fonction dangereuse de la machine s'arrête avant qu'une personne n'ouvre la porte et ne s'en approche, rendant inutile la présence d'un verrou de sécurité sur le dispositif de protection interverrouillé.

Comme le montre la figure 3, un dispositif de verrouillage sans verrouillage du dispositif de protection permet à une fonction dangereuse de la machine de fonctionner lorsque le dispositif de protection est fermé. En même temps, le dispositif de protection peut être ouvert à tout moment et, lorsqu'il est ouvert, le dispositif ne permet pas à une fonction dangereuse de la machine de fonctionner.

Comme mentionné précédemment, si la performance globale d'arrêt du système est ≥ au temps d'accès, le dispositif de protection verrouillé doit être équipé d'un verrou afin d'empêcher toute personne de s'approcher d'une fonction dangereuse de la machine avant qu'elle ne s'arrête. Il convient de noter qu'un dispositif de protection verrouillé avec verrouillage de sécurité présente deux types de conditions de déverrouillage, comme illustré à la figure 4. L'une est « a) le déverrouillage inconditionnel » et l'autre est « b) le déverrouillage conditionnel ».

Le déverrouillage inconditionnel a) ci-dessus fait référence à un type de verrouillage que l'opérateur peut libérer à tout moment. Ce type est toutefois soumis à certaines conditions. Par exemple, après qu'un opérateur a appuyé sur un bouton de déverrouillage pour générer un signal d'arrêt, le temps nécessaire pour arrêter une fonction dangereuse de la machine doit être plus court que le temps nécessaire pour libérer le verrouillage. L'autre type, b) le déverrouillage conditionnel, désigne un type de verrouillage que l'opérateur ne peut déverrouiller qu'après l'arrêt d'une fonction dangereuse de la machine. Pour remplir cette condition, l'arrêt d'une fonction dangereuse de la machine doit être détecté d'une manière ou d'une autre.

Si la performance globale d'arrêt du système est ≥ au temps d'accès et qu'un dispositif de protection verrouillable avec blocage est requis, le type de dispositif de protection verrouillable doit être celui illustré à la figure 5 ou à la figure 6.

La figure 5 montre l'état dans lequel aucune tension n'est appliquée à la borne du solénoïde. À ce moment, la force du ressort déplace la tige vers la gauche dans la figure pour verrouiller la came.

Lorsqu'une tension est appliquée au solénoïde, celui-ci est excité pour déplacer la tige dans la direction droite dans la figure, libérant ainsi le verrouillage de la came.

La figure 6 montre l'état dans lequel une tension est appliquée à la borne du solénoïde dans une certaine direction. À ce moment, la force générée par l'excitation du solénoïde déplace la tige vers la gauche dans la figure pour verrouiller la came.

Lorsqu'une tension est appliquée au solénoïde dans le sens inverse, la force générée par l'excitation du solénoïde inverse sa direction, déplaçant la tige dans le sens droit dans la figure et libérant le verrouillage de la came.

Dans la figure 6 « Type de verrouillage/déverrouillage électrique : verrouillé par la mise sous tension du solénoïde, déverrouillé par la force du ressort », un verrouillage n'est pas nécessaire à des fins de sécurité ; il ne peut être utilisé que pour protéger un processus de production (par exemple, dans le cas où il est souhaitable d'interdire à quiconque d'ouvrir la porte sans autorisation).

La figure 7 montre l'état dans lequel une tension est appliquée à la borne du solénoïde. À ce moment, le solénoïde excité déplace la tige vers la gauche dans la figure pour verrouiller la came.

Lorsque la tension appliquée au solénoïde est coupée, la force du ressort de compression déplace la tige vers la droite sur la figure afin de libérer le verrouillage de la came.

Pour obtenir des explications plus détaillées sur les modes « Verrouillage par force de ressort, déverrouillage par alimentation » et « Verrouillage par alimentation, déverrouillage par force de ressort », veuillez cliquer sur le lien ci-dessous :

Un mauvais positionnement du corps principal d'un dispositif de verrouillage ou d'un actionneur, ainsi que des décalages de position dus à des vibrations/chocs pendant l'utilisation, peuvent avoir des effets négatifs tels que l'incapacité à détecter correctement l'ouverture et la fermeture des portes, et endommager le dispositif de verrouillage. Pour remédier à cela, les exigences relatives à l'installation des dispositifs de verrouillage sont spécifiées ci-dessous.

Exigences relatives à l'installation des corps principaux des dispositifs de verrouillage

Afin de maintenir la position du dispositif correctement installé conformément aux instructions du fabricant, les exigences suivantes doivent être respectées :
・ Garantir une installation fiable et exiger l'utilisation d'outils (remarque 4) pour desserrer le dispositif. Remarque 4) Les improvisations, telles que l'utilisation d'une pièce de monnaie ou d'une lime à ongles, ne peuvent être considérées comme des outils.
・ Pour les dispositifs de verrouillage de type 1, disposer d'un moyen de fixation permanente de la position après réglage (par exemple, goupilles, chevilles).
・ Permettre l'accès au dispositif de verrouillage pour l'entretien et les contrôles de fonctionnement. Toutefois, il convient de prendre en compte la prévention des tentatives de contournement raisonnablement prévisibles.
・ Empêcher le dispositif de se desserrer spontanément.
・ Empêcher les tentatives de contournement du dispositif de verrouillage raisonnablement prévisibles.
・ Être situé et, si nécessaire, protégé de manière à éviter tout dommage causé par des causes externes prévisibles.
・ Suivre les instructions du fabricant concernant la relation de position entre l'actionneur et le corps principal du dispositif de verrouillage.
・ Ne pas utiliser le dispositif comme butée mécanique (sauf autorisation du fabricant).
・ Ne pas créer d'espace dans la protection où une partie du corps humain pourrait pénétrer et provoquer un accident, en raison d'un mauvais alignement de l'installation.
・ Installer le dispositif de manière solide afin de garantir son bon fonctionnement.
・ Pour les dispositifs de verrouillage de type 2, prévoir un cache anti-poussière ou un autre moyen au niveau de l'ouverture par laquelle l'actionneur est inséré, ou installer le dispositif dans une orientation qui empêche la poussière de pénétrer par l'ouverture, afin d'éviter la contamination et la détérioration des pièces de la machine dues à la poussière.

Exigences relatives à l'installation des actionneurs

Afin de minimiser le risque de desserrage ou de déplacement d'un dispositif de sa position d'installation correcte pendant sa durée de vie prévue, les exigences suivantes doivent être respectées :
・ Assurer une installation fiable et exiger l'utilisation d'outils (Remarque 4) pour desserrer les fixations des actionneurs. Remarque 4) Un outil improvisé tel qu'une pièce de monnaie ou une lime à ongles ne peut être considéré comme un outil.
・ Empêcher le desserrage spontané de l'actionneur.
・ Être situé et, si nécessaire, protégé de manière à éviter tout dommage dû à des causes externes prévisibles.
・ Ne pas utiliser l'actionneur comme butée mécanique (sauf autorisation du fabricant).
・ Installer l'actionneur de manière solide afin de garantir le bon fonctionnement de ses mouvements.

Si la performance globale d'arrêt du système est ≥ au temps d'accès et qu'un dispositif de protection interverrouillé avec verrouillage est requis, certaines conditions doivent être remplies pour démarrer une fonction dangereuse de la machine. Autrement dit, les deux conditions suivantes doivent être remplies : la porte doit être fermée et verrouillée.

Par exemple, comme le montre la figure 5, le contact permettant de détecter l'état de la porte (ouverte/fermée) et le contact permettant de détecter l'état du verrou (verrouillé/déverrouillé) connectés en série peuvent satisfaire ces conditions.

Alternativement, la mise en place d'un contact NC, qui ne fonctionne que lorsque la porte est fermée et verrouillée, dans la structure d'un interrupteur de verrouillage permettra également de satisfaire ces conditions.

Ce type de circuit, qui ne peut démarrer une fonction dangereuse de la machine que lorsque la porte est fermée et verrouillée, porte la marque de surveillance du verrouillage illustrée à la figure 8.

Comme stipulé dans la norme ISO 12100, lorsque des mesures de sécurité ont été prises à la suite d'évaluations des risques, il est important de vérifier qu'elles ne créent pas un nouveau danger. Cela s'applique également dans les cas où un dispositif de protection interverrouillé avec verrouillage de sécurité est nécessaire pour des raisons de sécurité. Lorsque la performance d'arrêt globale du système est ≥ au temps d'accès et qu'un dispositif de protection verrouillé avec blocage est installé pour empêcher les personnes de s'approcher jusqu'à ce que la fonction dangereuse de la machine soit arrêtée, il est nécessaire de vérifier que l'installation n'a pas créé un nouveau danger. Il existe une grande variété de machines, petites et grandes, et celles qui nécessitent une attention particulière sont les grandes machines équipées d'un dispositif de protection verrouillé avec blocage suffisamment grand pour accueillir un corps humain entier. Pour ces grandes machines, il est nécessaire de vérifier que le verrouillage du dispositif de protection avec verrouillage ne crée pas un nouveau danger en piégeant un ouvrier ou un technicien de maintenance dans la machine.

Si un tel nouveau danger peut être créé, la machine doit être équipée d'une « fonction de déverrouillage d'urgence » permettant de déverrouiller le dispositif de protection depuis l'extérieur en cas d'urgence et d'une « fonction de déverrouillage d'évacuation (Figure 9) » permettant de déverrouiller le dispositif de protection depuis l'intérieur. En outre, pour faire face à une situation dans laquelle un dispositif de protection verrouillé avec verrouillage de sécurité tombe en panne et doit être déverrouillé de l'extérieur, la « fonction de déverrouillage auxiliaire (figure 10) » peut être nécessaire.

Résistance au verrouillage contre une force statique et résistance au verrouillage contre une force dynamique

Lorsqu'un dispositif de protection verrouillé nécessite un verrouillage, la résistance au verrouillage du dispositif de verrouillage doit être vérifiée. En effet, si une force supérieure à la valeur spécifiée pour la résistance au verrouillage endommage le mécanisme de verrouillage, une personne sera exposée à une fonction dangereuse de la machine en marche. Pour éviter une telle situation, il est nécessaire de choisir un interrupteur de verrouillage de type serrure dont les spécifications répondent à la force de verrouillage requise, en tenant compte de facteurs tels que le poids de la porte et la puissance utilisée pour la déplacer (déplacement par la force humaine, par un moteur, etc.). Il convient de noter que les spécifications des interrupteurs de verrouillage indiquent généralement la force de verrouillage contre une force statique. La valeur spécifiée pour la force de verrouillage représente une valeur qui indique la force maximale qu'il peut supporter lorsqu'une force est appliquée lentement dans le sens d'ouverture de la porte en position verrouillée.

Par exemple, lorsqu'une porte est fermée avec force, le rebond ou les vibrations de la machine peuvent exercer des forces dynamiques sur le mécanisme de verrouillage, mais ces forces dynamiques ne sont pas prises en compte dans les valeurs spécifiées pour la force de verrouillage. Par conséquent, si le rebond ou les vibrations de la machine se produisent de manière répétée lors du fonctionnement réel de la machine à la suite de la fermeture forcée de la porte, ces forces dynamiques pourraient entraîner des dysfonctionnements inattendus ou endommager le mécanisme de verrouillage, même si les forces dynamiques sont inférieures à la valeur spécifiée pour la force de verrouillage. Pour remédier à cela, il est nécessaire de concevoir une machine qui minimise le rebond ou les vibrations de la machine qui se produisent lorsque la porte est fermée avec force. Il est également important, pour des raisons de sécurité, d'examiner comment le mécanisme de verrouillage est endommagé en cas de défaillance.

Avant de concevoir la machine, il est recommandé d'examiner si la machine s'arrête (défaillance sûre), si elle ne s'arrête pas (défaillance dangereuse) ou si les deux cas peuvent se produire en fonction du moment et des circonstances. IDEC propose différents interrupteurs de verrouillage qui prennent en compte les modes de défaillance en cas d'endommagement du mécanisme de verrouillage. Veuillez sélectionner les produits adaptés à vos applications.

Interrupteurs de verrouillage à enclenchement

Les dispositifs de verrouillage peuvent être désactivés pour diverses raisons. Par exemple, les utilisateurs peuvent vouloir désactiver un dispositif de verrouillage afin de pouvoir utiliser la machine pour effectuer des réglages tout en laissant la porte ouverte, afin de pouvoir travailler sans avoir à ouvrir et fermer fréquemment la porte, et afin d'améliorer l'efficacité du travail, car les problèmes/défaillances d'un dispositif de verrouillage entraînent des arrêts fréquents de la machine. Cependant, le contournement d'un dispositif de verrouillage peut compromettre la sécurité du travailleur et entraîner un risque nettement plus élevé d'accidents imprévus.

C'est pourquoi il est important d'empêcher le contournement des dispositifs de verrouillage. La première consiste à améliorer la conception et les processus de fonctionnement de la machine, par exemple en la rendant plus facile à utiliser, afin que l'incitation à la contourner soit fondamentalement moins susceptible de se présenter.

Deuxièmement, s'il est difficile d'éliminer l'incitation à la contourner, les mesures spécifiées pour chaque type de dispositif de verrouillage, comme indiqué dans le tableau 3, permettront d'empêcher le contournement de manière raisonnablement prévisible.

Remarque) Contournement des dispositifs de verrouillage tenté manuellement ou à l'aide d'objets facilement disponibles. Cela inclut le retrait du corps principal d'un dispositif de verrouillage ou d'un actionneur à l'aide d'outils nécessaires à l'utilisation prévue de la machine ou d'outils facilement disponibles (c'est-à-dire un tournevis, une clé, une clé hexagonale, une pince). Les objets facilement disponibles comprennent des objets utilisés dans la vie quotidienne, tels que des vis, des aiguilles, des morceaux de métal, des clés, des pièces de monnaie, du ruban adhésif, de la ficelle et du fil de fer, ainsi que des actionneurs de rechange.

Remarque) Les mesures supplémentaires prises pour éviter toute défaillance en termes de position ou de méthode d'installation d'un dispositif de verrouillage (①-1 à ①-3) doivent être examinées quant à leur efficacité une fois la machine installée sur le terrain.

Les dispositifs de verrouillage sont des composants liés à la sécurité du système de commande (SRP/CS) d'une machine, d'un sous-système ou d'un élément de sous-système d'un

système de commande électrique lié à la sécurité (SRECS). Ils peuvent présenter les niveaux de performance requis (PLr) ou les catégories nécessaires spécifiés dans une norme de sécurité individuelle spécifique à la machine afin d'empêcher l'activation de fonctions dangereuses de la machine lorsque la porte est ouverte. Veuillez vérifier la norme de sécurité individuelle spécifique à la machine concernée.

Pour plus d'informations sur les niveaux de performance et les catégories requis, veuillez cliquer sur le lien ci-dessous :