Brevet FR2464803A1 — publié le 19810320

La présente invention concerne un procédé pour la programmation de robots par action volontaire sur leurs organes mobiles et les robots pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait qu'il est courant de programmer les robots, notamment ceux dits de manipulation, par enregistrement des déplacements de leurs organes mobiles, sur lesquels on agit volontairement, pour leur communiquer des mouvements que l'on désire les voir reproduire par la suite. Une telle action volontaire est jusqu'à présent effectuée manuellement. Dans le cas de robots à organes mobiles légers et à masse compensée, cette programmation manuelle ne souleve pas trop de difficultés. En revanche, lorsque ces organes mobi-les présentent des masses importantes, la programmation manuelle est pénible à effectuer et peu précise, à cause des effets d'inertie. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un procédé et un dispositif permettant de procurer une assistance de programmation, dont l'objet principal est d'annuler les efforts de déplacement des organes du robot. L'objet est également de rechercher un effet de précision dans la rapidité, en laissant subsister une partie "sensitive" sur l'élément de commande, pour que l'opérateur puisse apprécier le dosage de l'effort à fournir, ou restant à fournir, pour atteindre son objectif dans les limites temps- espace de l'instant de programmation. A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la programmation d'un robot par enregistrement des déplacements d'au moins un de ses organes mobiles, sur lequel on agit volontairement pour lui communiquer des mouvements qu'on désire le voir reproduire par la suite en fonctionnement automatique, ce robot comportant à cet effet au moins un capteur de déplacement dudit organe mobile, une mémoire pour enregistrement des indications dudit capteur, un comparateur pour, en fonctionnement automatique, comparer lesdites indications enregistrées et les indications actuelles du capteur et pour commander l'actionnement dudit robot à partir d'une source de puissance, est remarquable en ce que l'on prévoit, solidaire dudit organe mobile un dispositif de commande d'assistance comportant un élément mécanique de saisie d'informations nécessaire pour traduire la volonté de l'opérateur et un élément de conversion en signaux électriques des commandes données audit élément de saisie d'informations et en ce que, lors de ladite programmation, lesdits signaux électriques provenant de l'élément de conversion sont appliqués à l'une des entrées du comparateur, dont l'autre entrée est reliée audit capteur. Ainsi, les déplacements de l'organe mobile lors de la programmation ne sont plus uniquement dus à l'action manuelle et à la force physique de l'opérateur, mais sont engendrés par la source de puissance, qui jusqu'à présent n'était utilisée qu'en fonctionnement automatique. La programmation est donc plus facile et plus précise. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention sera réalisée. Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement le procédé actuellement connu par la programmation manuelle de robots de manipulation. Les figures 3, 4 et 5 illustrent schématiquement le procédé selon l'invention. Un robot de manipulation comporte au moins un organe mobile, par exemple un bras, qui doit se déplacer séquentiellement en fonction du déroulement des opérations à effectuer, par exemple sur des pièces défilant devant le robot. La programmation d'un tel robot pourrait être théorique, c'est-à-dire que son programme pourrait être déterminé par le raisonnement logique en dehors de tout expérience. Toutefois, pour des raisons d'adaptation et éventuellement de perfectionnement, il est avantageux de programmer les robots de manipulation de façon manuelle. Sur les figures 1 et 2, on a schématiquement illustré l'enregistrement et la lecture d'une telle programmation manuelle connue en ne représentant que les organes du robot intéressés c'est-à-dire l'organe mécanique mobile 1, tel qu'un bras articulé à rotule sur un bâti S, les capteurs 2 (dont un seul est représenté), la mémoire 3, un comparateur 4, des servovalves 5, à enroulement de commande 6, (dont une seule est représentée) et une source 7 de fluide sous pression.- Sur ces figures, on n'a représenté que les liaisons fonctionnelles actives, les liaisons inertes pendant l'enregistrement et la lecture n'étant pas représentées. C'est ainsi que pendant la phase d'enregistrement de programmation seules deux liaisons sont établies : à savoir une liaison mécanique 8 entre le bras mobile 1 et les capteurs 2 (en traits mixtes) et une liaison électrique 9 entre le capteur 2 et la mémoire 3 (en trait plein). Pour un tel enregistrement, on déplace le bras 1 à la main pour lui faire suivre-les mouvements qu'on désirera lui voir suivre lorsqu'il fonctionnera tout seul. Grace à la liaison 8, ces mouvements actionnent les différents capteurs 2, qui envoient à la mémoire 3, par la liaison 9, des signaux indiquant leur état au cours des mouvements du bras 1. L'état de l'ensemble des capteurs 2 est représentatif desdits mouvements, de sorte que le contenu de la mémoire 3 est également représentatif de ceux-ci. On remarquera que les déplacements du bras 1 , lorsque celui-ci est lourd, nécessitent de grands efforts de la part de l'opéra- teur qui l'actionne. De plus, à cause de l'inertie dudit bras, les déplacements se continuent après que ledit opérateur ait arrêté son action, de sorte que les déplacements enregistrés dans la mémoire 3 ne correspondent pas avec précision à ceux désirés par cet opérateur. Lorsque lesdits déplacements sont ainsi enregistrés dans la mémoire 3, le robot peut fonctionner de lui-même. A cet effet, la liaison 9 est supprimée et on établit une liaison 10 entre la mémoire 3 et l'une des entrées 11 du comparateur 4, ainsi qu'une liaison 11 entre les capteurs 2 et l'autre entrée 13 dudit comparateur. Le comparateur 4 compare donc les mouvements désires emmagasines dans la mémoire 3 et les mouvements réellement suivis par le bras 1 (fournis par les capteurs 2) et délivrent à sa sortie un signal de correction, qui par une liaison 14 est appliqué aux enroulements 5 des servovalves 6. En fonction de ce signal de correction, les servovalves 6 commandent le passage du fluide sous pression dans la liaison 15 entre la source 7 et le robot, cette liaison 15 alimentant l'organe moteur (non représenté), tel qu'un vérin, susceptible de déplacer le bras 1. Le bras 1 est donc obligé d'exécuter les mouvements enregistrés dans la mémoire 3, lors de l'opération d'enregistrement illustré par la figure 1. Pour éviter les inconvenients mentionnés ci-dessus lors de cette opération d'enregistrement connue, on prévoit conformément à l'invention, directement sur le bras 1, un élément de commande d'assistance 16 (voir les figures 3 et 4) comportant un organe mécanique 17, tel qu'un levier à rotule,destiné à saisir et à traduire la volonté de l'opérateur pour le déplacement du bras 1, et un convertisseur 18 transformant les déplacements de l'organe mécanique 17 en signaux électriques représentatifs de ces déplacements. Grâce à la présence de l'élément 16, l'enregistrement de la programmation des déplacements du robot est fortement facilitée, tout en étant plus précise. Selon le procédé de l'invention, pour l'enregistrement d'une telle programmation (voir la figure 3), on établit la liaison 9 prévue dans la technique antérieure au moment de l'enregistrement (voir la figure 1), mais, de plus, on établit les liaisons 12, 14 et 15 prévues par la technique antérieure au moment du fonctionnement en lecture du robot (voir la figure 2). En revanche, on supprime la liaison 10, mais on relie la sortie du convertisseur 18 à l'entrée 11 du comparateur 4 par une liaison électrique 19. Ainsi, l'opérateur actionnant le levier 17, par exemple à la manière d'un manche à balai,dans la direction désirée pour le déplacement du bras 1 et avec une amplitude correspondant à ce déplacement, le convertisseur 18 fournit un signal électrique représentatif du déplacement désiré pour ledit bras. Ce signal est comparé dans le comparateur 4 avec le signal des capteurs 2 représentant le déplacement réellement effectué et le bras 1 se déplace sous l'action du fluide de la source 7, par l'intermédiaire des éléments ou liaisons 14, 5, 6 et 15. Dans le procédé conforme à l'invention, l'effort de déplacement du bras 1 lors de l'enregistrement est donc fourni par la source 7 et non plus par la force physique de l'opérateur. Comme pour le cas de la figure 1, les déplacements dudit bras 1 sont enregistrés dans la mémoire 3 grâce aux liaisons 8 et 9. Afin de donner à l'opérateur actionant le levier 17 une idée de l'effort exercée par la source 7 pour actionner le bras 1, on peut introduire un retard, par exemple grâce à un dispositif à retard 20 disposé dans la liaison 19, de sorte que le bouclage, assuré par le bras 1 entre le levier de commande 17 maintenu par l'opérateur et la fonction finale dudit bras, est retardé. L'action du dispositif de la figure 3 est tel que le bras 1 suit avec retard le déplacement du levier 17 tant que celui-ci est maintenu écarté de sa position neutre et s'arrête dès que le levier revient à cette position neutre. Comme le montre la figure 4, le fonctionnement en lecture du robot selon l'invention, est semblable à celui de la technique connue (figure 2) après suppression des liaisons 19 et 9 et établissement de la liaison 10. A des fins de clarté de l'exposé, sur la figure 3, on n'a représenté qu'un seul capteur 2 commandé par le dispositif 16 En réalité, il existe plusieurs capteurs 2 et la figure 5 montre le cas de quatre capteurs pour l'enregistrement. A chacun de ceux-ci sont associés une liaison 8, une liaison 9, un comparateur 4 et une électrovanne 6 , mais chaque comparateur a une de ses entrées reliée à la liaison quadruple 19. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la programmation d'un robot par enregistrement des déplacements d'au moins un de ses organes mobiles, sur lequel on agit volontairement pour lui communiquer des mouvements qu'on désire le voir reproduire par la suite en fonctionnement automatique, ce robot comportant à cet effet au moins un capteur de déplacement dudit organe mobile, une mémoire pour l'enregistrement des indications dudit capteur, un comparateur pour, en fonctionnement automatique, comparer lesdites indications enregistrées et les indications actuelles du capteur et pour commander l'actionnement dudit robot à partir d'une source de puissance, caractérisé en ce que l'on prévoit, solidaire dudit organe mobile,un dispositif de commande d' assistance comportant un élément mécanique de saisie d'informations nécessaire pour traduire la volonté de l'opérateur et un élément de conversion en signaux électriques des commandes données audit élément due saisie d'informations et en ce que, lors de ladite programmation, lesdits signaux électriques provenant de l'élément de conversion sont appliqués à l'une des entrées du comparateur, dont l'autre entrée est reliée audit capteur. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit un retard dans la réponse de la source de puissance à l'action sur ledit élément de saisie d'informations. 3.- Robot pouvant être programmé conformément au procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, monté solidaire dudit organe mobile, un dispositif décommande d'assitance comportant un élément mécanique de saisie d'informations nécessaire pour traduire la volonté de l'opérateur et un élément de conversion en signaux électriques des commandes données audit élément de saisie d'informations. 4.- Robot selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un dispositif à retard est prévu en aval dudit élément de conversion.