Brevet FR2510778A1 — publié le 19830204

SYSTEME DE COMMANDE POUR ROBOT SEQUENTIEL On connaît les automates programmables qui Xtablissent une bijection entre un langage d'électricien pour la commande des relais et un langage machine de microprocesseur. Ces appareils sont utili sés pour la commande de dispositifs électromécaniques. On connatt également les claviers, organe d'entrée de microprocesseur dont les représentations sur chaque touche sont mnémotechniques de l'opération effectue. Par exemple, une montre dessinée sur une touche signifie que cette touche doit être pressée pour la programmation d'une temporisations etc.... Ces systèmes ont l'inconvénient de ne pas être applicables, d'une manière simple et directe, aux déplacements dans l'espace de travail d'un robot manipulateur. L'invention permet d'éviter ces inconvénients. En effet, il est prévu un dispositif de touches représentant le volume de travail du robot, et des points sur les touches donnent les positions successives que peut prendre l'outil terminal. Il est réalisé un clavier de programmation dont las différentes touches représentent les pointe extrêmes ou intermédiaires du volume de travail du robot. Ces points figurent sur une représentation perspective les liant par des traits repères, et assurant ainsi une bijection simple et mnémotechnique entre las commandes et les dXpla- cements effectifs du robot dans le volume de travail. Pour des volumes de travail simples comme celui que nous evons testé avec un robot manipulateur pneumatique 8 touches peuvent suf firme. La commande séquentielle développée pour tester la présente invention permet de commander tout manipulateur commercial pourvu de 5 axes maximum. Les actionneurs du robot peuvent être pneumati ques, hydrauliquas ou électriques. La figure 1 représente la vue du clavier de programmation et de commande. On peut remarquer que la range de touches du haut concerne des touches de fonction supplémentaires. La deuxième rangés comprend les fonctions après poignet: rotation droite, rotation gauche, ouverture pince, fermeture pince. Les huit autres touches font partie intégrante d'un schéma présentant l'aire de travail du manipulateur dont ses positions extrêmes. Cette disposition combinée evec le dispositif de commande permet une utilisation extrêmement simplifiée, supprime la préparation du travail au bureau des méthodes. La figure 2 représente un autre ces plus complexe de cinématique de robot. On rencontre ce genre de configuration dans le cas, par exemple, de chargement et extraction de pièces thermoplastiques sur presses à injecter. On notera que certaines touches sont grisées; cela correspond à des touches factices qui n'ont aucune action sur le système mais qui permettent de conserver la trame d'ensemble. Il est prévu une réalisation soit par un assemblage de touches individuelles comportant un logement à leur partie supérieure pour le logement d'une étiquette. L'ensemble des étiquettes représente- rait le volume de travail en perspective. Des témoins lumineux sont disposés sous la touche et permettent un éclairage de celle-ci lorsque la fonction représentée est activée. Selon une autre variante de l'invention, on utilise un clavier très plat dont la surface externe est prévue pour recevoir une impression. La figure 3 représente le schéma général de fonctionnement du système de commande séquentiel. Le clavier repère 6 et l'affichage repère 5 sont reliés à un circuit d'interface repère 7. Un microprocesseur repère 8 est connecté aux mémoires vives repère 9 et à une mdmoire non volatile repère 10. Un interface pour communication avec l'extérieur du système repère 10 est prévu. Cet interface peut etre utilisé pour la procédure de "poignée de main" avec un autre système, ou pour liaison avec un vidéo d'affichage, mémoire additionnelle, etc.... Un interface d'entrée repère 12 permet de donner les informations captées par les fins de course. Un interface de sortie repère 13 assure la liaison entre le microprocesseur et les bobines des distributeurs repère 16. Il est bien entendu qu'en cas de fonctionnsment par actionneur Blectrique cela correspondrait à l'alimentation des moteurs. Dans le cas présent, ctest un vérin pneumatique repère 17 qui a été représentÉ. Pour le prototype de la présente invention, nous avons utilisé les circuits suivants: unité du processeur central (CPU) 8085 - décodeur d'adresse 8205 - mémoires 8755, 8355, SI 55; ces mémoires font également office d'entrées-sorties Décodeur pour clavier et afficheur 74 LS 156 et 8279 L'ensemble de marque INTEL (Californie) Pour l'interface de sortie, chaque mise en pression d'uns ex tremité d'un vérin s'effectue par un distributeur 4 voies 5 orifices commandé par deux bobines de pilotage Il 8 été utilisé en entrée et en sortie des coupleurs optoélectroni- quss classiques. Organisation des programmes: ce robot est séquentiel. On aura une action ou un mouvement donné seulement à deux conditions: - que les conditions d'entrées soient réunies - que la phase précédente soit terminés. - On a donc: Le microprocesseur devra donc réunir ces cpnditions avant de lancer la nouvelle phase. Ces conditions changeant pour chaque phase, il faut que le programme de commande comporte une partie universelle. par suite, le programme complet entré en mémoire comprend deux parties: une partie propre à chaque application, et une deuxième partie qui elle, est immuable quel que soit le système à commander. On distingue: un sous programme particulier à chaque applica- tion. On peut le modifier ou le changer complètement par entrée clavier. Ce n'est pas programme que l'on appelle par un "CALL" mais un emplacement mémoire où phase après phase on a noté toutes les informations utiles à cette phase, comme. la position - atteindre, si l'on veut une temporisation auquel cas de tel coefficient. Donc, une sorte de fichier auquel le microprotesseur aurait accès progressivement au fur et à mesurs que le cycle se déroule. - Un programme général quelle que soit l'application. C'est le moniteur; il gère le fichier de renseignements, pour chaque phase il attend que les conditions d'entrée soient réunies pour entrer dans la nouvelle phase, et autorise les sorties, temporisations ou autres demandées dans le sous programme. Procédure de programmation: 1)- Définition du cycle à effectuer: on écrit à la suite, pour cha que phase, les deux signes qui: composent l'instruction. Position à atteindre: on -utilise--les touches de D à e de le fa çon suivante: position à attaindre touche 0 à 7 @rientation - état de la pinca touche 8 à 8. Exemple: Position à obtenir = position indiquée par l'astérisque sur la schéma avec la pince farmés et étant @n retournement droi te. Cela donne instruction pour rette phase: @8 Temporisation - Dn-psut temporiser une instruction dB position à atteindre ou une commande extérieure. L'instruction est placée devant celle de "position à atteindre" ou de "commande extérieure". On l'écrit avec deux signes, comme les autres: E (touche 'dessin horloge) indique la temporisation. Un chiffre de 1 à F pour le coefficient de temporisation (N). La temporisation obtenue sera NX 0,2 exprimé en secondes, avec A = 10 B = 11, C = 12, on peut le laisser en hexadécimal ou indiquer clairement sur le clavier les chiffres correspondant. Exemple: temporisation de 7 seconde de la phase prise en exemple précédemment 1/0,2 = 5 - dont N = 5. On écrit E5 puis 08. Remarque: quant une phase comporte une temporisation, c'est la fin de cette temporisation qui détermine le passage à la phase suivante, et non l'état des fins de courses. Contournement simple d'obstacles: il est obtenu par le dispositif en utilisant une durée de temporisation plus courte que le temps né cessaire pour atteindre la butée. La figure 4 montre la cinématique obtenus: à partir du point 19 on veut aller en 21 mais sans s'approcher trop du point 20. Une pre- mière variante consiste à faire après 08, El, 18,58. Une deuxième variante consiste à diviser en quatre, suivant la figure 4, les temps correspondans aux différentes approches, puis à considérer l'appui répété 2, 3 ou 4 fois comme un ordre de temporisation pour obtenir l'approche plus ou moins prgs du point 20 par incrément de l'ordre de 25% de la distance. Attente d'entrées ext@rieures: indiquer dans l'ordre D (touche entrées ext.) le numéro d'entrée extérieurs. Exemple: attente de l'entrée repérée 1 instruction correspondante Dl Commande extérieure de sorties: si l'on veut commander un ou des sorties extérieures (autres queleas mouvements du robot) il faut indiquer: C (touche commanda ext.) B code ds la ou des sorties demandées suivant la correspondance suivante:: CODE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F SORTIES 1 * * * * * * * * 2 * * * * * * 3 * * * * * * * * 4 * * * * * * * * La figure 5 représente un exemple de réalisation suivant la prK- sente invention d'un pupItre de commande. Avec le clavier ci-avant décrit repère 23. Le bloc clés contact repère 22 avec le contacteur repère 29 pour lecture, enregistrement manuel. Les différents témoins de fonctionnement repère 30, l'arr8t d'urgence repéra 28. Des touches de fonction complémentaires repère 27 & 25 notamment les servitudes air comprimé, discontacteur général, alimentation circuits de commande, etc.... Un bloc écritoire repère 24 qui servira pour la programmation au départ puis pour le suivi journalier de l'activité du robot. Du fait de la procédure de programmation sans passer par le bureau de méthode, cette disposition d'écritoire a un aspect fonctionnel important. Enfin l'affichage repère 26 qui peut naturellement être étendu par les différents périphériques. Dn notera que, suivant une variante de la présente invention1 on dispose des touches par 4 qui correspondent à un plastron sérigraphie d'une touche pour robot simplet Ce qui permet lors de l'utilisation d'une configuration plus complète d'utiliser. les touches suivant la figure 2. On notera également que, suivant une autre uariante, on peut i6- doubler les touches et implanter un deuxième clavier prs--du.ptincipal pour uniquement les touches numériques de D é 15. La présente invention est prévue pour s'appliquer dans la domaine des automatismes de productions notamment sur les robots séqusntiels. REVENDICATIONS 1)- Système de commande pour robot séquentiel équipé d'un microprocesseur, de mémoires, de-périphériques d'entrées-sorties, caractérisé par un clavier à trame, support d'un graphisme en perspective de la cinéma tique du robot sur plusieurs touches actives. 2)- Système de commande pour robot séquentiel suivant la revendication 1 caractérisé par une procédure de programmation par bijection appa rente et mnémonique entre la cinématique et les peints de passage de cette cinématique représentés sur les touches. 3)- Système de commande pour robot séquentiel suivant la revendication l caractérisé par des touches lumineuses sous la perspective pour sui vi de la programmation, de l'exécution, et de la commande manuelle 4)- Système de commande pour robot séquentiel suivant la revendication 1 caractérisé par un dispositif de temporisation plus. courte quelle temps de parcours pour éviter un point. 5)- Système de commande pour robot séquentiel suivant la revendication 1 caractérisé par un écritoire solidaire du pupttre de-cumniande du robot.