Brevet FR2544097A1 — publié le 19841012

La présente invention concerne un robot industriel avec des dispositifs d'entraînement pour des mouvements à au moins un degré de liberté, avec des capteurs de mesure pour la position de consigne et avec des systèmes de réglage pour chaque entraînement effectif selon le degré de liberté, qui réagissent aux signaux des capteurs de mesure, avec des dispositifs pour la détection de signaux de référence des capteurs de mesure pour les positions réglables de chaque entraînement selon le degré de liberté, et avec des dispositifs de limitation du mouvement de chaque entraînement sur le degré de liberté. Dans de nombreux cas, il faut limiter les gammes de basculement, les courses de travail, les gammes de mouvement et analogues de robots industriels, parce que cela est nécessaire pour des raisons de sécurité, parce que des obstacles se présentent, pour éviter les sur- charges, ou bien pour tenir compte d'autres raisons. Ces problèmes ne se posent pas lorsque la gamme de travail, que le robot a dans chaque degré de liberté, peut être totalement parcourue sans qu'aucun problème ne se pose. Normalement, cela n'est pas le cas. On sait actuellement limiter les courses de travail, les mouvements de basculement autour d'axes et autres mouvements que de tels robots réalisent, au moyen de butées. Cependant, de telles butées mécaniques posent divers problèmes D'abord, les butées doivent être très résistantes lorsque la puissance de travail du robot est importante, car autrement les butées peuvent être dépla- cées ou détruites par le mouvement du robot Un autre problème se pose dans le cas de robots industriels ayant plusieurs degrés de liberté, car dans ce cas, l'angle permis de basculement ou bien l'espace de travail dans un degré de liberté peut dépendre du mouvement dans d'autres degrés de liberté Si divers travaux doivent être accomplis par le robot, les butées doivent être souvent déplacées, ce qui est non seulement une tâche très fastidieuse et fatigante, mais cela amène également des risques énormes du point de vue sécurité Les problèmes sont d'autant plus importants que le programme du robot doit être plus souvent changé. Des problèmes identiques se posent lors de "l'ajustement" des axes du robot Par "ajustement" on comprend le processus par lequel on fait concorder la position mécanique zéro d'un axe d'entraînement et la position zéro de l'indicateur qui lui est associé. Avec l'utilisation d'indicateurs de valeurs absolues, cette mesure n'est nécessaire qu'une seule fois (par exemple après le changement d'un indicateur) Avec l'utilisation d'indicateurs de mesure à fonctionnement périodique ou cyclique, qui seront désignés ci-après par indicateur de mesure relative; en particulier pour des indicateurs ou capteurs incrémentiels (générateurs d'impulsions), cette mesure est nécessaire à chaque nouvelle mise en-circuit de la commande. Comme les indicateurs ou capteurs de mesure précis et à haute résolution en conception de valeur absolue sont très chers et sont de grande dimension, on utilise principalement, dans la pratique, les indica- teurs de valeur relative, en particulier indicateurs incrémentiels moins onéreux et plus petits Ainsi, l'ajustement devient une tâche à accomplir relativement fréquemment Lbspace de liberté de mouvement qui, dans de nombreux cas d'utilisation, est limité par les conditions externes, ne permet pas, la plupart du temps, d'utiliser le point zéro habituel courant de l'indicateur utilisé pour la production de la position souhaitée de référence, parce que, par exemple, cette position angulaire peut se trouver totalement dans une zone qui ne doit pas être parcourue par le bras du robot parce qu'un obstacle peut par exemple se trouver là, par exemple un pilier Dans ce cas, avec les dispositions tradition- nelles, l'indicateur doit être détaché et, en s'écartant de la position normale, l'indicateur doit être tourné de façon qu'un ajustement soit possible dans une zone praticable. La présente invention a pour tâche d'améliorer un robot industriel du type ci-dessus mentionné de façon que la limitation de son espace de travail puisse être entreprise sur l'axe d'entraînement correspondant à au moins un degré de liberté et que l'établissement d'une valeur modifiée de référence puisse être entrepris plus facilement et-de manière plus sûre. La solution selon l'invention réside dans le fait que le robot industriel présente, pour la position de chaque entraînement selon le degré de liberté, un indicateur de valeur absolue et un indicateur de valeur relative avec plusieurs marques de référence à i'inté- rieur de la zone de travail, et un premier et un second circuit à fenêtre électronique réagissant au signal de l'indicateur de valeur absolue, qui produisent un premier signal de sortie lorsque le signal de l'indicateur de valeur absolue se trouve dans une gamme prédéterminée de position, et un deuxième signal de sortie lorsque le signal de l'indicateur de valeur absolue se trouve en dehors de cette gamme, et des dispositifs pour régler la position de la gamme de position pour les deux circuits à fenêtre et la largeur de-la gamme de position pour le premier circuit à fenêtre sont prévus, et la disposition est prévue de façon que la gamme de positions du deuxième circuit à fenêtre se trouve à l'intérieur de celle du premier. Dans le robot selon l'invention, on prévoit. donc un indicateur de valeur absolue pour l'entraînement ou chaque entraînement du degré de liberté ou des degrés de liberté qui ne doit pas indiquer la position instanta- née à une précision démesurée Le réglage précisse produit plutôt à l'aide de l'indicateur de valeur rela- tive Au signal de l'indicateur de valeur absolue ne réagissent qu'un premier et un second circuit à fenêtre. Ces circuits n'appliquent, à l'entraînement du robot, des N signaux de déblocage que lorsque la position du robot se trouve dans cet axe d'entraînement et qu'ainsi le- signal de l'indicateur de valeur absolue se trouve entre une très petite valeur réglée et une plus grande- valeur réglée Dans tous les autres cas, un signal est émis par lequel le robot est arrêté dans son fonctionnement automatique ou bien dans le cas dé non détection du signal de référence, le Passage en fonctionnement automa- tique est empêché Le premier circuit à fenêtre règle la gamme permise de travail Le deuxième circuit à fenêtre a une largeur relativement plus petite et à toujours constante Si le robot accomplit un mouvement avec un axe d'entraînement sur le degré de liberté correspondant, à un moment quelconque le signal-de. l'indicateur de valeur absolue dépasse la zone de fenêtre du deuxième circuit à fenêtre, puisque cette zone se trouve à l'intérieur de la zone de fenêtre du premier circuit à fenêtre, c'est-à-dire dans la gamme permise de travail pour un axe d'entraînement de ce degré de liberté Dès qu'a commencé le dépassement de la zone de fenêtre du deuxième circuit, ce circuit applique un signal de sortie au circuit de commande, en raison duquel le signal de marque de référence suivant de l'indicateur de valeur relative est traité en tant que position de référence o respectivement impulsion de référence Bien entendu, il n'est pas nécessaire que l'indicateur de valeur relative émette dés impulsions réelles; il est cependant très utile de transformer au moins ses signaux de sortie sous une forme impulsionnelle. Si le robot se déplace de plus en plus loin sur les axes d'entraînement de ce degré de liberté, à un moment quelconque, le signal de l'indicateur de valeur absolue quitte la zone de fenêtre du premier circuit à fenêtre Dans ce cas, le signal de sortie du circuit à fenêtre, qui est appliqué au circuit de commande,est modifié de façon que le robot soit arrêté pour éviter de l'endommager. Des dispositifs de ce type peuvent être utilisés pour chaque degré de liberté d'un tel robot D es circuits correspondants sont dans ce cas nécessaires pour chaque axe d'entralnement de chaque degré de liberté Pour chaque programme il faut établir les positions de fenêtre et les largeurs de fenêtre des deux circuits à fenêtre, ce qui peut être effectué à l'aide de régulateurs dans l'armoire de commande et cela est donc bien plus simple que le déplacement de butées ou de capteurs de mesure pour la modification de la position du zéro sur le robot lui-même On obtient un avantage considérable par le fait que le réglage ou l'ajustement de la fenêtre peut être effectué automatiquement, lorsque des disposi- tifs sont prévus pour une modification programmable de la position et de la largeur de la fenêtre Si le robot accomplit des mouvements programmés, on peut en tout moment établir, à l'aide du programme,de nouvelles largeur et position de fenêtre, donc on est assuré en tout moment que le robot ne s'écartera pas de la gamme de mouvement sur un degré de liberté. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel: la figure unique montre une forme de réalisa- tion de l'invention. Au système de mouvement d'un degré de liberté, par exemple dans une direction de poussée ou sur un axe rotatif sont raccordés un indicateur de la valeur absolue 1 et un indicateur de la valeur relative 2. L'indicateur de la valeur absolue peut par exemple produire un signal analogique qui après amplification et redressement correspond à l'angle de rotation d'un axe. L'indicateur de valeur relative 2 produit par contre une impulsion lorsque le mouvement a progressé, dans le degré de liberté correspondant, sur une étendue déterminée (par exemple 1 mm ou bien une portion prédéterminée d'un degré) Les impulsions de l'indicateur de valeur relative 2 sont ainsi appliquées à la commande 3 de l'entraînement du robot et servent à le guider Par ailleurs, l'indicateur 2 applique, à la commande 3, sur des étendues angulaires qui sont plus grandes que celles mesurées pour la mesure de l'angle, des impulsions spéciales de marques de référence. Les signaux de l'indicateur 1 sont appliqués, par des conduites 9, à un premier circuit à fenêtre 4 et à un second circuit à fenêtre 7 Dans le premier circuit a fenêtre, on peut établir, à l'aide d'un dispositif 5, la position de la fenêtre et à l'aide d'un dispositif 6, la largeur de la fenêtre Si la pièce mobile se trouve dans l'étendue permise et que par conséquent le signal de l'indicateur de valeur absolue 1 a la grandeur correspon- dante, pour laquelle il se trouve à l'intérieur de la fenêtre du circuit 4, un signal de validation ( 1) est appliqué par la conduite 10 à la commande 3 de façon que le robot puisse accomplir les mouvements souhaités. La position de fenêtre du second circuit à fenêtre peut être établie au moyen d'un dispositif 8. La largeur de cette fenêtre a toujoursla même valeur. Au moyen d'une conduite de jonction 13, on s'assure, par des circuits correspondants, que l'étendue de fenêtre du deuxième circuit 7 se trouve à l'intérieur de l'étendue de fenêtre du premier circuit 4. Si le signal de l'indicateur de valeur absolue 1 atteint la zone de fenêtre du deuxième circuit 7, un signal de validation ( 2) est appliquépa'la conduite 11, à la commande 3, et l'impulsion de marque de référence suivante de l'indicateur de valeur relative 2 est utilisée par la commande 3 en tant que marque valable de référence (marque du zéro) De cette façon, le réglage du zéro ou respectivement "l'ajustement" pour touls les axes d'entraînement sur tous les degrés de liberté du robot est facile, si les dispositifs qui viennent d'être décrits sont prévus pour chaque axe d'entraînement de ce degré de liberté. Le réglage de la position de fenêtre et de la largeur de fenêtre peut être produit, en une fois, à la main, pour un programme Lorsque l'on change un programme pour un autre, qui a déjà été utilisé, il est avantageux d'accomplir ce réglage à l'aide d'une mémoire de données 12 d'étendue ou de gamme de travail au moyen de lignes indiquées en pointillé Dans la mémoire sont mémorisées les gammes ou étendues que le robot peut parcourir sur un degré de liberté, lorsqu'il prend, sur les autres degrés de liberté, les positions prédéterminées et pré- établies Le réglage peut ainsi se produire, en cas de nécessité, selon une progression programmée. Les axes mentionnés dans la description qui précède-peuvent être non seulement des axes de rotation mais également des axes de translation. 254409 ? R E V E N D IC A T I O NS 1. Robot industriel avec dispositifs d'entrai- nement pour des mouvements sur au moins un degré de liberté, avec des indicateurs de valeurs mesurées pour la position de consigne et avecdes dispositifs de commande pour chaque entrainement efficace sur un degré de liberté, qui réagissent à des signaux des indicateurs de valeurs mesurées, avec des dispositifs pour la détection de signaux de référence de l'indicateur de valeur mesurée pour positionner, de manière réglable, chaque entraînement selon-le degré de liberté, et avec des dispositifs pour limiter le mouvement de chaque entraînement sur le degré de liberté, caractérisé en ce qu'il présente, pour le positionnement de chaque entraînement sur le degré de liberté, un indicateur de valeur absolue ( 1) et un indicateur de valeur relative ( 2) avec plusieurs marques de référence à l'intérieur de l'étendue de travail et un premier ( 4) et un second ( 7) circuib électroniqu E à fenêtre réagissant au signal de l'indicateur de valeur absolue ( 1), qui produisent un premier signal de sortie lorsque le signal de l'indicateur de valeur absolue ( 1) se trouve dans une gamme prédéterminée de positions, et un deuxième signal de sortie lorsque le signal de l'indicateur de valeur absolue ( 1) se trouve en dehors de cette gamme, des dispositifs ( 5, 6, 8) étant prévus pour le réglage de la position de l'étendue de position pour les deux circuits à fenêtre ( 4, 7) et de la largeur de l'étendue de position pour le premier circuit ( 4), et en ce que la disposition est prévue de façon que l'étendue de position du deuxième circuit ( 7) se trouve à l'inté- rieur du premier ( 4). 2 Robot selon larevendication 1, caractérisé en ce que les indicateurs de valeurs mesurées ( 1, 2), les circuits à fenêtre ( 4, 7) et autres dispositifs ( 3, 5, 6, 8) sont prévus pour des mouvements par des dispositifs d'entratnement sur plusieurs degrés de liberté. 3. Robot selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des dispositifs ( 12) sont prévus pour des modifications programmables de la position de fenêtre et de sa largeur.