Brevet FR2543703A1 — publié le 19841005

La présente invention est relative à un appareillage de commande informatisée pour un robot. La commande informatisée d'un robot est habituellement assurée à l'aide d'un appareillage qui comporte une unité centrale de commande qui est reliée à autant de lignes d'as- servissement qu'il existe de degrés de liberté,chaque ligne d'asservissement comprenant un capteur de position, linéaire ou angulaire et un moyen moteur ou bien un actionneur tel qu'une servo-valve dans le cas par exemple de vérins, ou bien un transistor de commande d'un moteur électrique. L'unité centrale est également reliée à use urememoire de program- me non volatilesqui peut être complétée par des disquettes, des bandes magnétiques, des mémoires à bulles etc,et à une mémoire de consignesnces consignes résultant de la transformation par l'unité centrale des données de programme en valeurs exploitables par les lignes d'asservissement. Des valeurs nouvelles de consignes peuvent hêtre introduites soit par changement des disquettes, bandes etc., ou bien à l'aide d'un organe d'entrée commandé par un opérateur agissant sur un clavier ou sur des leviers de commande,soit à partir des mouvements du robot commandé par un syntaxeur ou autrement. La disposition classique présente l'inconvénient que l'unité centrale est un organe complexe qui doit effectuer tous les calculs y compris ceux qui sont afférents aux consignes en temps réel et par conséquent coûteux Le but de l'invention est de réaliser un appareillage qui puisse etre construit à l'aide d'éléments simples et de prix de revient peu élevé permettant ainsi un allégement apprécable du cout de la partie électronique de robot. La présente invention fournit donc un appareillae commande informatisée pour un robot, comprenant une unité centrale de commandeides moyens d'acquisition de données de consignesune mémoire ,au moins une ligne d'asservissement comprenant un moyen moteur ou actionneur du robot et un capteur de position d'un organe du robot, qui présente la particularité qu'il est en deux parties, a savoir un système robot comprenant une unité centrale de commande du robot reliée à au moins une mémoire et à au moins une ligne d' asservissement,un système micro comprenant une unité centrale de micro reliée à au moins une mémoire et à des moyens d'acquisition de données de consigne,et une liaison entre ces deux systèmes De préférence,ladite liaison est du type série. De préférence aussi, la ou les lignes d'asservissement sont équipées de capteurs du type incrémental Le fait que les capteurs sont du type incrémental a pour résultat qu'on peut stocicer les consignes dans la mémoire sous forme de tableaux de consignes incrémentales, qui sont directement utilisables par le système robot. Avantageusement,l'unité centrale de commande du système micro est capable de transformer des données relatives à une trajectoire géométrique fournies sous forme d'une succession de points élémentaires définis par leurs coordonnées en une trajectoire temporelle définie sous forme d'une succession de points à atteindre dans des intervalles de temps constants, cette transformation étant faite en tenant compte des possi- bilités des organes du robot en ce qui concerne les vitesses et les accélératlons,ces possibilités ayant été au préalable introduites dans une mémoire du système micro et dans ce cas il est naturellement préférable que la trajectoire temporelle soit constituée par un tableau d'incréments correspondant à ceux des capteurs. L'invention va maintenant être exposée plus en détail en s'aidant d'un exemple pratique,non limitatif de réalisation selon l'invention ? illustré à la figure unique,qui est un schéma d'ensemble. La réalisation illustrée à la figure comprend un robot 1 équipé d'un bras articulé 2.,chaque articulation étant équipée d'un moyen moteur constitué ici par un vérin 3 équipé d'une servsOvalve 4,et d'un capteur angulaire 5. Sur la figure on a représenté un seul vérin avee sa servo-valve et un seul capteur,il est évident que toutes les articulations sont équipées de façon analogue. De même le robot peut comporter plusieurs bras,eg l'équipement peut comprendre aussi des capteurs exteroceptifs,c'est-àdire sensibles à des paramètres extérieurs au robot et relatifs à son environnement. Le "système robots 6 comprend une unité centrale de commande 7 reliée à une mémoire de programme 8 et à une mémoire de consignes 9. Un système de commutation 10 permet la saisie des variables relatives aux articulations du robot à un moment donné,par mise en mémoire des valeurs instantannées des capteurs incrémentaux. Ces~valeurs définissent une position dans 11 espace. Le système de commutation 10 constitue aussi une interface pour un syntaxeur ll L'unité centrale 7 est également reliée,par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison 12 formé d'interfaces,à une série de "cartes d'axes " 13, en nombre égal à celui des degrés de libertés (articulations) du robot.Chacune des cartes d'axes,repères I, Il, III,etc. . fait partie de laligne d'asservissement du degré de liberté (articulation) correspondant,et est donc reliée au moyen d'actionnement (ici l'électrovanne 4)et au capteur 5 correspondants. L'unité centrale est également reliée à une unité 14 de gestion et connexion d'une ligne de liaison série 15 qui relie le système robot 6 au "système micro" 17 qu'on va décrire plus loin. L'unité centrale 7 est encore reliée à une horloge 16, qui fournit des signaux à intervalles de temps T constantes (quelques millisecondes). Les capteurs 5 sont du type incrémer tal,c'est-à-dire qu'ils fournissent une impulsion à chaque incrément de déplacement.La totalisation des incréments pendant chaque intervalle de temps T permet à la fois la détermination de la position par sommation et elle fournit directement la valeur de la vitesse0 Les consignes qui sont stockées dans la mémoire 9 sont sous forme de valeurs d'incréments,et l'unité centrale contrôle les mouvements par comparaison,pour chaque intervalle de temps T de I'increment de consigne avec l'incrément fourni par le capteur. Le "système micro" 17(abréviation pour système à microordinateur) comprend lui aussi une unité centrale 18 reliée à une mémoire programme 19,qui peut être chargée par une disquette,une bande magnétique ou une mémoire à bulles,et à une mémoire consignes 20. L'unité centrale 18 du système micro est également reliée, par l'intermédiaire d'un ensemble de liaisons 21 à un organe d'entrée-sortie 22,qui est équipé ici d'un clavier et d'un écran de visualisation. L'unité centrale 18 est encore reliée, à une unité 23 de gestion et connexion à la ligne de liaison série 15. L'unité centrale 18 reçoit les données de programme soit de la mémoire programme 19 soit de l'organe d'entrée 22. Par exemple,elle reçoit une trajectoire formée à partir de "points élémentaires" constituant les points de passage obligatoire,et définis par leurs coordonnées établies à l'aide du clavier de l'organe d'entrée 22,ou introduit à l'aide d'une disquette ou d'une bande magnétique de la mémoire programme. On peut également amener le robot dans des positrons définies successives à l'aide du syntaxeur 1. Pour chacune de ces positions,l'état des capteurs 5 c'estuà dire la somme des incréments qui correspond à la valeur absolue de la position de chaque articulation est transmis,par la ligne 15,au système micro qui transforme ces données en coordonnées. L'unité centrale 18 est disposée pour transformer la trajectoire géométrique ainsi définie en une trajectoire temporelle constituée par la succession des points à atteindre à la fin de chacun des intervalles de temps constants T. Cette transformation est faite à partir des vitesses et des accélérations compatibles avec les caractéristiques du robot et de ses moyens moteurs,caraetéristiques qui sont également stockées dans la mémoire programmée. Cette trajectoire temporelle se trouve finalement sous la forme d'un tableau d'incréments à réaliser pour chaque ligne d'asservissement à chaque intervalle de temps T. Ce tableau est stocké dans la mémoire consignes 20,puis il est transféré,par la ligne 15,vers la mémoire consignes 8 du système robot. On notera que la ligne 15 peut être constituée par une liaison série du type normalise sous la référence "RS 232 C" ou "422 C" ou bien elle peut être constituée par une liaison téléphonique ou une liaison radio moyennant une adaptation convenable des unités de gestion et connexion 14 et 23. Le système robot,dont on a vu la grande simplicité,peut etre monté sur le robot 1 lui-même,ou à proximité,alors que le système micro peut être installé dans un poste de commande ou dans un local de programmation. Le système micro peut être donc installé à une distance importante de l'endroit où opère le robot,et il est même possible d'utiliser un système micro unique pour plusieurs ensembles (robot + système robot)indépendants,d'où une réduction supplémentaire des investissements nécessaires. REVENDICATIONS l.Appareillage de commande informatisée pour un robot (1), comprenant une unité centrale de commande,desmoyensd'ac- quisition de données de consigne ,une mémoire, au moins une ligne d'asservissement comprenant un moyen moteur ou actionneur du robot et un capteur de position d'un organe du robot, caractérisé en ce qu'il est en deux parties, à savoir un système robot (6) comprenant une unité centrale de commande du robot (7) reliée à au moins une mémoire (8,9)et à au moins une ligne d'asservissement (4,5,l3),un système micro (17) comprenant une unité centrale de micro (18)reliée à au moins une mémoire (l,2O) et à des moyens d'acquisition de données de consigne (22),et une liaison (15) entre ces deux systèmes, 2.Appareillage selon la revendication l,caractérisé en ce que ladite liaison (15) est du type série. 3.Appareillage selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que la ou les lignes d'asservissement sont équipées de capteurs (5) du type incrémental 4.Appareillage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité centrale de commande (18) du système micro est capable de transformer des données relatives à une trajectoire géométrique fournies sous forme d'une succession de points élémentaires définis par leurs coordonnées en une trajectoire temporelle définie sous forme d'une succession de points à atteinre dans des intervalles de temps constants,cette transformation étant faite en tenant compte des possibilités des organes du robot en ce qui concerne les vitesses et les accélérations,ces possibilités ayant été au préalable introduites dans une mémoire du système micro. 5.Appareillage selon les revendications 3 et 4,caractérisé en ce que la trajectoire temporelle est constituée par un tableau d'incréments correspondant à ceux des capteurs.