Brevet FR2641223A1 — publié le 19900706

L'invention concerne une ligne de fabrication industrielle automatisée pour le traitement d'un produit disposé sur un chariot mobile enchaîné ou auto-tracté. On connait des chaines de fabrication ou de montage notamment dans l'industrie automobile dans lesquelles, les différentes opérations sont réalisées par des opérateurs qui se déplacent avec la chaîne. On connaît également des lignes de fabrication entièrement robotisées à postes fixes, le chariot portant le produit à traiter se déplaçant automatiquement d'un poste à l'autre quand l'opération est terminée. Dans d'autres cas le chariot est remplacé par un support que saisit un préhenseur pour le porter au poste suivant. La ligne de fabrication selon l'invention se caractérise par le fait qu'elle comporte pour chaque opération un robot monté sur un support mobile et des moyens pour déplacer le robot parallèlement au chariot correspondant, à la même vitesse, selon un parcours dont la durée correspond à l'opération à effectuer. Selon l'invention, chaque robot est programmé pour effectuer son parcours, revenir à la position initiale et se synchroniser sur le chariot suivant pendant une période dont la durée correspond au pas de la ligne, le pas étant l'espace séparant deux chariots consécutifs. Quand les chariots sont enchaînés, il est clair que tous les robots sont programmés pour effectuer des opérations de durées approximativement égales correspondant à la période de la ligne, et que la période doit convenir à l'opération la plus longuei mais il est également possible d'envisager plusieurs opérations effectuées par un ou plusieurs robots siinultanément ou successivement à l'intérieur d'un même pas. Quand les chariots sont auto-tractés, on peut envisager des pas différents parcourus à des vitesses différentes et même des postes fixes à condition de respecter la période. La ligne de fabrication selon l'invention se caractérise également par le fait qu'elle comporte des moyens de détection de position des chariots et des robots et des moyens d'asservissement de la position de chaque robot au chariot correspondant. Avantageusement, le support du robot est déplacé par un moteur linéaire asservi, dont l'asservissement est commandé par un coordinateur qui compare les signaux des détecteurs de position et agit sur l'asservissement pour ajuster la position du robot sur celle du chariot. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: - la Figure 1 représente schématiquement la chaîne de fabrication aux différentes étapes de l'intervention du robot; - la Figure 2 représente schématiquement le système de détection de position et d'asservissement. On voit sur la figure 1 une ligne de fabrication notamment de montage automobile. Les voitures 1 et 2 portées par des chariots 3 et 4 se déplacent sur les rails 5 selon la flèche Fl, pendant que le robot 6 porté par un support 7 effectue une opération qui pourrait être le montage d'un pare-brise. Le support 7 du robot 6 est mobile sur un parcours 8 parallèle au rails 5. La figure 1A représente le début de l'opération sur la voiture 1, la figure 1B représente l'opération en cours de réalisation, la figure 1C montre le retour du robot vers sa position initiale selon la flèche F2 et la figure 1D représente le début de la même opération sur la voiture 2. En se reportant sur la figure 2, on peut voir le véhicule 1 porté par le chariot 3 qui se déplace selon la flèche Fl, entraîné par le moteur asservi 9. Le chariot 3 porte une barres magnétique ou optique 10 portant des inscriptions codées et qui se déplace avec le chariot devant un détecteur fixe 11 qui lit la position instantanée de la barre 10 et transmet ses signaux par l'intermédiaire d'un amplificateur 12 à un coordinateur 13. Le robot 6 porté par un support 7 se déplace parallèlement au chariot 3 entraîné par un moteur linéaire 14 dont l'asservissement 15 est lui-même commandé par le coordinateur 13. Une barre fixe magnétique ou optique 16, disposée parallèlement au moteur linéaire 14 comporte des inscriptions codées identiques à celles de la barre 10 mais disposées en sens inverse. Ces inscriptions sont lues par un détecteur 17 solidaire du robot et les signaux sont dirigés vers le coordinateur 13 à travers l'amplificateur 18. Le coordinateur 13 décode les signaux émis par les deux détecteurs 11 et 17, il emet une tension positive ou négative proportionnelle à l'écart entre les deux signaux, cette tension agit sur l'asservissement 15 du moteur linéaire de manière à annuler l'écart et à synchroniser le robot et le chariot. Les barres magnétiques ou optiques 10 et 16 comportent des inscriptions codées, préférentiellement selon le code SMPTE. Ce code s'exprime en décimal codé binaire et permet à l'aide de quatre vingts bits d'exprimer un temps en trames ou vingtcinquième de seconde, ou encore en cinquantième de trame. Chaque barre comporte une telle inscription tous les vingtcinquième de millimètre de sorte qu'avec un défilement à la vitesse de cinq centimètres par seconde il correspond mille deux cent cinquante lectures par seconde. Ainsi les inscriptions se succèdent sur la barre en augmentant d'un cinquantième de trame. Quand la lecture du détecteur 11 augmente d'un cinquantième de trame en plus ou moins qu'un mille deux cent cinquantième de seconde, l'asservissement du moteur de ligne 9 agit sur l'entraînement pour maintenir constante la vitesse, et l'asservissement du moteur linéaire synchronise la position du robot sur celle du chariot. Il est clair que l'asservissement peut être réglé de manière à lire un cinquantième trame en un temps légèrement différent d'un mille deux cent cinquantième de seconde si on souhaite un défilement plus ou moins rapide. Le robot travaille ainsi avec un précision du vingtcinquième de millimètre. Pour réaliser un assemblage plus précis, i' faudrait pouvoir augmenter le nombre d'inscriptions au r mètre. On pourrait y arriver en définissant un code qui nécessiterait moins de quatre vingts bits par inscription. La barre mobile 10 comporte une inscription particulière 19 de pause vue par le détecteur 11 environ trente secondes après l'origine de la barre; il lui correspond une inscription 19a sur la barre fixe 16 au niveau de laquelle se situe la position d'attente du robot qui dispose ainsi de trente secondes pour effectuer son trajet de retour et sa recherche de la position d'attente. Un interrupteur 20 enclenché au passage par le chariot 3 donne au coordinateur 13 le signal de démarrage du cycle. Deux interrupteurs 21 et 22 disposés en extrémité de parcours du robot enclenchent des signaux d'arrêt de sécurité agissant sur le.moteur 9 par l'intermédiaire d'un relais 23 en cas d'emballement du robot dans un sens ou dans l'autre. D'autres sécurités non représentées peuvent agir de la même manière en cas de défaut de fonctionnement pour arrêter le chariot et le robot. Dans un tel cas, deux solutions peuvent être envisagées selon le programme prévu. L'une consiste & ramener le robot au point de départ et à intervenir manuellement sur le coordinateur à l'aide du pupitre 24 pour effectuer l'opération en cours, l'autre solution consiste à poursuivre l'opération après élimination du défaut à partir du point d'arrêt. Une mémoire centrale 25 relie entre eux tous les coordinateurs 13 afin de synchroniser le fonctionnement des différents postes de traitement de la ligne. Il va de soi que l'invention n'est pas limité au mode de réalisation décrit et représenté, mais au contraire, en couvre toutes les variantes, c'est ainsi qu'on pourrait par exemple envisager d'autres codes de repérage de position ou bien un code dérivé du code SMPTE adapté à chaque cas particulier. On pourrait également remplacer le moteur linéaire par un moteur tournant pour déplacer le support du robot. REVENDICATIONS 1. Ligne de fabrication industrielle automatisée pour le traitement d'un produit (1) disposé sur un chariot (3) mobile enchaîné ou auto-tracté, caractérisée en ce qu'elle comporte pour chaque opération un robot (6) monté sur un support (7) mobile et des moyens (14) poup déplacer le robot (6) parallèlement au chariot correspondant, à la même vitesse, selon un parcours (8) dont la durée correspond à l'opération à effectuer. 2. Ligne de fabrication selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque robot (6) est programmé pour effectuer son parcours (8), revenir à sa position initiale et se synchroniser sur le chariot (4) suivant pendant une période ou durée correspondant au pas de la ligne. 3. Ligne de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (11-17) de détection de position des chariot (3) et des robots (6) et des moyens (13-15) d'asservissement de la position de chaque robot (6) au chariot (3) correspondant. 4. Ligne de fabrication selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque chariot (3) est muni d'une barre (10) magnétique ou optique défilant devant un détecteur fixe (11) propre à lire les références de position codées sur la barre pendant qu'un détecteur (17) identique monté sur le support (7) du robot (6) lit les références de position inscrites dans le sens opposé sur une barre (16) magnétique ou optique fixe, disposée parallèlement au déplacement du robot. 5. Ligne de fabrication selon la revendication 4, caractérisée en ce que le robot (6) est déplacé par un moteur linéaire (14) asservi, dont l'asservissement (15) est commandé par un coordinateur (13) qui compare les signaux des deux détecteurs (11-17) de position et agit sur l'asservissement (15) de manière à synchroniser le déplacement du robot (6) sur celui du chariot (3). 6. Ligne de fabrication selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la barre (10-16) magnétique ou optique comporte des inscriptions en décimal code binaire avec informations de synchronisation, chaque inscription étant composé d'un mot de quatre vingts bits disposé environ tous les vingtcinquième de millimètre.