Brevet FR2879314A1 — publié le 20060616

La présente invention concerne un dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication qui comprend au moins une machine, ledit dispositif comprenant, d'une part, des moyens de programmation de données, notamment sous la forme d'un atelier logiciel, ces données étant destinées à être transmises à un automate conçu apte à interpréter lesdites données afin qu'elles soient exécutées par ladite machine et, d'autre part, un organe de commande dudit automate. L'invention entre dans le domaine de la robotique industrielle, en particulier la gestion automatique de machines, de robots et de dispositifs péri-robotiques sur une chaîne de fabrication. A ce propos, les dispositifs péri-robotiques se présentent généralement sous la forme de périphériques réalisant différentes opérations annexes sur la chaîne de fabrication, par exemple la vérification de la qualité du produit, l'emballage ou l'acheminement de ce dernier, le contrôle de l'accès à l'enceinte de sécurité dans laquelle un robot se déplace, l'ouverture ou la fermeture d'un sas etc. L'invention vise préférentiellement la gestion d'une chaîne de production de taille variable comprenant des petites machines séquentielles ou numériques et trouvera son application dans tout domaine de fabrication, plus précisément dans le domaine de la plasturgie. De manière générale, une chaîne de fabrication comprend au moins une machine destinée à réaliser une tâche prédéfinie. Pour ce faire, les manoeuvres et les déplacements de tout ou partie de ladite machine et de ses dispositifs péri-robotiques sont commandés par un automate. Un automate est constitué de manière connue par un ensemble électronique permettant d'interpréter, en ordres exécutables par la machine, et en particulier un robot, des commandes envoyées par un organe de commande. L'automate traduit les commandes en instructions en langage machine exécutable par cette même machine ou par un robot, l'automate ayant une relation maître/esclave avec ladite machine. Cet ensemble électronique se présente sous la forme de nombreuses cartes, de type circuit imprimé, servant de supports à des composants électroniques. Cet ensemble électronique est destiné à interpréter lesdites commandes et est relié à d'autres éléments pour le contrôle de la machine comme, par exemple, une armoire de puissance qui alimente la machine et les dispositifs péri-robotiques, des moteurs, des variateurs pour le contrôle des axes numériques d'un robot, souvent au nombre de trois pour permettre le déplacement selon les axes vertical et horizontal, etc. L'automate a donc pour rôle de piloter la machine ou le robot et les dispositifs péri-robotiques. L' organe de commande joue le rôle d' interface homme/machine et se compose généralement d'un pupitre de commande permettant, en outre, la mise sous tension et l'arrêt de l'automate et des machines qui lui sont asservis, ainsi que le lancement ou l'arrêt du cycle de fabrication. Un premier inconvénient que pose un tel dispositif réside dans la complexité de l'automate, en particulier les connexions entre ce dernier et le pupitre de commande ainsi que les nombreuses cartes nécessaires à l'interprétation des commandes et compatibles uniquement avec un type de machine ou robot donné. Les commandes sont programmées au préalable au travers d'un atelier logiciel distinct pour être ensuite transmises à l'automate, de manière générale par téléchargement de l'atelier logiciel vers l'automate, où elles seront interprétées. La programmation des commandes destinées à être exécutées par la machine s'effectue sur des ordinateurs distincts et requiert des logiciels lourds et coûteux. De plus, une fois les commandes transmises audit automate, leurs modifications nécessitent le téléchargement de l'ensemble des données qui viennent remplacer les anciennes commandes. Cette procédure présente les inconvénients d'être lente et susceptible de ralentir le cycle de fabrication, voire de provoquer l'arrêt de ce dernier. Un autre inconvénient résulte du fait que les données sont traitées avant transmission, notamment par une opération de type compilation des données pour les transcrire en langage exécutable par l'automate, la machine ou le robot, et qu'il est alors impossible de les modifier sans les données sources, à partir des seules données transmises à l'automate. Pour pallier ces inconvénients, des dispositifs ont été imaginés pour réaliser une programmation à la volée qui offre la possibilité de transmettre en temps réel des commandes modifiées vers l'automate. Pour ce faire, les dispositifs connus permettent à l'atelier logiciel de transmettre à l'automate uniquement la partie modifiée des données composant les commandes et d'interpréter ou d'exécuter ces commandes au cycle suivant d'exécution. Toutefois, ce type de programmation à la volée est envisagé dans un dispositif, de type commande numérique, qui est généralement complexe d'utilisation, lourd à mettre en oeuvre et coûteux afin d'être compatible avec tout type d'automate. L'invention tente de résoudre les problèmes posés par l'état de la technique en proposant d'intégrer l'automate et l'atelier de programmation à l'organe de commande. Pour ce faire, l'invention vise un dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication qui comprend au moins une machine, ledit dispositif comprenant, d'une part, des moyens de programmation de données, notamment sous la forme d'un atelier logiciel, ces données étant destinées à être transmises à un automate conçu apte à interpréter lesdites données afin qu'elles soient exécutées par ladite machine et, d'autre part, un organe de commande dudit automate, caractérisé par le fait que l'organe de commande intègre lesdits moyens de programmation et ledit automate. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, ledit organe de commande se présente sous la forme d'un pupitre de commande portable. Avantageusement, ledit organe de commande est une interface homme/machine. De préférence, ledit organe de commande est constitué d'une monocarte. Particulièrement, ledit organe de commande comprend des moyens conçus aptes à sélectionner et modifier les états de la chaîne de fabrication et les commandes à programmer au travers des moyens de programmation ou à interpréter au travers dudit automate. Avantageusement, lesdits moyens de programmation se présentent sous la forme d'un atelier logiciel conçu apte à programmer et modifier tout ou partie des commandes afin qu'elles soient exécutées en temps réel, notamment avant, après ou pendant un cycle de fabrication. De préférence, ledit organe de commande comprend des moyens conçus aptes à afficher]Lesdites commandes, notamment un écran plat couleur rétro éclairé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 15 ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention. L'invention vise un dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication, en particulier une chaîne de fabrication de produit comprenant au moins une machine ainsi que des dispositifs péri-robotiques. Plus particulièrement, cette machine peut se présenter sous la forme de tout organe en mouvement, intégrant ou non au moins un axe numérique. Elle peut préférentiellement se présenter sous la forme d'au moins un robot. Le dispositif selon l'invention trouvera tout particulièrement son application dans la gestion d'une chaîne de production de taille variable comprenant des petites machines séquentielles ou numériques. A ce propos, l'automatisme séquentiel consiste en un enchaînement répétitif de tâches pour former un cycle de fabrication. Cette chaîne de fabrication est pilotée par un utilisateur au travers d'un organe de commande. Cet organe de commande joue le rôle d'interface homme/machine et permet à l'utilisateur de mettre sous tension ou hors tension tout ou partie de la chaîne de fabrication, en particulier le robot et les dispositifs péri-robotiques. I1 permet d'effectuer les opérations classiques sur:La chaîne, comme lancer, arrêter ou interrompre à n'importe quel moment un cycle de fabrication. Dans le dispositif selon l'invention, cet organe de commande intègre un automate conçu apte à interpréter les données fournies par l'utilisateur en ordres exécutables par la machine ou le robot. Les instructions issues de cette interprétation sont transmises à une armoire de puissance enfermant les moyens d'approvisionnement en énergie de la machine ou du robot et de la chaîne de fabrication, les variateurs pour le contrôle des axes numériques du robot etc. A ce propos, l'organe de commande est relié à la machine ou au robot, par l'intermédiaire de l'armoire de puissance, au travers d'un réseau utilisant une technologie de bus de terrain connu de type CAN BUS. Cette technologie particulière est connue et est notamment utilisée pour les systèmes embarqués, par exemple dans le domaine automobile, et permet de relier l'organe de commande à une ou plusieurs machines ou aux dispositifs péri-robotiques tout en gardant le temps de communication nécessaire à la transmission des instructions. L'intégration de l'automate dans l'organe de commande peut s'effectuer au niveau logiciel et permet de faciliter considérablement la conception d'un tel automate, faisant ainsi l'économie des cartes, constituées de circuits imprimés et de composants électroniques, coûteuses et complexes à concevoir, ainsi que des liaisons filaires entre l'automate et, notamment, les variateurs ou les autres constituants. Les commandes transmises à l'automate sont programmées au travers de moyens de programmation qui peuvent être du type d'un atelier logiciel. Afin d'éviter les problèmes précédemment évoqués, en particulier la difficulté de modifier un programme ou une suite de commande déjà introduite au niveau de l'automate, le dispositif selon l'invention intègre les moyens de programmation directement dans l'organe de commande. De plus, la programmation des commandes peut s'effectuer de manière connue au travers de moyens de programmation de type connu, par exemple un atelier logiciel, et distinct. Les commandes ainsi programmées peuvent ensuite être transmises, par exemple par téléchargement, aux moyens de programmation intégrés à l'organe de commande. Ceci permet une plus grande flexibilité de la phase de programmation qui peut s'effectuer hors site et être finalisée sur cible. L'intégration d'un atelier logiciel dans l'organe de commande permet une programmation à la volée des commandes et une transmission en temps réel de ces données vers l'automate. Tout ou partie des commandes peut ainsi être modifiée et exécutée avant, après ou pendant un cycle de fabrication. En outre, la présence des données sources avant compilation, sur cible, permet d'implémenter ou de modifier directement les commandes, sans avoir à recevoir les instructions d'un atelier logiciel distant. La combinaison de l'automate et de l'atelier logiciel, intégrés au sein de l'organe de commande, permet d'améliorer considérablement le temps de transfert des commandes. Les modifications et l'exécution de ces dernières peuvent alors s'effectuer en temps réel. Cette combinaison permet aussi d'optimiser les cycles de fabrication par une programmation sur site. En particulier, l'exécution des commandes par le robot peut s'effectuer pas à pas lors de la phase de programmation par l'utilisateur, offrant ainsi un meilleur contrôle du cycle de fabrication et de sa programmation. De plus, l'utilisateur n'a plus recourt à des moyens distincts, comme un ordinateur portable, une station de travail distante ou des moyens de transfert de données, qu'il était nécessaire de connecter à l'automate pour la transmission des commandes. L'organe de commande se présente sous la forme d'un pupitre portable par un utilisateur. Ce pupitre est doté de moyens de sécurité en accord avec les normes officielles en vigueur. Ce pupitre intègre donc les moyens de programmation ainsi que l'automate et il joue le rôle d'interface homme/machine entre l'utilisateur et la chaîne de fabrication. Ce pupitre est constitué d'une monocarte, faisant ainsi l'économie des cartes, circuits imprimés et composants électroniques généralement utilisés pour un automate classique. L'organe de commande comprend en outre des moyens d'affichage et de visualisation des commandes et des moyens de sélection. Les moyens d'affichage et de visualisation peuvent se présenter sous la forme d'un écran plat qui offre l'avantage d'être moins consommateur en énergie et de ne pas émettre de rayonnement électromagnétique. Cet écran peut être prévu couleur, rétro éclairé et avec un affichage sur un angle permettant une vision par plusieurs utilisateurs. Cet écran peut être prévu tactile pour offrir des moyens de sélection et de navigation supplémentaires. Les moyens de sélection permettent de changer l'état de la chaîne de fabrication en autorisant l'utilisateur à effectuer des opérations classiques, comme, notamment et de façon non limitative, la mise sous tension ou le lancement de la chaîne de fabrication ou l'arrêt des cycles de fabrication. De plus, ces moyens sont conçus aptes à sélectionner, au travers d'une interface logicielle appropriée, des outils permettant la programmation de commandes destinées à être transmises à l'automate sous forme de programme ou de suite d'instructions. La programmation des commandes inclut la possibilité de modifier en temps réel tout ou partie des commandes après leur transmission à l'automate, comme implémenter la valeur de déplacement du robot, la vitesse d'exécution d'un mouvement, le délai d'une temporisation, etc. Le dispositif selon l'invention trouvera son application dans tout type d'industrie, tout particulièrement dans la plasturgie et la préhension du produit à la sortie d'une presse à injecter. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication qui comprend au moins une machine, ledit dispositif comprenant, d'une part, des moyens de programmation de données, notamment sous la forme d'un atelier logiciel, ces données étant destinées à être transmises à un automate conçu apte à interpréter lesdites données afin qu'elles soient exécutées par ladite machine et, d'autre part, un organe de commande dudit automate, caractérisé par le fait que l'organe de commande intègre lesdits moyens de programmation et ledit automate. 2. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit organe de commande se présente sous la forme d'un pupitre de commande portable. 3. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit organe de commande est une interface homme/machine. 4. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit organe de commande est constitué d'une monocarte. 5. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit organe de commande comprend des moyens conçus aptes à sélectionner et modifier les états de la chaîne de fabrication et les commandes à programmer au travers des moyens de programmation ou à interpréter au travers dudit automate. 6. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de programmation se présentent sous la forme d'un atelier logiciel conçu apte à programmer et modifier tout ou partie des commandes afin qu'elles soient exécutées en temps réel, notamment avant, après ou pendant un cycle de fabrication. 7. Dispositif de gestion d'une chaîne de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit organe de commande comprend des moyens conçus aptes à afficher lesdites commandes, notamment un écran plat couleur rétro éclairé.