Brevet FR3151405A1 — publié le 20250124

Le système portatif (100) comporte : - une valise (102) ; - un dispositif de traitement de données (106) prévu dans la valise (102) ; et - au moins un module de mesure (108A, 108B, 108C) conçu pour être sélectivement rangé et sorti de la valise (102) et comportant un capteur à induction (110A, 110B, 110C) et un support (112AB, 112C) du capteur à induction (110A, 110B, 110C), ce support (112AB, 112C) présentant un système d’attache (114AB, 114C) conçu pour fixer le module de mesure (108A, 108B, 108C) à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile. Le dispositif de traitement de données (106) est conçu pour déterminer une vitesse de la pièce mobile à partir d’une mesure d’un passage de la pièce mobile à proximité du capteur à induction (110A, 110B, 110C) d’un du ou des modules de mesure (108A, 108B, 108C). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 SYSTEME PORTATIF DE MESURE DE VITESSE ET PROCÉDÉ ASSOCIÉ Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un système portatif de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, et un procédé de mesure associé. Arrière-plan technologique En particulier dans le domaine de l’aéronautique, beaucoup de procédés sont mis en œuvre par des robots. On peut citer par exemple les procédés de métallisation, ou de sablage. Ces robots doivent être contrôlés, en particulier les vitesses de déplacement de leurs pièces mobiles (par exemple, le déplacement de la buse ou bien de la torche plasma). Chaque robot est généralement placé dans une enceinte, également appelée cellule, délimitant une zone où le robot peut évolué sans risque pour les opérateurs travaillant à proximité. Pour mesurer la vitesse de la pièce mobile du robot, la solution communément utilisée est de mesurer manuellement, à l’aide d’un chronomètre, le temps entre deux positions arrêtées de la pièce mobile. Elle est peu précise et dépendante de la réactivité de l’opérateur qui réalise la mesure, et la méthode n’est utilisable que pour les petites gammes de vitesse. De plus, cette mesure ne permet pas de s’affranchir des temps d’accélérations et de décélérations de la pièce mobile du robot qui sont comptabilisés lors de son mouvement de translation, ce qui fausse la mesure. L’autre solution qui peut être mise en œuvre, est l’utilisation d’un traceur laser. C’est un système complet qui permet de tracer dans l’espace les trajectoires du robot, mesurer sa vitesse et son accélération avec une précision extrême. Il a plusieurs inconvénients : son encombrement : le traceur doit être disposé dans la cellule du robot, sur des petites installations, ce n’est tout simplement pas possible ; la nécessité de créer une interface spécifique entre le robot et le réflecteur (prisme réfléchissant fixé au robot pour le contrôle) ; la nécessité de créer et installer une interface de montage pour fixer le traceur dans la cellule robot ; sa portabilité : le système complet est encombrant et nécessite la connexion à un PC puissant équipé d’une licence propriétaire ; son coût de l’ordre de 100k € à 200k € selon le fournisseur et les options retenues ; et sa difficulté de prise en main : l’utilisation de ce système s’adresse à du personnel bien formé avec de solides connaissances en métrologie Il peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif de mesure qui permette de s’affranchir d’au moins une partie des problèmes et contraintes précités. Il est donc proposé un système portatif de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, comportant : une valise ; un dispositif de traitement de données prévu dans la valise ; et au moins un module de mesure conçu pour être sélectivement rangé et sorti de la valise et comportant : un capteur à induction, et un support du capteur à induction, ce support présentant un système d’attache conçu pour fixer le module de mesure à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile ; le dispositif de traitement de données étant conçu pour déterminer une vitesse de la pièce mobile à partir d’une mesure d’un passage de la pièce mobile à proximité du capteur à induction d’un du ou des modules de mesure. Ainsi, le dispositif portatif selon l’invention est facilement transportable, déployable sur une large variété de cellules de robots (petites à grandes), facile à installer et sans création d’interface de montage spécifique. L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible. De façon optionnelle, le système portatif comporte deux modules de mesure comportant chacun un boîtier auquel le capteur à induction de ce module de mesure est fixé, le support est commun aux deux modules de mesure et comporte une glissière sur laquelle les deux boîtiers sont montés coulissant, et le dispositif de traitement de données est conçu pour déterminer une vitesse linéaire à partir des mesures du passage de la pièce mobile devant chacun des deux capteurs à induction. De façon optionnelle également, le système d’attache comporte au moins un aimant fixé à la glissière. De façon optionnelle également, la glissière présente une graduation et chacun des deux boîtiers présente un repère pour repérer une position du capteur à induction sur la graduation, afin d’en déduire une distance entre les deux capteurs à inductions, le système portatif comporte en outre une interface homme-machine permettant de fournir au dispositif de traitement de données la distance entre les deux capteurs à induction, et le dispositif de traitement de données est conçu pour déterminer la vitesse de la pièce mobile à partir de cette distance. De façon optionnelle également, le dispositif de traitement de données est conçu pour déterminer une vitesse de rotation de la pièce mobile à partir des mesures de deux passages consécutifs de la pièce mobile devant le capteur à induction d’un du ou des modules de mesure. De façon optionnelle également, la pièce fixe est un trépieds et dans lequel le système d’attache est conçu pour fixer le module de mesure au trépieds. De façon optionnelle également, le système portatif comporte une interface homme-machine permettant de fournir au dispositif de traitement de données un identifiant du robot et de la pièce mobile du robot, et le dispositif de traitement de données est conçu pour comparer la vitesse mesurée avec une plage de vitesses autorisées associée à l’identifiant et pour fournir, au travers de l’interface homme-machine, une alerte si la vitesse mesurée est en-dehors de la plage de vitesses autorisées. De façon optionnelle également, le système portatif comporte en outre un palpeur à contact conçu pour être monté sur la pièce mobile du robot. De façon optionnelle également, le système portatif comporte en outre une batterie d’alimentation électrique du dispositif de traitement de données et/ou du ou des capteurs à induction. Il est également proposé un procédé de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, comportant : une sortie d’au moins un module de mesure rangé dans une valise, le module de mesure comportant un capteur à induction, et un support du capteur à induction, ce support présentant un système d’attache ; une fixation du système d’attache à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile ; et une détermination, par un dispositif de traitement de données prévu dans la valise, d’une vitesse de la pièce mobile à partir d’une mesure d’un passage de la pièce mobile à proximité du capteur à induction d’un du ou des modules de mesure. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue en trois dimensions d’un exemple de dispositif portatif selon l’invention, la est un schéma électrique simplifié du dispositif portatif de la , la est un schéma bloc d’un exemple de procédé selon l’invention de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, pouvant être mis en œuvre par le dispositif portatif de la , la est une vue de côté d’éléments du dispositif portatifs de la , et la est un schéma bloc d’un exemple de procédé selon l’invention de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, pouvant être mis en œuvre par les éléments de la . Description détaillée de l’invention En référence à la , un exemple d’un dispositif portatif 100 selon l’invention va à présent être décrit. Le dispositif portatif 100 est conçu pour mesurer une vitesse d’une pièce mobile d’un robot. Le dispositif portatif 100 comporte tout d’abord une valise 102. Le dispositif portatif 100 comporte en outre, dans la valise 102, un dispositif de traitement de données 106. Le dispositif portatif 100 comporte en outre au moins un module de mesure 108A, 108B, 108C conçu pour être sélectivement rangé et sorti de la valise 102 pour être utilisé. Chaque module de mesure 108A, 108B, 108C comporte un capteur à induction 110A, 110B, 110C, et un support 112AB, 112C du capteur à induction 110A, 110B, 110C. Le support 112AB, 112C présente un système d’attache 114AB, 114C conçu pour fixer le module de mesure 108A, 108B, 108C à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile dont la vitesse est à mesurer. La pièce fixe fait par exemple partie d’une cellule entourant le robot. Par exemple, le dispositif portatif 100 comporte deux modules de mesure 108A, 108B comportant chacun un boîtier 116A, 116B auquel les capteurs à induction 110A, 110B sont respectivement fixés. Le support 112AB est alors commun aux deux modules de mesure 108A, 108B et comporte, en plus des boîtiers 116A, 116B, une glissière 118 sur laquelle les deux boîtiers 114A, 114B sont montés coulissant. Dans ce cas, le système d’attache 114AB comporte par exemple au moins un aimant fixé à la glissière 118. La glissière 118 présente par exemple une graduation 122 et chacun des deux boîtiers 116A, 116B présente un repère 124A, 124B pour repérer une position du capteur à induction 110A, 110B le long de la graduation, afin d’en déduire une distance d entre les deux capteurs à inductions 110A, 110B. En complément ou bien à la place des modules de mesure 108A, 108, le dispositif portatif 100 comporte par exemple un module de mesure 108C avec le système d’attache 114C faisant partie du support 112C du capteur à induction 110C. Le système d’attache 114C est par exemple conçu pour fixer le module de mesure 108C à un trépied servant de pièce fixe placée à proximité de la pièce mobile dont la vitesse est à mesurer. Le dispositif portatif 100 peut en outre comporter un palpeur à contact 126 conçu pour être monté sur une pièce mobile afin de vérifier la répétabilité du positionnement de la pièce mobile du robot. Le dispositif portatif 100 comporte en outre par exemple une interface homme-machine 128. Le dispositif portatif 100 comporte en outre par exemple des liaisons filaires 130A, 130B, 130C connectant respectivement les capteurs à induction 110A, 110B, 110C au dispositif de traitement de données 106. De préférence, ces liaisons filaires 130A, 130B, 130C sont enroulées sur des bobines 132A, 132B, 132C respectives pour faciliter le rangement dans la valise 102. En référence à la , le système de traitement de données 106 comporte par exemple un microcontrôleur 202, comme le microcontrôleur Arduino. Le dispositif portatif 100 comporte en outre de préférence une batterie 204 d’alimentation électrique du dispositif de traitement de données 106 et/ou des capteurs à induction 108A, 108B, 108C. Le dispositif portatif 100 peut en outre comporter un interrupteur 206 pour sélectivement allumer et éteindre les capteurs à inductions 108A, 108B, 108C et/ou un interrupteur 208 pour sélectivement allumer et éteindre le palpeur à contact 106. En référence à la , un exemple d’un procédé de mesure 300 selon l’invention, va à présent être décrit. Dans le procédé de mesure 300, la vitesse à mesurer est une vitesse linéaire. Au cours d’une étape 302, un opérateur apporte le dispositif de mesure 100, dans lequel les modules de mesure 108A, 108B sont rangés. Au cours d’une étape 304, l’opérateur sort la glissière 118 avec les modules de mesure 108A, 108B de la valise 102. Au cours d’une étape 306, l’opérateur fixe les modules de mesure 108A, 108B à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile au moyen du système d’attache 112AB, par exemple en utilisant les aimants contre une partie métallique de la pièce fixe. La pièce fixe fait par exemple partie d’une cellule entourant le robot. Au cours d’une étape 308, l’opérateur déplace les modules de mesure 108A, 108B sur la glissière 118, par exemple en les éloignant l’un de l’autre le plus possible, et détermine grâce à la graduation 122 la distance d entre les deux capteurs à induction 110A, 110B. Au cours d’une étape 310, l’opérateur utilise l’interface homme-machine 128 pour fournir un identifiant du robot et de la pièce mobile dont la vitesse est à mesurer. Au cours d’une étape 312, la pièce mobile passe successivement devant les capteurs à induction 110A, 110B, comme illustré sur la . Les capteurs à induction 110A, 110B détectent le passage (par exemple un front montant généré par le capteur à induction 100A, 100B) et transmettent au dispositif de traitement de données chacun une mesure de ce passage. Au cours d’une étape 314, le dispositif de traitement de données 106 détermine la vitesse de la pièce mobile à partir des mesures du passage de la pièce mobile devant chacun des deux capteurs à induction 110A, 110B. Plus précisément, le dispositif de traitement de données 106 détermine des instants de mesure T1, T2 et en déduit un intervalle de temps ΔT entre les mesures : ΔT = T2 – T2. Le dispositif de traitement de données 106 détermine alors une vitesse V de la pièce mobile du robot en divisant la distance d par l’intervalle de temps ΔT : V = d / ΔT. Au cours d’une étape 316, le dispositif de traitement de données 106 compare la vitesse V avec une plage de vitesses autorisées associée à l’identifiant reçu. Au cours d’une étape 318, le dispositif de traitement de données 106 fournit, au travers de l’interface homme-machine 128, la vitesse V mesurée, ainsi qu’une alerte si la vitesse V mesurée est en-dehors de la plage de vitesses autorisées. En référence à la , un exemple d’un procédé de mesure 500 selon l’invention, va à présent être décrit. Dans le procédé de mesure 500, la vitesse à mesurer est une vitesse de rotation. Au cours d’une étape 502, un opérateur apporte le dispositif de mesure 100, dans lequel les modules de mesure 108C est rangé. Au cours d’une étape 504, l’opérateur sort le module de mesure 108C de la valise 102. Au cours d’une étape 506, l’opérateur fixe le module de mesure 108C à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile au moyen du système d’attache 112C, par exemple à un trépied qu’il aura préalablement placé. Au cours d’une étape 508, l’opérateur utilise l’interface homme-machine 128 pour fournir un identifiant du robot et de la pièce mobile dont la vitesse est à mesurer. Au cours d’une étape 510, la pièce mobile passe successivement devant le capteur à induction 110C. À chaque passage, le capteur à induction 110C détecte ce passage et transmet au dispositif de traitement de données 106 une mesure de ce passage. Au cours d’une étape 512, le dispositif de traitement de données 106 détermine la vitesse de rotation de la pièce mobile à partir des mesures du passage de la pièce mobile devant le capteur à induction 110C. Plus précisément, le dispositif de traitement de données 106 détermine un nombre de passages (par exemple fronts montants générés par le capteur à induction 100C) pendant un temps prédéfini, par exemple 60 secondes, et en déduit une vitesse de rotation V’ de la pièce mobile du robot. Au cours d’une étape 514, le dispositif de traitement de données 106 compare la vitesse de rotation V’ avec une plage de vitesses autorisées associée à l’identifiant reçu. Au cours d’une étape 516, le dispositif de traitement de données 106 fournit, au travers de l’interface homme-machine 128, la vitesse de rotation V’ mesurée, ainsi qu’une alerte si la vitesse de rotation V’ mesurée est en-dehors de la plage de vitesses autorisées. Il apparaît clairement qu’un dispositif portatif tel que celui décrit précédemment permet une installation facile sur une large variété de cellules de robots. On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Système portatif (100) de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, comportant : une valise (102) ; un dispositif de traitement de données (106) prévu dans la valise (102) ; et au moins un module de mesure (108A, 108B, 108C) conçu pour être sélectivement rangé et sorti de la valise (102) et comportant : un capteur à induction (110A, 110B, 110C), et un support (112AB, 112C) du capteur à induction (110A, 110B, 110C), ce support (112AB, 112C) présentant un système d’attache (114AB, 114C) conçu pour fixer le module de mesure (108A, 108B, 108C) à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile ; le dispositif de traitement de données (106) étant conçu pour déterminer une vitesse de la pièce mobile à partir d’une mesure d’un passage de la pièce mobile à proximité du capteur à induction (110A, 110B, 110C) d’un du ou des modules de mesure (108A, 108B, 108C). Système portatif (100) selon la revendication 1, comportant deux modules de mesure (108A, 108B) comportant chacun un boîtier (116A, 116B) auquel le capteur à induction (110A, 110B) de ce module de mesure (108A, 108B) est fixé, dans lequel le support (112AB) est commun aux deux modules de mesure (108A, 108B) et comporte une glissière (118) sur laquelle les deux boîtiers (116A, 116B) sont montés coulissant, et dans lequel le dispositif de traitement de données (106) est conçu pour déterminer une vitesse linéaire à partir des mesures du passage de la pièce mobile devant chacun des deux capteurs à induction (110A, 110B). Système portatif (100) selon la revendication 2, dans lequel le système d’attache (114AB) comporte au moins un aimant fixé à la glissière (118). Système portatif (100) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la glissière (118) présente une graduation (122) et chacun des deux boîtiers (116A, 116B) présente un repère (124A, 124B) pour repérer une position du capteur à induction (110A, 110B) sur la graduation (122), afin d’en déduire une distance ( d ) entre les deux capteurs à inductions (110A, 110B), comportant en outre une interface homme-machine (128) permettant de fournir au dispositif de traitement de données (106) la distance ( d ) entre les deux capteurs à induction (110A, 110B), et dans lequel le dispositif de traitement de données (106) est conçu pour déterminer la vitesse de la pièce mobile à partir de cette distance ( d ). Système portatif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de traitement de données (106) est conçu pour déterminer une vitesse de rotation de la pièce mobile à partir des mesures de deux passages consécutifs de la pièce mobile devant le capteur à induction (110C) d’un du ou des modules de mesure (108C). Système portatif (100) selon la revendication 5, dans lequel la pièce fixe est un trépieds et dans lequel le système d’attache (114C) est conçu pour fixer le module de mesure (108C) au trépieds. Système portatif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant une interface homme-machine (128) permettant de fournir au dispositif de traitement de données (106) un identifiant du robot et de la pièce mobile du robot, et dans lequel le dispositif de traitement de données (106) est conçu pour comparer la vitesse mesurée avec une plage de vitesses autorisées associée à l’identifiant et pour fournir, au travers de l’interface homme-machine (128), une alerte si la vitesse mesurée est en-dehors de la plage de vitesses autorisées. Système portatif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comportant en outre un palpeur à contact (126) conçu pour être monté sur la pièce mobile du robot. Système portatif (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant en outre une batterie (204) d’alimentation électrique du dispositif de traitement de données (106) et/ou du ou des capteurs à induction (110A, 110B, 110C). Procédé (300 ; 500) de mesure de vitesse d’une pièce mobile d’un robot, comportant : une sortie (304 ; 504) d’au moins un module de mesure (108A, 108B, 108C) rangé dans une valise (102), le module de mesure (108A, 108B, 108C) comportant un capteur à induction (110A, 110B, 110C), et un support (112AB, 112C) du capteur à induction (110A, 110B, 110C), ce support présentant un système d’attache (114AB, 114C) ; une fixation (306 ; 506) du système d’attache (114AB, 114C) à une pièce fixe située à proximité de la pièce mobile ; et une détermination (314 ; 512), par un dispositif de traitement de données (106) prévu dans la valise (102), d’une vitesse de la pièce mobile à partir d’une mesure d’un passage de la pièce mobile à proximité du capteur à induction (110A, 110B, 110C) d’un du ou des modules de mesure (108A, 108B, 108C).