<Desc/Clms Page number 1>
Appareil pour effectuer, y compris avec des liaisons à distance, des mesures, tests, essais, opérations d'entretien et le relevé de données et de statistiques sur des machines automatiques et/ou des organes de telles machines
La présente invention concerne un appareil destiné à effectuer, y compris avec des liaisons à distance, des mesures, tests, essais, opérations d'entretien et le relevé de données et de statistiques sur des machines automatiques eVou des organes de telles machines.
L'appareil en question a été conçu en particulier pour être connecté à des machines utilisées pour emballer des produits avec un film de matière plastique, dans lesquelles il s'ajoute aux problèmes inhérents au relevé de mesures physiques, de tolérances, de profils et de compatibilité sur des organes et mouvements mécaniques, des problèmes inhérents aux paramètres plus difficilement contrôlables qui sont liés aux films de matière plastique utilisés pour le conditionnement des produits ainsi qu'à l'infinie diversité dimensionnelle et qualitative des produits à emballer.
Les caractéristiques de l'appareil en question et les avantages qui en dérivent ressortent de façon évidente de la description qui va suivre d'une forme préférée de réalisation de cet appareil qui est illustrée purement à titre d'exemple non limitatif, sur les figures des sept planches de dessins annexées sur lesquelles : la figure 1 est une vue en élévation avant de l'appareil, avec différents boutons et avec l'écran ; la figure 2 est un schéma fonctionnel qui montre la composition de l'appareil et un mode possible de raccordement de cet appareil à des éléments extérieurs ;
la figure 3 illustre par un schéma fonctionnel la formation de programmes de travail, tant dans l'appareil selon l'invention que dans la machine d'emballage dont l'appareil devra contrôler le bon fonctionnement, la figure 4 Illustre le schéma fonctionnel des phases de mémorisation dans l'appareil, de données qui proviennent d'une ou de plusieurs machines d'emballage auxquelles Il peut être raccordé successivement dans le temps, ou qui proviennent des organes des machines, et elle Illustre également le transfert
<Desc/Clms Page number 2>
ultérieur des données acquises vers une centrale d'enregistrement, de calcul et de traitement, les figures 5 et 6 illustrent par un schéma fonctionnel deux menus de défilement possibles de l'appareil dans le raccordement à une machine à contrôler ;
la figure 7 illustre un organigramme de l'appareil pendant une intervention d'entretien sur une machine d'emballage ; la figure 8 illustre l'utilisation possible de l'appareil selon t'invention pour le télécontrôle du bon fonctionnement d'une machine d'emballage à laquelle l'appareil est raccordé à demeure.
Il ressort de la figure 1 que l'appareil 1 selon l'invention comprend un boîtier parallélépipédique de petites dimensions 101, sur une paroi duquel sont montés : un écran 2, un groupe 3 de touches numériques (de 1 à 0) ; une touche 4"Enter" (Entrée) pouvant être utilisée comme touche de confirmation, et une touche 104 "Clear" (Effacer) pouvant être utilisée comme touche d'annulation ; et un groupe de touches 5 ayant une fonction"Scroll" (Déplacement) ; un groupe de touches de fonction 6. Dans la phase de visualisation des conseils du tableau de"Help" (Aide), on peut utiliser aussi les deux touches 3 et 4, par exemple, pour sortir de ce tableau.
Le groupe des quatre touches 5, portant des flèches, est utilisé comme suit : les flèches "vers le haut" et "vers le bas" servent normalement à se déplacer entre les options des différents menus et peuvent être utilisées pour incrémenterdécrémenter la valeur dans un champ variable ; les flèches"vers la gauche"et "vers la droite" sont utilisées pour le déplacement d'une page à chaque fois parmi les différentes descriptions ou options de menus, tandis que, si elles sont en cours de modification des champs variables, elles sont utilisées pour se déplacer parmi les différents articles en cours de modification.
Sur la paroi frontale arrière du boîtier 101 et/ou sur ses parois latérales, sont prévues des pnses (non représentées) servant au raccordement fonctionnel de l'appareil dont il s'agit aux éléments mentionnés plus haut.
Dans le boîtier 101, sont logés les organes indiqués dans le schéma fonctionnel de la figure 2 et, plus précisément : - un microprocesseur 7 auquel sont connectées les unités suivantes, - une unité 8 de mémoire EPROM et RAM avec accumulateur électrique en tampon, - une unité 9 pour la gestion d'un calendner 9 apte à mémoriser automatiquement des données et temps d'intervention sur la machine d'emballage, - les connexions à l'écran 2 déjà mentionné.
<Desc/Clms Page number 3>
- les connexions au clavier 4-104-5-6, lui aussi déjà mentionné plus haut ; - une unité 10 pour la gestion des sorties numériques ; - une unité 11 pour la gestion des ports série RS232 et RS485 et d'autres d'un type adapté, avec les protocoles de communication correspondants qui permettent le raccordement à d'autres systèmes intelligents tels que, par exemple, l'ordinateur de conduite de la machine automatique 12 à contrôler, un ordinateur personnel (PC) 13.
L'appareil en question reçoit de son raccordement à la machine
12 la tension nécessaire pour son fonctionnement tandis que, dans le cas où elle est raccordée uniquement au PC, l'appareil sera alimenté par une prise dédiée ; - une unité 14 de gestion de port série RS232 pour le raccordement à une imprimante 15 ; - une unité 16 pour la gestion de signaux d'entrée numériques provenant d'un capteur numérique 17 ; - une unité 18 pour la gestion de signaux analogiques provenant des capteurs correspondants, par exemple d'un capteur LVOT (Linear Variable
Differential Transformer) 19 et d'un capteur magnétique 20 ; - une unité 21 pour la gestion d'un lecteur opto-électronique 22 pour la lecture des codes à barres.
Dans l'unité de mémoire 8 de l'appareil, on trouve déjà, outre le système d'exploitation qui gère toutes les diverses fonctions de l'appareil, des programmes particuliers pour les procédures de test, d'essai ou d'entretien. Il existe aussi la possibilité, comme on l'indiquera ci-après, d'insérer dans l'unité de mémoire 8 des programmes spécifiquement étudiés en fonction des exigences particulières du constructeur des machines automatiques. Comme représenté sur la figure 3, l'appareil est connecté par l'unité 11 de la figure 2 et par un organe de programmation de PROM 23 et une archive de programmes 24, à un ordinateur personnel 13, lequel est aussi connecté à l'ordinateur 1112 de la machine d'emballage 12, par une interface 25 et un organe de programmation de PROM 26.
On voit aussi sur la figure 3 que l'ordinateur personnel 13 est connecté à une bibliothèque 27 de macrosystèmes, à un ensemble 28 de métaprogramme compilateur et liaison, et à un ensemble 29 pour programmes, procédures et sous- programmes de base, à un ensemble 30 pour la personnalisation des programmes du constructeur des machines d'emballage, à un ensemble 31 pour la gestion des messages et des légendes dans les différentes langues
Pour pouvoir réaliser des programmes en fonction d'exigences particulières, on utilisera les fonctions présentes dans la bibliothèque 27 et qui simplifieront
<Desc/Clms Page number 4>
l'écriture des programmes. En même temps, on numénsera tous les messages qui seront utilisés par les divers programmes et qui pourront être gérés dans les différentes langues par les programmes eux-mêmes.
Après la phase d'organisation, lorsqu'un programme a été exécuté, on engendre, par l'unité 24, le programme objet qui sera transféré dans la mémoire EPROM de l'appareil 1 par l'unité 23.
Pour la réalisation du programme de l'ordinateur qui commande le fonctionnement de la machine, le constructeur de la machine d'emballage pourra utiliser son propre système pour engendrer le logiciel de protocole et la gestion de mise en interface, ou encore il pourra se servir d'instruments analogues à ceux considérés sur la figure 3 pour engendrer le protocole de communication nécessaire à la transmission des données et des informations entre l'ordinateur de la machine et celui de l'appareil 1 en question. Les programmes engendrés de cette façon sont faciles à transporter du fait qu'ils sont écrits en langage"C".
Les fonctions présentes dans les bibliothèques 27 du système, par lesquelles le programmeur pourra engendrer les programmes particuliers, peuvent être résumées comme suit : - tests d'entrées numériques ; - tests de sorties numériques ; - tests d'entrées analogiques ; - tests des temps d'intervention ; - tests de grandeurs analogiques et/ou numériques rapportées à une échelle des temps ; - tests de mouvements avec rétro-actions ; - tests spéciaux, par exemple de mesure de la mémoire du ou des film (s) d'emballage, de mesure des dimensions des produits à emballer et autres ; - tests sur le matériel de la machine d'emballage ; - tests automatiques, semi-automatiques et/ou manuels de grandeurs physiques ; - vérification complète des différents appareils qui composent la machine ou de la machine d'emballage complète ;
- impressions personnahsables de différents types, - visualisation de diverses informations de la machine d'emballage ; - visualisation ou modification des variables de la machine, - visualisation en continu des valeurs d'octets, entrées et sorties pouvant être sélectionnées directement par l'opérateur,
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
- possibilité de modifier à volonté n'importe quelle valeur contenue dans une RAM ou les diverses sorties ; - visualisation en continu de grandeurs pouvant être sélectionnées par le client telles que. dimensions du plateau servant à contenir le produit à emballer ; longueur du tronçon de film utilisé, relativement aux dimensions du produit ; allongements et sollicitations auxquels ledit film est soumis ; température ambiante ;
température de la plaque de thermosoudage des pans superposés du film d'emballage, toutes ces grandeurs étant exprimées dans les unités de mesure voulues ; - mise à jour manuelle ou automatique des valeurs de la machine d'emballage - activation de procédures, - possibilité de relever et visualiser le diagramme des phases de la machine ; - exécuter des fonctions de"parcours"qui permettent de mémoriser une séquence d'informations choisie par l'opérateur, lorsqu'il se présente des événements particuliers ou des séquences d'événements qui peuvent être imposés à volonté ; - possibilité d'introduire dans la machine, avec des fonctions aléatoires, des données qui peuvent simuler des défauts de fonctionnement, afin d'exécuter un test sur le logiciel de la machine ; - acquisition de données, statistiques et autres paramètres.
L'appareil en question, avec ses connexions extérieures telles qu'elles ressortent des figures 2 et 3 sera utilisé dans la phase d'étude et de construction de la machine d'emballage, en tirant parti des fonctions du type"parcours"ou du relevé de diagrammes de phase en temps réel ou autres fonctions utiles pour le développement du programme.
Dans la phase du montage des différents organes de la machine, l'appareil permettra une vérification guidée du montage, phase après phase. Les capteurs
17-19-20 permettront de réaliser le nécessaire raccordement physique de l'appareil aux différents organes de la machine et le lecteur opto-électronique 22 permettra d'emmagasiner les données relatives à ces organes montés. A l'aide de l'ordinateur personnel 13, il sera possible d'introduire dans l'appareil et dans le processeur de la machine tous les messages alphanumériques nécessaires.
Dans la phase o'essal de la machine d'emballage construite, l'appareil permettra de mémonser les données utiles ainsi que d'effectuer des vérifications comparatives et des traitements ultérieurs Au moyen de t'imprimante 15, on pourra
<Desc/Clms Page number 6>
imprimer une fiche portant les différentes caracténstiques de la machine construite
L'appareil pourra finalement être utilisé pour l'entretien de la machine d'emballage à laquelle il sera raccordé comme ceci ressort de la figure 2 et, dans ce cas, on réalisera un simple instrument de consultation qui, sur la base des données fournies par la machine, pourra conseiller au préposé à l'entretien les opérations à exécuter pour éliminer la panne de fonctionnement et permettra ensuite d'exécuter une vérification complète de la machine,
qui pourra être mémorisée avec une série d'autres informations et de données qui pourront être ensuite transférées dans une base de données (voir plus loin).
La figure 4 montre comment un même appareil 1 peut être raccordé à plusieurs machines d'emballage 12-112-212-312, y compns dans différentes situations, par exemple alors qu'une machine est en cours de montage, t'autre en phase d'essai, une autre encore en phase de test final et la dernière en phase d'entretien Par le lecteur opto-électronique 22 qui fait partie du groupe des capteurs connectés à l'appareil, on pourra enregistrer dans la mémoire de cet appareil le bloc 32 des données relatives aux organes commerciaux existants en magasin relativement aux machines pour lesquelles l'appareil a été conçu, et les données relatives aux organes montés dans la machine.
Au moyen de l'écran 2 et de l'imprimante 15, on pourra visualiser sur place les données nécessaires, dans des formats personnalisés pour la machine et pour l'opération particulière considérée. A un moment ultérieur, l'appareil 1 pourra être connecté à un ordinateur personnel 13, équipé de son moniteur 113 et de son imprimante 213, pour transférer les données acquises dans les mémoires de masse de l'ordinateur, par exemple, dans une base de données 33 de type technique, dans une base de données 34 de type statistique, et dans une base de données 35 du type administratif et/ou dédiée au magasin de réserve de pièces et d'assistance.
L'appareil utilise des menus à fenêtres, dont certains peuvent être activés et désactivés par l'intermédiaire de mots de passe connectés à l'ordinateur de la machine (voir plus bas) pour faire une discrimination entre les personnes qui peuvent accéder aux différentes fonctions.
Des exemples de menus de défilement des opérations sont indiqués aux figures 5 et 6 Sur la figure 5, la phase 36 indique l'ensemble des données provenant de la machine automatique en cours de travail. La phase 37 indique la visualisation des emballages produits par la machine dans une journée ; la phase 38 indique les situations de "help" pour la machine, de"ok"ou de"warning" (d'avertissement), la phase 39 indique les informations concernant le
<Desc/Clms Page number 7>
dernier emballage exécuté. Sur la figure 6, la phase 40 indique"menu stop presser start ou urgence" ; les phases 37 et 39 sont les mêmes que celles de l'organigramme de la figure 5.
La phase 41 indique"aide sur l'urgence constatée" ; la phase 42 Indique "exécution du test du constructeur de la machine d'emballage" ; la phase 43 indique"consultation des dix dernières erreurs". Si, dans le raccordement à la machine, on a inséré un mot de passe 44 de type technique, le défilement de la figure 6 se poursuit par une phase 45 qui indique"menu complet d'exécution de tests", puis la phase 46 qui indique"menu de fonctions diverses" ; ensuite, par la phase 47, qui indique"menu de machines variables" ; puis, par la phase 48 qui indique"consultation statistique de l'erreur" ; puis, par la phase 46 qui indique"consultation des 10 dernières erreurs" ; puis, par la phase 49 qui indique "menu de mémorisation de l'intervention" ;
puis, par la phase 40 qui indique"menu d'insertion du mot de passe"et, finalement par la phase 51 qui indique "menu d'impression des données statistiques". Si, au contraire, on a inséré dans le raccordement à la machine, un mot de passe 52 de type plus élaboré, destiné à un personnel plus spécialisé que celui qui peut opérer avec le mot de passe précédent 44, on ajoute au défilement des phases 45-46-47-48-43-49-50 et 51, la phase 53 de"menu de fonction ordinateur personnel".
L'opérateur sera guidé dans la séquence des opérations à exécuter par l'aide fournie par les différents capteurs et dispositifs 17-19-20-22 connectés à l'appareil 1 et par les différentes fonctions d'aide qui seront visualisées sur l'écran de l'appareil. Chaque phase de travail sera visualisée sur l'écran 2 et pourra par conséquent être vérifiée, et le travail exécuté pourra être imprimé par l'imprimante 15 et mémorisé, soit dans l'appareil 1, pour des retraitements ultérieurs, soit dans la machine 12, pour la mise à jour de l'historique de son état Comme on l'a dit à propos de l'exemple de la figure 4, l'appareil 1 pourra contenir les programmes et les informations correspondant à des machines de différents types et, dans le domaine d'une même machine,
aux différentes versions de celle-ci. Avec la mémorisation dans l'EPROM (ou RAM mise en batterie ou EEPROM) du code d'identification, de la séné, du numéro de la machine et de la version du logiciel, le programme de l'appareil 1 choisira automatiquement les programmes appropriés, en évitant tout risque d'erreur de la part de l'opérateur
Sur la figure 7, on a Indiqué la séquence des différentes phases de travail d'une éventuelle Intervention d'entretien à la suite d'un défaut de fonctionnement de la machine d'emballage Lorsque l'appareil 1 est raccordé à la machine, comme dans l'exemple de la figure 2, après la phase de démarrage 54, la connexion 55
<Desc/Clms Page number 8>
précitée est habilitée, et Il apparaît, sur l'écran 2 de ce même appareil,
les informations de base 56 qui peuvent être consultées par une fonction de déplacement (touches 5 de la figure 1), si ces fonctions débordent des dimensions d'une page Il apparaît ensuite le code d'erreur 57 qui a provoqué l'arrêt de la machine, avec le détail des informations relatives à cet arrêt. On fait apparaître à la demande les dix derniers incidents 58 qui ont été constatés, dans l'ordre chronologique, et les statistiques 59 d'erreur eVou d'avertissement qui, bien qu'elles n'aient pas bloqué le fonctionnement de la machine, ont en tout cas été détectées par cette dernière. Toujours à la demande, on peut visualiser, comme indiqué en 60, le type d'intervention effectué précédemment, la date d'exécution et l'opérateur qui l'a effectué.
A ce stade, on passe à la phase 61 qui pose interrogation suivante les données acquises sont-elles suffisantes pour pouvoir intervenir ? Dans la négative, ou à sa discrétion, l'opérateur exécute la phase 62 qui prévoit une vérification complète de la machine, en vue de rechercher l'erreur ou les erreurs qui en ont provoqué l'arrêt ou le défaut de fonctionnement. Après cette phase, si les données acquises dans les phases 54 à 60 sont suffisantes, l'appareil visualise, sur l'ordre de l'opérateur la séquence 63 des causes possibles qui ont provoqué le problème puis il visualise la solution ou les solutions 64 à adopter pour résoudre le problème. Si les solutions sont en nombre supérieur à 1, elles sont indiquées dans l'ordre de plus grande probabilité statistique.
A ce point, comme indiqué en 65, l'opérateur exécute les tests suggérés par l'appareil 1 puis, après s'être assuré que le problème ou les problèmes a ou ont été résolu comme indiqué en 66, t'opérateur exécute la réparation, en disposant préalablement sur la machine des capteurs 17-19-20 pour le relevé des données nécessaires, comme ceci a été exécuté dans la phase de montage et d'essai de la machine elle-même. Les parties 67 qui sont remplacées dans la machine sont transférées dans la mémoire de l'ordinateur de la machine et dans celle de l'appareil 1 à l'aide du lecteur opto-électronique eVou d'autres moyens, comme indiqué en 68.
On parvient ainsi à la phase 69 de réparation de la machine et la phase suivante 70 consiste à exécuter la vérification complète de la machine pour effectuer les contrôles finaux 71 et 72, en automatique ou sur ordre de l'opérateur,
EMI8.1
qui sont aptes à vénfier que tous les paramètres de la machine sont dans les tolérances préétablies A ce stade, l'appareil 1 procède de façon autonome à l'enregistrement dans sa mémoire des diverses statistiques 73, des données de la vérification 74, des différentes informations 75 de la machine, des données de l'intervention 76 et ! t ordonne par ailleurs l'enregistrement des informations de
<Desc/Clms Page number 9>
l'intervention 77 dans l'ordinateur de la machine qui assurera la mise à jour des différentes données 78.
Le cycle d'intervention se termine par une phase 79 d'impression des données relatives à la machine et à l'intervention exécutée, et par la fin proprement dite 80 de l'intervention.
Les Informations sauvegardées dans la mémoire interne de l'appareil 1, comme on l'a déjà dit en regard de la figure 4, sont ensuite transférées sur un système central comprenant un ordinateur personnel, et suivront différentes routes, selon qu'elles sont des informations à caractère technique utiles pour des traitements ou modifications ultérieures de paramètres de construction, ou qu'elles sont des données à caractère administratif qui seront exploitées pour la facturation et pour les formalités nécessaires au magasin de réserve des pièces de la machine. Dans cette même phase, on remettra à zéro dans l'appareil 1 la mémoire d'enregistrement, qui sera ainsi disponible pour de nouvelles interventions.
Outre les fonctions décrites, l'appareil 1 peut assurer une fonction sophistiquée d'analyseur de signaux pour communication par les ports série, aussi bien RS232 que RS485, avec une vérification de parité des nombres de bauds et du nombre de bits d'arrêt qui peuvent être programmés à volonté par le constructeur de la machine automatique. Cette fonction est d'une importance déterminante en ce sens qu'on constate de plus en plus de demandes d'établissement d'interfaces entre les différentes machines d'emballage et d'autres systèmes. Dans ce cas, non seulement l'appareil 1 interagit directement avec la machine mais il relève aussi toutes les données que la machine et le système qui y est accouplé par l'interface se transmettent, en pouvant visualiser, mémoriser puis, ensuite, traiter et imprimer les données transmises.
Une autre fonction que l'appareil 1 peut assurer et qui deviendra de plus en plus indispensable dans l'avenir est celle Illustrée sur la figure 8, qui permet d'établir une liaison à distance par une liaison téléphonique 81 et des modems 82- 182, entre une ou plusieurs machines 12-112-212 installée (s) chez un client et un ordinateur personnel installé dans une centrale d'entretien.
Du point de vue physique, l'appareil 1 réalise dans ce cas une fonction de concentrateur, en dialoguant avec les différentes machines auxquelles il est relié et en établissant en même temps une interface avec l'opérateur qui peut donc intervenir à distance L'opérateur du centre d'entretien peut ainsi tenir sous contrôle toutes les machines connectées et atteindre les buts suivants -suivre l'état de fonctionnement d'une ou de plusieurs machines connectées à l'appareil 1 pendant le fonctionnement normal,
<Desc/Clms Page number 10>
- contrôler si la machine travaille correctement et vérifier l'opportunité de programmer un entretien préventif ; - vérifier le besoin effectif d'une intervention d'entretien pour une panne, avec la possibilité de distinguer entre :
* une intervention que l'opérateur de l'utilisateur de la machine peut exécuter directement, sur suggestion de l'opérateur du centre d'entretien ; * le transfert dans l'ordinateur de la machine de programmes de remplacement qui lui permettent de travailler jusqu'à la prochaine opération d'entretien spécialisée ; - acquérir le nombre maximum d'informations avant que l'opérateur du centre d'entretien ne procède à une intervention pour laquelle sa présence est désirée ; - mettre à jour le programme de l'ordinateur de la machine ou transférer de nouveaux programmes de travail dans cet ordinateur.