CA1222301A

CA1222301A - Automated treatment installation for large objects

Info

Publication number: CA1222301A
Application number: CA000472308A
Authority: CA
Inventors: Claude Sicard; Patrice Kroczynski; Herve Gallard; Denis Mars; Michel Devos
Original assignee: Institut de Recherches de la Construction Navale
Current assignee: Institut de Recherches de la Construction Navale
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1985-01-17
Publication date: 1987-05-26

Abstract

INSTITUT DE RECHERCHES DE LA CONSTRUCTION NAVALE Installation automatisée de traitement d'objets de grandes dimensions. Invention : SICARD Claude KROCZYNSKI Patrice GALLARD Hervé MARS Denis DEVOS Michel L'invention est relative à une installation automatisée de traitement d'objets de grandes dimensions comprenant notamment un atelier utilisant un ou plusieurs ensembles formés d'un bras de robot et de son porteur et d'un dispositif de transfert. Un des buts de l'invention est d'obtenir une qualité et une vitesse de travail comparables à celles d'un système conçu pour des déplacement d'outil de faible amplitude, avec une grande vitesse de déplacement. Pour cela, le porteur (9) est pourvu de moyens permettant de l'accrocher à volonté soit à la pièce à traiter, soit à une poutre mobile ou analogue, roulant de l'atelier. Avantageusement, le pont est équipé d'un préhenseur (8) à stabilisateur gyroscopique pour l'orientation du porteur. L'installation comprend aussi un centre de programmation et un poste de supervision. Application à la construction navale. FIG. 1SHIPBUILDING RESEARCH INSTITUTE Automated installation for processing large objects. Invention: SICARD Claude KROCZYNSKI Patrice GALLARD Hervé MARS Denis DEVOS Michel The invention relates to an automated installation for processing large objects comprising in particular a workshop using one or more assemblies formed by a robot arm and its carrier and a transfer device. One of the aims of the invention is to obtain a quality and a speed of work comparable to those of a system designed for tool displacement of small amplitude, with a high speed of displacement. For this, the carrier (9) is provided with means allowing it to be hung at will either to the part to be treated, or to a mobile beam or the like, rolling from the workshop. Advantageously, the bridge is equipped with a gripper (8) with gyroscopic stabilizer for the orientation of the wearer. The facility also includes a programming center and a supervision station. Application to shipbuilding. FIG. 1

Description

INSTALLATION AUTOMATIS~ D~ TRAITE~ENT D'OBJ~TS DE
GRAND~ DIMENSION
La pr~sente inventlon e~t relative ~ une installation auto~atlsée de traite~ent d'objets de grande dl~enslon.
De nombreux types dlatelier~ automatis~s ont ~t~ réalisés ou proposés dans les dernl~re~ annees pour des traitement divers d'obJets varl~s, toutefols la construction navale est restée un peu ~ cart du mouvement. I.a raison en est qu' elle poQe des problè~e3 particullers qu~on rencontre rare~ent 9 OU Jan~ais réunis ensemble dans d'autres secteurs de l'industrie.
Le pre~ier de ces probl~mes r~sulte de la taille des produits fabriqués. Le~ dimenslons d'une coque, ou d'un tron~on de coque sont telles qu'il est impensable de l'amener ~ proxlmite de robots de traltement successifs, et que ce sont au contraire le~ robots qu'll faut d;eplacer pour le~ amener en positlon de travail. Un autre probleme r~sulte du caract~re généralement non parfai~e~ent repe~ltlf des t3ches. Si on considère un tronçon de coque de navlre, il est constitué d'un certain nombre de cellules limit~es par des cloi30ns longitudinales ou transversales, chaque cellule ressemble ~ ses voisines mais elle est en g~neral di~erente.
A une ~chelle plus grande, 11 est rare que deux ou plusieurs navires soient rigoureusement ldentiques. ~e ce fait, un ~ode d'organisation qul n'auto~atiserait que des taches exactement rep~titlves s'exposerait à lalsser de coté une partie du travall dont l'i~po~tance serait redhibitoire.
Le but de l'lnvention est de fournir une installation auto~at1s~e qui sol~ capable de traiter, sans les déplacer, des obJets que leur forme, ou le traitement qu'ils dolvent subir rendent, en g~néral, non rigoureuse-ment identique, tout en laissant entre eux des resse~blan-ceq .
~2~

Un autre but de l'invention est de fournir unetelle installa-tion comprenant un atelier où les outils peuvent être déplacés sur de grandes distances, en opéra-tion ou non, avec cependant une préclsion et une vltesse de travail compa-rables à celles qu'on obtient avec une installation où lesoutils ne son-t déplacés que sur de falbles dlstances.
Un troislème but de l'invention est de faire fonctionner en simultané et de facon automatique plusieurs moyens d'outlllaye.
Pour attelndre ces buts, l'lnvention fournit une installation pour construire ou traiter automatiquement des objets analogues, mais généralement non ldentlques, sans dé-placement desdlts objets, ces objets pouvant former des groupes assemblés. L'lnstallation selon l'inventlon est caractérlsée en ce qu'elle comprend:
- un a-telier équipé de moyens d'outillage, de moyens de transport capables de déplacer les moyens d'outil-lage, de capteurs de localisation et de sulvi permettant de connaltre l'environnement des moyens d'outillage;
- un centre de programmatlon comprenant des moyens pour recevolr et mettre en mémoire des in~ormations nécessaires concernant les objets à construire et/ou des trai-tements à leur faire subir, desmoyens pour recevoir et mettre en mémoire des caractéristiques techniques des moyens d'outil-lage dont on peut dlsposer, des moyens pour bâtir à partlr de ces deux sources d'information un prograrnme d'opération relatif à un des objets, des moyens pour contrôler ce programme d'opéra-tion par visuallsation et le rectifier en cas de besoin, puis passer à un programme relatif à un autre des objets ou à un programme d'assemblage d'objets, et des moyens pour mettre les programmes en mémoire, le centre de programmation comprenant d'autre part des moyens pour établir un programme de déplacement des moyens d'outillage~ des moyens pour contrôler ce programme de déplacement et des moyens pour le me-ttre en mémoire; et .~,, .
4 '?~3~

- un poste de supervision comprenant des moyens pour recevoir les di~férents programrnes mémorisés établis par le centre de programmation, des moyens pour détecter la présence des moyens d'outillage et de transport nécessaires à leur exécu-tion, des moyens pour communiquer des instruc-tions contenues dans lesdits programmes aux moyens d'outil-lage et de transport et des moyens pour contrôler lesdits moyens d'outillage e-t de transport.
L'installation selon la présente inven-tion peut en outre inclure au moins l'une des caractéristiques addition-nelles définies dans la description qui suit.
Selon une caractéristique de l'installation objet de la présente invention, les moyens d'outillage com-prennent des robots.
Comme on peu-t le comprendre d'après ce qui a été
dit plus haut, l'installation est particulièrement avantageuse dans le cas où elle fait partie d'un chantier de construction navale, les objets étant des cellules, et les groupes d'objets étant des blocs constituant chacun une partie d'un navire en construction.
De préférence ]e centre de programmation comprend - une base de données " géométriques" qui re-çoit, à travers une interface, les données relatives aux objets à fabriquer ou traiter, - une base de données " outillage" qui contient la description des possibilités des outillages, - une base de données " pararnètres de travail'' qui contient les standards de travail, - un poste de préparation de travail qui peut extraire les données dont il a besoin des trois banques de données précitées, pour préparer une séquence de travail correspondant à un objet, qui est équipé de moyen d'exécuter une simula-tion visuelle pour le contrôle d'une telle séquence de travail, et qui peut également préparer une séquence de ~fR~
- 3a -travail pour un groupe d'objets, - une base de données "séquence de travail~' capable de recevoir une séquence de travail depuis le poste de préparation de travail et de la lui restituer à sa demande, - une base de données de yestion statistique ca-pable également d'échange dans les deux sens avec le poste de préparation de travail, - une banque de donnée de séquence de travail d'un groupe, capable de recevoir une telle séquence de travail préparé par le poste de travail et de la transmettre au poste de supervision. - j7 .
,~., De pr~f~rence aussi, le poste de supervision comporte un microprocesseur esclave relié ~ un microprocesseur ma~tre qui fait partle du centre de programmation.
Suivant une particularlt~ avantageu3e, l'at~elier es~
désservi par une poutre por~euse moblle telle que portique, pont roulant ou ana]ogue, et est ~quip~
d'au moins un robot formé d'un bras articul~ compor~ant plusieurs axes de rotation et/ou liaisons coullssantes pourvues chacune de moyens moteurs, une extrémité
du dit bras pouvant ~tre reltée~ un outil de traitement ou d'inspection d'une pl~ce, l'autre extrémit~ du dit bras étant reli~e a un porteur de robot pourvu de moyens d'accrochage deconnectable susceptlbles d'assurer une liaison mécanique directe avec llobJet traiter ou à lnspecter, et de moyens pour assurer une liaison mécanique du dit porteur avec la dite poutre porteuse afin de permettre de déplacer le dit porteur avec le bras d'un point à l'autre de l'atelier, l'atelier comportant en outre des moyens de commande et d'allmentatlon des dits moyens moteurs et du dit outil, et des moyens de liaison entre les dits moyens de commande et d'alimentation et les dits moyens moteurs.
Les moyens pour assurer la llaison du porteur avec la dite poutre sont des moyens d'accrochage déconnectables distincts des moyens assurant une liaison mécanique directe avec l'objet a tralter.
Par "poutre porteuse, pont roulant, portique, ou analogue"
on d~signe un mobile qui permet de prendre un ob~et dans l'atelier, de le transf~rer ~ vitesse élevée ~ un autre point de l'atelier et le laisser ~ cet autre point. Parmi les moblles qui repondent à cette définltion, les ponts roulants sont les plus répandus, mais on trouve aussi notamment : les portiques, les poutres, les potences, et divers engins de transport.
Une variante consiste à réaliser un portique comprenant un ratelier porte-outil alnsi qu'une passeretle de commande et de préparation des couples robots porteurs.
~2~
Dans ce casl le palan du pont roulant sera avantageusement remplacé par des profils m~talliques riglde~ polyartlcules et/ou coulissants. Ainsi donc dans le pr~sent texte, pour simplifier, on designe n'lmporte quel de ces engins par "poutre porteuse".
Le dlspositif de l'invention offre ]Les m~mes avantages de vltesse et de pr~cislon pendant les moments ou l'outil es~ en actlon, qu'un ensemble robotlque ayant les mêmes caraceéristiques que l'ensemble constltu~
par le bras du robot et son porteur, cependant qu'il possède les propriétés d'amplitude et de vitesse des déplacements procurés par la poutre porteuse pendant les p~riodes de transport.
La liaison m~canique directe du porteur, par exemple à la poutre porteuse, peut se faire en utillsant simplement le crochet suspendu classiquement au chariot mobile de la poutre porteuse si celle-ci en est pourvue mai~
cette solutlon entraIne la difficult~ suivante : il est possible actuellement d'assurer la position du crochet dans le sens de la longueur et de la lar~eur de l'atelier, ainsi que dans le sens de la hauteur avec une bonne pr~cision, de l'ordre de 0,1 m depuis la cabine de commande, mais l'orientation du crochet dans la plupart des cas echappe au contr81e de la cabine de commande. Le croche~ est relié ~ la poutre du pont par un c~ble à un ou deux brins, avec interposition 1~ plus souvent d'une articulation a axe vertical, si bien qu'une intervention humaine est nécessaire si l'on veut orienter la charge portee par le crochet d'une facon précise, ce qui est le cas ici. M~me si on supprime cette articulation verticale le crochet est soumis à des mouvements d'oscillation autour d'un axe vertical dus au ~aible couple de rappel du câble. ~es mouvements sont difficilement contr81ables depuis la cabine de commande de la poutre porteuse, si bien qu'il est difficile de déposer le porteur dans une orlentation prevue ~ l'avance.
, ~2~
Selon une modalit~ intéressante d~ la pré~ente invention, on pr~voit que; les ~oyens d~signés sous le nom de "pr~henseurs" prévus sur la poutre porteuse pour coop~rer avec les moyen~ d'accrochage correspondants pr~vus sur le support sont reli~s au reste de la poutre porteuse par des c~bles croisés ou par un câble vertical qui supporte la charge, mais dans ce cas~ le pr~henseur est pourvu d'un stabilisateur comportant un volant gyroscopique à axe horizontal et des moyens pour faire tourner le dit préhenseur autour d'un axe vertical par rapport au dit stabilisateur afin d'amener le pr~henseur dans l'orientation voulue. Le préhenseur peut, en ce qui concerne l'accrochage du porteur, ~tre "passif" et constitué par exemple par un crochet, et dans ce cas, les moyens d'accrochage port~s par le porteur sont "actiEs", formés par exemple de pinces dont les mâchoires s'écartent pour la déconnexion. On préfère cependant que la cabine de commande de la poutre porteuse puisse agir à la fois sur les moyen6 pour faire tourner le pr~henseur et sur le pr~henseur lui-même, celui-ci étant du type "actlf" au sens indiqué ci-dessus.
Un autre polnt important pour la bonne marche de l'atlier concerne les moyens de llaison reliant les moyens d'ali~entation et de commande au bras de robot. On conçoit que ces moyens de liaison risquent de gêner les mouvements de la poutre porteuse s'ils sont en permanence connectés aux moyens d'alimentation et de commande et au bras de robot. D'autre part une manipulation manuelle des moyens de liaison, pour les débrancher et rebrancher à cha~ue déplacement opéré par la poutre porteuse, repr~sente un travall penible et qui peut être dangereux. Pour cette raison le préhenseur est composé de deux éléments déconnectables, l'un de ces 3S deux élé~ents comprend un ou des enrouleurs destines à recevolr les moyens d'allmentation et/ou de commande du bras du robot, ces moyens de liaison étant eux-m~mes déconnectable~ au moins en un polnt.
~2;2;~
Une autre difficulté apparaft au niveau de la nature des moyens de laison eux-memes, spécialement lorsque l'outil est une torche de soudage électrique agissant sous des lntensit~s de plusieurs centaines d'amp~res, comme cela est fr~quent au~ourd'hui en soudage automatique.
Les parasites causés par ces courants soumls ~ des variations brusques sont de nature à perturber gravement les signaux de commande ou d'information. Ces phenom~nes sont touJours redoutés des constructeurs de robot.
Dans la pr~sente invention, il est prévu qu'un couple robot porteur ~50it en travail pendant qu'un autre couple, à proximite, soit en cours de mise en oeuvre, en particulier en cours d'lnltialisation et reconnaissance de ~oints qui sont des t3ches impliquant un flot d'informa-tions important. Dans un environnement industrielil sera pratiquement impossible de garantir que le rayonnement d'amorçuge d'arc de l'un ne se transmette à l'autre. On préfère prévoir, dans ce cas, que les moyens de liaison comprennent, outre le câble ou les c~bles transmettant le courant de soudage, un ensemble de fibres optiques qui constituent un bus, des codeurs-d~codeurs étant prévus aux extr~mités des moyens de liaison pour transformer les signaux optiques en signaux électroniques et vice-versa.
Cette modalité permet d'arriver à une nouvelle simplifica-tion de la structure de l'atelier. Selon cette modalité
on prévoit en effet que l'ensemble des moyens infor~atiques de com~ande et de mémoire du programme est regroup~
dans un processeur unlque situé au niveau des moyens d'alimentation et/ou de commande, le couple formé
par le robot et son porteur ne comportant essentiellement que les dlts codeurs-décodeurs, et les moyens électriques ou mécaniques necessaires et leurs commandes directes reli~es aux dits codeurs-décodeurs. On dispose ainsi d'un ordinateur de commande central qui peut être placé dans une zone d'accès facile et où son entretien est aisé, de preference au poste de supervision ou à proxi~i~é immédiate de celui-ci. Le porteur et le bra~ de robot sont simpliftes et allég~s puis~u'ils ne comportent qu'un minimum d'électronique, ce qui facilite les déplacemen~se-t l'en-tretien, les risques d'avoir à faire une intervention humaine à l'intérieur de l'atelier étan-t réduits au minimum. D'autre part, les boucles d'asservis-semen-t seron-t traitées au niveau du processeur unique ce qui permet à deux robots de travailler ensemble sur une même tâche sans avoir à retransférer les informations de synchronisation des trajectoires.
L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide d'un exemple pratique, non limitatif de réali-sation selon l'invention, relatif à un chantier naval équipé
de robots pour la soudure des éléments de blocs préEabriqués d'un navire. Cet exemple est illustré par les dessins, parmi lesquels:
- La Figure 1 est une vue schématique d'ensemble en perspective de l'atelier;
- La Figure 2 est une vue en perspective d'un couple robot porteur;
- La Figure 3 est une vue en perspective d'un autre couple robot porteur;
- Les Figures 4 à 8 sont des schémas de la mise en oeuvre de l'invention;
- La Figure 9 qui est disposée sur la même plan-che de dessins réglementaires que les Figures 2 et 3 est un schéma de détail d'un préhenseur et d'organes qui coopèrent avec lui;
- La Figure 10 qui est disposée sur la même planche de dessins réglementaires que les Figures 2, 3 et 9 est un schéma du même préhenseur avec d'autres organes qui coopèrent avec lui;
- I.a Figure 11 est un diagramme fonctionnel des différents organes de l'atelier et du poste de supervision; et - La Figure 12 est un schéma fonctionnel du centre de programmation.
Pour des raisons de clarté on décrira l'ins-f.
,~?,j,, AUTOMATED INSTALLATION ~ PROCESSING ~ ENTIRE OBJECT ~ TS
LARGE ~ DIMENSION
The present invention is related to an installation auto ~ atlsée of milking ~ ent of large objects dl ~ enslon.
Many types of workshop ~ automated ~ s ~ were ~ made or offered in the last few years for treatment various objects, all construction naval remained a little ~ cart of the movement. Ia The reason is that it can cause problems ~ e3 particullers that we meet rare ~ ent 9 OR Jan ~ ais together in other industry sectors.
The first of these problems results from the size of the manufactured products. The ~ dimensions of a shell, or of a hull section are such that it is unthinkable to bring it ~ close to successive process robots, and that, on the contrary, the ~ robots are needed move to bring it into working positlon. A
other problem arises from the character generally not parfai ~ e ~ ent repe ~ ltlf des t3ches. If we consider a section of naval hull, it consists of a number of cells limited by partitions longitudinal or transverse, each cell looks like ~ its neighbors but it is generally di ~ erent.
At a larger scale, it is rare that two or more ships are rigorously ldentiques. ~ e this fact, an ~ ode of organization that would only auto ~
exactly rep spots ~ titlves would be exposed to lalsser aside a part of the work whose i ~ po ~ tance would prohibitive.
The purpose of the invention is to provide an installation auto ~ at1s ~ e qui sol ~ capable of processing, without move, objects as their shape, or treatment that they suffer suffer make, in general, non-rigorous-identical, while leaving between them resse ~ white ceq.
~ 2 ~

Another object of the invention is to provide a such installation comprising a workshop where the tools can be moved over great distances, in operation or not, with however a preclsion and a speed of work compa-These are obtained with an installation where the tools are only moved on falble dlstances.
A third object of the invention is to make operate simultaneously and automatically several outlllaye means.
To achieve these goals, the invention provides a installation for automatically constructing or processing similar objects, but generally not identical, without placement of these objects, these objects being able to form groups assembled. The installation according to the invention is characterized in that it includes:
- a workshop equipped with tooling means, means of transport capable of moving tool means lage, location and sulvi sensors to know the environment of the tooling means;
- a programming center including means to receive and store in ~ ormations necessary concerning the objects to be built and / or the processing to subject them to, means to receive and in memory of the technical characteristics of the tool means-the age that one can lay down, means to build from these two sources of information a relative operation program to one of the objects, means to control this operating program tion by visuallsation and rectify it if necessary, then switch to a program related to another object or to a program for assembling objects, and means for putting programs in memory, the programming center including on the other hand, the means to establish a travel program tooling means ~ means to control this program of displacement and means for the me-ttre in memory; and . ~ ,,.
4 '? ~ 3 ~

- a supervisory position including resources to receive the various established memorized programs by the programming center, means for detecting the presence of the necessary tools and transport to their execution, means for communicating instruc-contained in said programs by means of tool-lage and transport and means to control said tools and transport.
The installation according to the present invention can further include at least one of the addition-defined in the description which follows.
According to a characteristic of the installation object of the present invention, the tooling means take robots.
As we can understand from what has been said above, the installation is particularly advantageous in case it is part of a construction site naval, the objects being cells, and groups of objects being blocks each constituting a part of a ship in construction.
Preferably the programming center includes - a "geometric" database which receives, via an interface, data relating to objects to manufacture or process, - a "tool" database which contains the description of the possibilities of the tools, - a database "working parameters"
which contains the working standards, - a work preparation station which can extract the data it needs from the three banks of above data, to prepare a work sequence corresponding to an object, which is equipped with means to execute a visual simulation for controlling such a sequence who can also prepare a sequence of ~ fR ~
- 3a -work for a group of objects, - a database "work sequence ~ ' capable of receiving a work sequence from the station work preparation and return it to him at his request, - a statistical data management database can also exchange in both directions with the post work preparation, - a work sequence database of a group, capable of receiving such a work sequence prepared by the work station and forward it to the post supervision. - d7 .
, ~., Also preferably, the supervisory position includes a slave microprocessor connected ~ a microprocessor master who is part of the programming center.
According to a particularlt ~adveueu3e, at ~ elier es ~
served by a porous beam ~ euse moblle such that gantry, overhead crane or ana] ogue, and is ~ quip ~
at least one robot formed by an articulated arm ~ compor ~ ant several axes of rotation and / or sliding links each provided with drive means, one end of said arm being able to be raised a treatment tool or inspection of a pl ~ ce, the other extremit ~ of said arm being connected to a robot carrier provided of disconnectable attachment means susceptible ensure a direct mechanical connection with llobJet treat or inspect, and means to ensure a mechanical connection of said carrier with said load-bearing beam in order to allow movement of the said carrier with the arm from one point to another of the workshop, the workshop further comprising control means and of the said motor means and said tool, and means of connection between said means control and power supply and said motor means.
The means to ensure the linkage of the carrier with said beam are disconnectable attachment means distinct from the means ensuring a mechanical connection direct with the object to be handled.
By "supporting beam, overhead crane, gantry, or the like"
we sign a mobile which allows us to take an object and in the workshop, to transfer it at high speed ~ another point from the workshop and leave it ~ this other point. Among the moblles that meet this definition, overhead traveling cranes are the most common, but we also find in particular: porticoes, beams, gallows, and various transport equipment.
A variant consists in making a gantry comprising a tool rack as well as a gangway order and preparation of carrier robot couples.
~ 2 ~
In this case, the crane's hoist will advantageously be replaced by rigid metal profiles ~ polyarticles and / or sliding. So in this text, to simplify, we designate any of these "load-bearing beam" gear.
The device of the invention offers] The same advantages of speed and precision during the moments when the tool is ~ in actlon, that a robotlque assembly having the same characteristics as the set constltu ~
by the robot arm and its carrier, while it has the properties of amplitude and speed displacements provided by the supporting beam during transport periods.
The direct mechanical connection of the carrier, for example with the supporting beam, can be done by simply using the hook conventionally suspended from the mobile carriage of the supporting beam if it is provided in May ~
this solution causes the following difficulty: it is currently possible to secure the position of the hook lengthwise and widthwise of the workshop, as well as in the height direction with good precision, of the order of 0.1 m from the control cabin but the orientation of the hook in most cases escapes the control of the control cabin. The eighth note is connected to the beam of the bridge by a cable with one or two strands, with interposition 1 ~ more often of a vertical axis joint, so human intervention is necessary if you want to orient the load carried by the hook in a precise way, which is the case here. Even if we remove this vertical joint the hook is subject to oscillating movements around a vertical axis due to the ~ low return torque of the cable. ~ es movements are difficult to control from the control beam control cabin, so it is difficult to drop the wearer in an orientation planned in advance.
, ~ 2 ~
According to an interesting modality of the pre invention, we see that; les ~ oyens d ~ signed under the name of "grippers" provided on the support beam for cooperate with the corresponding attachment means provided on the support are connected to the rest of the beam carrier by crossed cables or by vertical cable which supports the load, but in this case the gripper is provided with a stabilizer comprising a gyroscopic steering wheel with horizontal axis and means for rotating said gripper around a vertical axis relative said stabilizer to bring the gripper into the desired orientation. The gripper can, as far as relates to the attachment of the carrier, ~ being "passive" and constituted for example by a hook, and in this case, the attachment means worn by the carrier are "actiEs", formed for example of pliers whose jaws deviate for disconnection. We prefer however that the control beam control cabin can act on both the means6 to rotate the pr ~ hensor and on the pr ~ hensor itself, this one being of the "actlf" type in the sense indicated above.
Another important polnt for the smooth running of the workshop relates to the means of linking the means ~ entation and control to the robot arm. We understands that these connecting means are likely to interfere the movements of the supporting beam if they are in permanently connected to the power supply and robot arm. On the other hand a manipulation manual connection means, to disconnect them and reconnect cha ~ ue displacement operated by the beam carrier, represents a strenuous work that can to be dangerous. For this reason the gripper is composed of two disconnectable elements, one of these 3S two élé ~ ents includes one or more winders intended to receive the supply and / or control means of the robot arm, these connecting means being themselves m ~ mes disconnectable ~ at least in one polnt.
~ 2; 2; ~
Another difficulty appears at the level of nature laison means themselves, especially when the tool is an electric welding torch acting under lntensit ~ s of several hundred amperes, as is common today in automatic welding.
The parasites caused by these submissive currents sudden variations are likely to seriously disturb control or information signals. These phenomena are still feared by robot builders.
In the present invention, it is expected that a couple carrier robot ~ 50it in work while another couple, close to, either being implemented, especially during lnltalisation and recognition ~ anointed which are tasks involving a flood of information tions important. In an industrial environment it will be practically impossible to guarantee that the one’s arc striking radiation is not transmitted to the other. We prefer to provide, in this case, that the connecting means include, in addition to the cable or c ~ cables transmitting the welding current, a set of optical fibers which constitute a bus, encoders-encoders being provided at the ends of the means for link to transform optical signals into signals electronic and vice versa.
This modality makes it possible to arrive at a new simplification-tion of the workshop structure. According to this modality it is in fact expected that all of the computerized means of program control and memory is grouped together in a unlike processor located at the means level supply and / or control, the torque formed by the robot and its carrier essentially comprising that the coder-decoder dlts, and the electrical means or mechanical components and their direct orders connected to said coder-decoders. We thus have a central control computer which can be placed in an area of easy access and where its maintenance is easy, preferably at the supervisory position or to proxi ~ i ~ é immediate thereof. The carrier and the bra ~ robot are simpliftes and light ~ s then ~ u'ils have only a minimum of electronics, which facilitates displacements ~ se-t the maintenance, the risks of having to do human intervention inside the workshop minimized. On the other hand, the control loops will not be processed at the single processor level which allows two robots to work together on the same task without having to retransfer synchronization information trajectories.
The invention will now be described in more detail.
detail using a practical, non-limiting example of station according to the invention, relating to an equipped shipyard of robots for welding pre-made block elements of a ship. This example is illustrated by the drawings, among which:
- Figure 1 is a schematic overview in perspective of the workshop;
- Figure 2 is a perspective view of a carrier robot couple;
- Figure 3 is a perspective view of a another carrier robot couple;
- Figures 4 to 8 are diagrams of the layout of the invention;
- Figure 9 which is arranged on the same plane-che of regulatory drawings that Figures 2 and 3 is a detail diagram of a gripper and cooperating organs with him;
- Figure 10 which is arranged on the same plate of regulatory drawings as Figures 2, 3 and 9 is a diagram of the same gripper with other organs which cooperate with him;
- Figure 11 is a functional diagram of various workshop and supervisory post bodies; and - Figure 12 is a block diagram of the programming center.
For reasons of clarity we will describe the ins-f.
, ~?, j ,,

2~
- 8a -tallation dans un ordre inverse de cel.ui qui a été adopté
plus haut, c'est-à-dire en commençant par l'atelier pour finir au centre de programmation.
La Fig. 1 montre schématiquement un atelier robotisé avec un navire en cours de construction. Un fragment ., .
p~
1 du navlre seulement est representé avec ~n bloc préfabrique de coque 2. Un certain nombre de cloisons raidisseuses longitudinales et transversales divisent l'espace en un certain nombre de compartiments 3 de formes et dimensions variables. Une poutre porteuse 4 de pont roulant ~a ou de portique 4b circule sur deux ralls parallèles 5~ Une partie seulement de ces él~ments a ~té représentée en Fig. 1. La poutre 4 porte un chariot 6 pourvu d'un mouffle 7 equipé d'un crochet 32 qui supporte un pr~henseur 8 auquel on accroche le porteur 9. Un robot 10 évoquant la for~e d'un bras articulé est fixé sur le porteur e~ est ~quipé d'un outil 11, ici une torche de soudage. Le bras de robot 10 est reiié par un câble ombilical 12 à un générateur de courant de soudage 13. Le câble ombilical 12 co~prend un conducteur pour le courant de soudage, une fibre optique qui constitue le bus 109 de transmisslon d'information, deux conducteurs électriques pour l'alimentation de puissance des moteurs 103. Le bus optique 109 des générateurs 13 de soudage est connecté au superviseur (qui comprend le processeur frontal 115~ install~ dans une salle de commande. De la cabine de co~mande L4 sont commandés les mouvements de la poutre 4, du chariot 6 et du mouffle 7. De cette cablne 14 on commande en outre le préhenseur 8 par l'intermédiaire de moyens de transmissions symbolisés en 15.
En fait, lorsque le porteur 9 est soulevé par le préhenseur 8 comme cela est repr~sent~ sur la Fig. 1, le cable 12 est débranché et enroul~ sur l'enrouleur 16 représent~
au~ Fig. 4 à 8.
On a repr~senté en 17 un poste d'echange d'outils ou de porteurs.
La Fig. 2 montre un couple robot porteur for~é d'un bras de robot 10 de classe fixe et de son porteur 9. Le porteur 9 est constitu~ par une platine 18 pourvue à sa partte lnf~rleure d'électro-aimants l~a pour ~.~2Z~3~
sa fixatlon sur le fond d'un co~partiment 3, et sur cette platine 18, une potence verticale fixe 19 munie à son extrémit~ supérleure d'une plèce d'accrochage 20, en fori~e de "T" qui peut coop~rer avec un organe de prlse (telle une pince) qui fait partie du préhenseur 8. La platine 18 contient également une bobine de fil de soudage 28, en cassette, la gaine contenant le fil de soudage passe à travers la potence 19 pour aller ~ la torche de soudage 11, mai~3 peut aussi passer int~rieurement au bras 10 dans certains modes de r~alisa-tion. ~a platlne 18 porte en outre une lembase 21 circulaire sur laquelle est fix~ de façon a~ovible le bras robotique qui peut tourner sur la dite embase 21 autour d'un axe vertical9 et qui comporte de façon classique des articula~ions et un disposltif d'accrocha~e démontable de l'outil 11. Avantageusement la potence 19 est montée de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical, Fig. 2. Pour éviter que cette potence gêne les mouvements du bras, on peut lui donner la forme d'un arceau ~9, Fig. 39 placé de part et d'autre du bras 10, solution plu6 légère que celle de la potence unique, et dans ce cas l'arceau 29 tourne sur l'embase 21.
Des moyens sont prévus pour pro téger le bras 10, selon la Yig. 2 des fers 22 mont~s ~ pivot sur la potence 19 peuvent passer d'une position avancée, où ils protègent 1~ bras 10 contre les chocs en cours de manutention, à une position recul~e, ob ils ne g~nent pas les mouvements du mê~e bras 10. Dans une variante les fers 22 sont remplacés par une cloche grillagée 25 solidaire du pr~henseur 8 et protégeant le couple robot porteur 9, 10 pendant le transport.
Un connecteur 23 plac~ vers la pi~ce d'accrochage permet le raccordement avec le c~ble 12, pourvu d'une pl~ce de connecteur complémentaire. Un autre connecteur est prévu dans l'embase 21 qui sert ~ monter ~ rotation le bras 10 sur la platine 18.
Les Fig. 4 ~ 8 montrent les différentes phases d'une ~2,~

op~ration de transfert de l~ensemble bras-porteur 10 d'un poste de travail à un autre.
A là Flg. 4 le préhenseur 8 porte l'enrouleur 16 sur lequel es~ enroulé le c~ble 12 t déconnecté du ~énérateur de soudage 13, ~als connecté au porteur 9. Le préhenseur 8 se ~rouve au-dessus du porteur 9 et va amorcer une descente vers celui-cl.
A la Fig. 5 le préhenseur 8 a et~ descendu jusqu'au porteur 9 et l'accrochage de ces deux éléments a été
realise. Le préhenseur 8 a ensuite ét~ élevé avec l'ensemble bras-porteur 10, 9, qui se trouve au dessus du sol, en cours de déplaceoent vers le nouveau poste de travail.
A la Fig. 7 le préhenseur 8 séparé du porteur 9 a été élevé puis a~ené au poste de commande, entrainant derrière lui le câble 12 qui s'est deroul~ de l'enrouleur, celui-ci tournant librement. Un connecteur 24 porté
par l'enrouleur 16 es~ relié ~ l'extrémité du câble 12 qui est opposé au porteur, a été branché sur le génerateur de soudage 13 si bien que le bras robotique 10 peut commençer ~ travailler.
A la Fig. 8 le prehenseur a été déconnecté de l'enrouleur.
De ce fait, le préhenseur 8 et tout le pont sont libérés pour d'autres opérations.
Quand l'ensemble bras-porteur 10, 9 aura fini d'operer dans son poste de travail, le préhenseur 8 reviendra accrocher l'enrouleur, qui aura été d~connecté du générateur de soudage 13 ou le sera ensuite, puis le préhenseur 8 est transf~re dans une position telle que représentée ~ la Fig. 4. On notera que l'enrouleur peut être du type à rotation libre et ressort d'enroule-ment. Le câble 12 reste donc sous tension pendant que l'enrouleur se rapproche de la posltion décrite ~ la Fig. 4. 2 ~
- 8a -tallation in reverse order from that which was adopted above, i.e. starting with the workshop to finish at the programming center.
Fig. 1 schematically shows a workshop robotized with a ship under construction. A
fragment .,.
p ~
1 of navlre only is represented with ~ n block hull prefab 2. A number of partitions longitudinal and transverse stiffeners divide space in a number of compartments 3 of variable shapes and dimensions. A supporting beam 4 overhead crane ~ a or gantry crane 4b two parallel ralls 5 ~ Only part of these elements ~ ~ was shown in Fig. 1. The beam 4 carries a carriage 6 provided with a muffle 7 equipped with a hook 32 which supports a gripper 8 to which hangs the carrier 9. A robot 10 evoking the for ~ e an articulated arm is fixed on the carrier e ~ is ~ Equipped with a tool 11, here a welding torch. The robot arm 10 is connected by an umbilical cable 12 to a welding current generator 13. The cable umbilical 12 co ~ takes a conductor for the current of welding, an optical fiber which constitutes the bus 109 information transmission, two conductors electric for the power supply of engines 103. The optical bus 109 of the generators 13 is connected to the supervisor (which includes the front processor 115 ~ installed ~ in a room control. From the control cabin L4 are ordered the movements of the beam 4, the carriage 6 and the muffle 7. This cable 14 is also controlled the gripper 8 by means of transmissions symbolized in 15.
In fact, when the carrier 9 is lifted by the gripper 8 as shown in FIG. 1, the cable 12 is disconnected and wound up ~ on the reel 16 shown ~
to ~ Fig. 4 to 8.
We have represented in 17 a tool exchange station or carriers.
Fig. 2 shows a robot carrier couple for ~ e of a fixed class robot arm 10 and its carrier 9. The carrier 9 is constituted ~ by a plate 18 provided on its part lnf ~ rleure of electromagnets l ~ has for ~. ~ 2Z ~ 3 ~
its fixatlon on the bottom of a co ~ part 3, and on this plate 18, a fixed vertical bracket 19 provided at its extremity ~ superior of a kind of attachment 20, in fori ~ e of "T" which can cooperate with an organ of prlse (such as pliers) which is part of the gripper 8. The plate 18 also contains a coil of welding wire 28, in cassette, the sheath containing the welding wire passes through the bracket 19 to go ~ the welding torch 11, may ~ 3 can also pass inside the arm 10 in some embodiments tion. ~ a platlne 18 further carries a circular base 21 on which is fixed ~ a ~ ovible the robotic arm which can rotate on said base 21 around a vertical axis9 and which conventionally includes articula ~ ions and a removable hanging device ~ e of the tool 11. Advantageously the bracket 19 is mounted so that it can rotate around a vertical axis, Fig. 2. To prevent this stem hindering movement of the arm, we can give it the shape of a hoop ~ 9, Fig. 39 placed on either side of arm 10, solution lighter than that of the single stem, and in in this case, the arch 29 turns on the base 21.
Means are provided for protecting the arm 10, according to the Yig. 2 irons 22 mont ~ s ~ pivot on the stem 19 can move from an advanced position, where they protect 1 ~ arm 10 against current shocks handling, in a recoil position ~ e, ob they do do not interfere with the movements of the same arm 10. In a variant the irons 22 are replaced by a bell mesh 25 secured to the pr ~ elevator 8 and protecting the carrying robot couple 9, 10 during transport.
A connector 23 placed ~ towards the attachment part allows connection with cable ~ cable 12, provided a pl ~ ce of additional connector. Another connector is provided in the base 21 which serves to mount ~ rotation of the arm 10 on the plate 18.
Figs. 4 ~ 8 show the different phases of a ~ 2, ~

transfer operation of the arm-carrier assembly 10 from one workstation to another.
There Flg. 4 the gripper 8 carries the reel 16 on which are ~ wound the 12 t cable ~ disconnected from the ~ generator welding 13, ~ als connected to the carrier 9. The gripper 8 is reopens above the carrier 9 and will initiate a descent towards this one.
In Fig. 5 the gripper 8 a and ~ down to carrier 9 and the attachment of these two elements was realized. The gripper 8 was then raised with the arm-carrier assembly 10, 9, which is located above from the ground, moving to the new post of work.
In Fig. 7 the gripper 8 separate from the carrier 9 a was raised then was ~ ené at the command post, causing behind him the cable 12 which unwound from the reel, it turns freely. A 24 port connector by the reel 16 es ~ connected ~ the end of the cable 12 which is opposite the carrier, has been connected to the welding generator 13 so the robotic arm 10 can start to work.
In Fig. 8 the gripper was disconnected from the retractor.
As a result, the gripper 8 and the entire bridge are released for other operations.
When the arm-carrier assembly 10, 9 has finished operating in its work station, the gripper 8 will return hang the reel, which has been disconnected from the welding generator 13 or will be then then the gripper 8 is transferred to a position such as shown in FIG. 4. Note that the reel can be of the free rotation type and coil spring-is lying. Cable 12 therefore remains energized for that the reel is approaching the position described ~ Fig. 4.

3~

Le généra~eur de courant de soudage 13 est équipé
pour recevoir l'enrouleur en assurant la connexion du c~ble ombilical 12 gr~ce à une embase tronconique élargie vers le haut~ et pourvu de moyens pour le branchement ~utomatique des différents éléments du c~ble ombilical 12 : bus optique, câble de puissance ~lectrique, gaz protecteur 9 eau de refroidissement etc.. Les informations amenées par le bus optique sont transmises à un "superviseur" placé dans un poste de commande et dont la structure sera décrite ci-apres.
Dans une version simple, le porteur est Eixe et les ~euls actionneurs dont ll dlspose sont des électro-aimants 18a, ou autres moyens d'accrochage sur une surface support du poste de travail pour son immobilisa-tion au lieu de trava11. Les mouvements de l'outil, au poste de travail sont assurés par le seul bras de robot qul a les degrés de libert~ nécessaire.
~0 ~e por!teur 9 peut aussi être mobile en ~tant équipé
de pieds qui peuvent se déplacer pas à pas et sont munis de moyens d'accrochage sur une surface support.
Pour une bonne qualité du travail on doit prévoir soit d'arrêter l'outil pendant le déplaceqment du porteur 9 ce qui n'est pas tou~ours possible, en soudage notamment, soit de faire des petits pas et compenser les mouvements discontinus du porteur par des mouvements appropri~s du bras de robot, notamment du poignet 3~ lOa, ce qui est une complication au niveau des moyens de col~mande, mais aussure la précision du résultat.
Dans une variante interessante, le porteur est en deux parties dont l'une est fixe et constitue un rail ou un chemin de déplacement pour l'autre partie qui peut alors se déplacer de façon continue pendant le travail. La partie fixe peut ~tre une poutre rigide fixée soit au fond d'un compartiment 39 soit au sommet de deux cloisons raidisseuses limitant un compartiment.
La partie fixe peut ~galement être une poutre souple ~%~

du type "BVG-O" commercialis~e par la ~oci~té HOBARD
qui ~pouse la surface support , et qui porte des saillie6 telle une cr~malll~re. La flxation de ces poutres pe~t comprendre des ventouse~ magn~tiques ou ~ dépression, QU bien des pinces ~ tôle en prise avec des saillles ou des clolsons raidisseuses avec éventuellement, dans le cas de poutre rigide, des étals télescopiques pour un positlonnement ~ hauteur convenable. Ces moyens de fixation peuvent être eux-~êmes déplaçables, permettant par exemple le d~placementd'une pou~re rigide perpendlculairement ~ elle-meme sur le sommet de cloisons entre compartiments.
La seconde par~ie d'un tel porteur est un chariot LS qui se déplace le long de la poutre, et supporte le bras de robot. On peut pr~voir des poutres pourvues de rallonge~ si cela est nécessaire. ~e choix d'un porteur ou d'un autre est du ressort d'un bureau des méthodes, et l'échange des porteurs s'effectue au poste d'~change 17 d'outils et de porteurs, qui comporte un ~tockage d'un certain nombre de porteurs de diff~rents types, interchangeables pour un m8me bras de robot.
Le me~e poste d'~change 17 con6titue également un magasin pour les outils de différents types. Parmi ceu~-ci on peut prévoir notamment : une torche de soudage "MIG/MAG", une torche "TIG", des dispositifs de découpage de t81e, de préparation de chanfrein, d'ébarbage, de meulage, de gougeage, de contrôle optique, de contrôle par ultrasons, par gammagraphie, etc..
Comme on l'a lndiqu~ plus haut, un appareil d'inspection optique peut benéflcler d'une électronique simplifiée VI, Fig. ll.
La ~ig. 9 est un schéma ~claté de détail d'un modèle du préhenseur 8 et des organes qui coopèrent aYec lui. La préhenseur 8 comprend un carter supérieur 30, pourvu d'un axe support 31 destin~ à coopérer avec le crochet 32 du pont roulant, supporté par le mouffle 7 suspendu au câble porteur 33. Le carter comporte des ailes 34 qul ~ont fixées par des vis (non représentees) aux bords d'une plaque stabilisatrice solidaire du mouf~1e 7. Lc carter 30 porte par l'ineermédiaire d'un arbre vertlcal 36a une pla~ine S tournante 36. A l'int~rleur du carter 80nt plac~s, un stabi1isateur gyroscopique composé d'un rotor à
axe horizontal 37 entraIn~ en rotation à grande vltesse par un moteur 38, et un motor~dwcteur 39 entraine en rotation la platlne 36. Ici on a prévu un stabilisateur gyroscopique~ mais é~ldemment ll n'est pas le seul stabllisateur possible.
A la face inférieure de la platlne tournante 36 sont fix~s deux dispositifs d'accrochage ~ verrou électromagné-lS ~ique 40, 41. Le premiar est construit pour coopéreravec la pièce d'accrochage 20 du porteur 9, Fi8. 2.
Le second, de constructlon analogue, est conçu pour coopérer aYec une plece d'accrochage analogue 42 solidaire de l'enrouleur 16. Le c~ble de llaison 12 sort lateralement de l'enrouleur pour aller au connecteur 23 port~ par la potence 19 du porteur 9. L'enrouleur 16 comporte à sa base une prlse 24 à enclenchement automatique : lorsque l'enrouleur 16 est déposé sur un support appropri~ du générateur de soudage 13~ le câble 12 est automatique~ent connecte. Rappelons que ce câble comprend le bus optique 109 qui est reli~ au processeur central 115 par le connecteur 119 lorsque la prise 24 est enclenchée. Le c~ble 12 comprend en outre les conducteurs d'alimentation en énergie des divers action-neurs du porteur et du bras de robot, du conducteurde courant de soudage, des condultes de gaz de protection de soudage, de fluide de refroidlssement etc.
I,e préhenseur 8 est aliment~ en ener8ie et signaux de commande par un c~ble 15 relié ~ la cabine 14 du pont roulant 4.
Une prise déconnectable 43 port~e par la plaque stabilisa-trice 35 permet d'interrompre la liaison si on désire utiliser le crochet 32 en ayant enleve le pr~henseur ~.
La Fig. 10 est relatlve a une variante du préhenseur et son mode de flxation. Ce pr~henseur 26 est relié
au chariot 6 de la poutre porteuse 4, non plus par un moufEle 7 suspendll ~ un c~ble porteur 33, mals S par une tige t~lescoplque 27 de pr~f~rence à sectlon carrée qui rend inutile la présence d'un stabilisateur t~lescopique. Une telle tige 26' est repr~sent~e en Fig. 1 en liaison avec le portique 4b.
On observe sur cette Fig. 1 que le portique 4b est d'une largeur assez importante. Cela correspond au fait que le poste 17 d'échan~e d'outlls et de porteurs a ~t~ dlsposé dans ce port~que, plutôt que sur le bord de l'atelier. Cette variante, un peu plus perfection-n~e permet des gains de temps appréclables au casob les changements d'outil ou de porteur sont fréquents.
La Fi~. 11 est un schéma de blocs opto-électronlques d'un mode préféré de réallsation particulière de l'instal-lation. Sur cette figure la partie sup~rieure représentedes éléments mobiles et la partie lnférieure des ~léments fixes, la liaison entre les deux sérles d'éléments étant assurer par l'interm~dialre du c~ble de liaison 12.
Les él.éments mobiles comprennent un élément porteur Pl, un el~ment ~ras robot Rl et ~acultativement un élement vision Vl. L'ateller est équipé de plusieurs ensembles porteur-robot, 11 y a donc plusleurs élements analogues tels que Pl, Rl, Vl, etc.. Ces éléments sont interchangeables.
Les ~léments fixes comprennent le poste de supervlsion ou "supervlseur" de commande UC, et dans le cas ou l'outil est un outil de soudage, une unité de soudage US .
La strllcture des el~ments porteur Pl et bras robot Rl est sensiblement la m8me : pour chaque mouvement 2~
.., possible . rotation7 coulissement ~ventuelle~en~ suivant deux dlrections, ~lse en action d'~lectro-almants, etc., un actlonneur 101 command~ par une earte de puissance 102 reli~e ~ une ali~entat~on 103 et un capteur 104 80nt rell~s ~ une interface ~/S 105 sans constituer une boucle d'asservl~sement, cette dernière ~tant report~e au nlveau de ~upervlseur. Cette disposition évite les lnterférence~ de parasites dans ce~te position sensible. Toutes les interf~ces de l'~l~ment porteur P1 ou de l'~lément robot Rl ~ont reli~es ~ un d~codeur-multiplexeur-démultiplexeur co~mun 106, 107 qui transforme le8 signaux ~lectriques en signaux optlques et vice versa. Les signaux optlques passent à travers un connecteur optique 108 vers un bu~ optique 109. Le c~ble de :Lia1son 12 co~prend le bus optique 109 dans sa partie centrale.
Il comprend egalement les c~bles d'allmentation ~lectrique de puissance de~ actionneurs. Il co~prend encore, dans le cas de soudage, le cable d'alimentation en courant de soudage, eventuellement des conduites de gaz de ~oudage, de fluide de refroidissement, etc.
L'~l~ment vision V1, quand ll e~t pr~vu, peut co~prendre, au lieu d'une camera vid~o~ une opt~que 110 dont les informatlons qu'elle ~rensmet sont envoy~es au bus optique 109 apr~s pa~age dan~ un codeur optique 111 sans ~tre transformée~ en signaux ~lectriques. L'~l~ment Vl comprend en outre un la~er 112 relié à une allmentatlon 103 par une interface 113 elle-même reliée au codeur optlque 111.
L'él~ment essentiel du poste de supervislon UC est un processeur frontal 115 de ~rande puissance, pourvu d'une m~moire de masse 116. Le processeur 115 est reli~ par l'interm~diaire d'un ensemble à microprocesseurs multiples 115a qui assure les boucles d'asservissement à un multiplexeur-d~ultiplexeur-décodeur 117 qui transforme le~ signaux i3~US de l'ensemble 115a en signaux optlque~ et vice versa, et qui est connect~
une partie 118 du bus optique, laquelle est reli~e au reste du bu~ optique 109 ~ traYer~ un connecteur L

optique 119 qui fait partie du connecteur 24. Le proce3seur ~ron~al 115 est en o~tre reli~ ~ un processeur raplde 1209 qui tralte les signaux provenant de l'optique qui passsent ~ traver~ un d~multiplexeur optique 121 et un dl~positif de traltcment des ~ignaux optique~
122.
Un des polnts importants de l'invention porte sur le centre de programmation. La masse d'informations ~ fournir aux couple~ robot~ porteur~ provient de deux ~ource~ dif-f~rente~ :
- extérieures ~CFA0, operateur), - salsies locales (acquise~ par le robot lul-m~me ~ur le lieu de travail en temps r~el) Le syst~me robotisé est rell~ ~ une base de données CFA0 200 existante qui peut être le systeme connu sous le nom de "SIC~N" (Système Informatique pour la Conception et l'~tude du Navire), qu'on ne decrira pas ici.
Le centre de programmation 212 permet la mod~llsatlon d'un quelconque type de robot, la simulation graphique de ses t~ches, la programmaelon automati3~e hors ligne de celles-ci, par repr~sentatlon graphique e~ ~ans intervention en atelier et enfin l'ordonnancement de toutes leg alvéoles du bloc.
Pour cela, le préparateur, install~ dans un poste de programmation 212 relié aux diff~rents bases de donn~es, di~po~e d'outll3 slmples pour dialoguer et concevoir les t~che~ ~ falre r~aliser par le robot (langage ~volu~ crayon lumineux, menu, etc..) non représent~. Il dispo~e aussl de moyens de visualisatlon 208.
Le centre de programmation, ~ partlr de la base de donn~es CFA0, fournit l'ensemble des informations nkcessaire~ au fonctlonnement automatique des robots dan~ l'atelier.

Les information~ issues de la base de donn~es CFA0 sont consid~rées comme théori~ues : par conséquent le travail du centre de programmation n'est qu'une conceptlon th~orique de3 t~ches. Le po6te de sup~rvision a pour charge d'adapter l'ensemble de ces informations à son environnement r~el dans l'atelier.
La préparation des informations d~f:Lnissant les taches que le couple robot porteur reali~e ne donne jamais lieu à un retour d'informations du poste de supervision vers la CFA0.
Les consignes de fonctionnement indispensables du centre de program~ation sont répertori~es en :
- consignes de tra~ectoire (outll)~ géométrie, vi~esse, deplacement d'une zone de travail à une autre~
- consignes de travall ~ ex~cuter, - consignes de posltionne~ent (porteur~, point d'indexa-tion, - consignes d'intervention opérateur, dialogue opérateur - UPRT, - etc.
Les moyens de v~riflcation par visualisation et par simulation au niveau de la cellule sont :
- verificatlon des consignes et tra~ectoires, - vérification des consignes de travail, - Yerification des consignes de positlonnement, - vérification de l'ad~quation des moyens mis en oeuvre pour réaliser la t~che, - vérlfication de la coh~rence de l'ensemble des tnforma-tlons, - etc.
Les consignes peuvent ~tre modifiées.
I,es informations théoriques déflnissant les séquences de travail à réaliser par les robots sont memorisées par bloc dans une base de données ~ partir de laquelle l'operation est r~alis~e. Toutes les informa~ions sont transférees sur un support matériel (disque, ruban, cassette) et ensuite transmises au superviseur, ou peuvent ~tre transmlses dlrectement au supervi~eur.
La gestion statistique permet de comptablliser et de g~rer les s~quences de travail (longueurs de parco~rs, temps, etc..) et les couples robot-porteur dans chaque alvéole.
L'interEace CFA0 informatique 20~ permet la liaison avec n'importe quelle CFA0 existante au niveau amont de la conception de la structure du navlre. La CFA0 peut être le systeme SICEN. La modularité de cette lnterface permet son adaptabilit~ à d'au~res systèmes de CFA0.
Les inEormatlons géométriques, topologiques et de travail générées dès la conceptlon et extraltes par l'interface sont ~morls~es dans une base de données dite "g~ométrique" 203. L'entité cvncern~e sera le bloc de structure métallique.
A par~ir d'un ~cran alphanumérique et graphique 208, l'opérateur a la possibilit~ de donner le num~ro du bloc de structure métallique dont les éléments sont extraits de la CFA0.
L'interface ef~ectue le transfert et les transformations nécessaires.
La CFA0 existante peut être éventuellemen~ complétee par des inEormztlons sp~clfiques ~ l'application "robotisa-tion du soudage".
La base de données géométriques est remplie par les programmes de l'interface avec la CFA0 et consultée ; par les programmes de préparation et/ou de simulation des t~ches de travall. Elle contlent les informatLons g~ométriques, topologiques et de soudage extraites de la CFA0, de tous les ~l~ments (tôles, proEilés, goussets, etc..) permettant la reconstitution du bloc ~22~
en trois dimensions (3D).
Les programmeB lnfor~atiques de descrlption des couples robot porteur 204 permettene la descrlption des morpholo-gles et des cln~matlque~ des couples utlllses. Lesinformations ainsl g~n~r~es 30n~ m~orls~e~ dans une base de donnees nommée "base de donn~es descrlptive des robots", 205.
La descrip~ion de la morphologle de~q englns de soudage est faite par assemblage de volumes g~om~trl~ues standards (parallél~pi~ède, tronc de cone, etc.) constituant l'outil, les bras, le porteur. Un langage lnformatique de la description est mls à la di~posltion du pr~para~eur.
La description de la cln~matlque permet la représentatlon graphique de l'~volution des mouvements d'un couple robot porteur. Elle prend en compte les capacites de tous les degre3 de llbert~ et les 1018 qui régissent chaque artlculatlon, La base des donn~es descriptives des couples robot porteur est remplie par les programme~ de description des couples robot porteur et con~ultée par le logiciel de si~ulaeion. Cette ba~e de donn~e~ contient toutes les information~ g~ométriques et cln~matiques de tous les ~léments constitutifs des diff~rents couples pouvant ~tre utilis~8.
Les programmes de description des standards de travail 206 permettent ~ partir de tableaux, l'établissement de liaisons standardls~es entre les differents types de paramètres. Les lnformations ain6i g~n~r~es sone mémorisées dans une base de donn~es nommée "base de données des standards de travail" 207.
L'établissement des relations ~tandardis~es est fa~te par liaisons hi~rarchis~s entre les diff~rents param~tres, en fonction de~ lois u~uellement employees clans les me~hodes de travail de la constructlon navale.
122%~?~01 Ces relatlons 80nt standardis~es mals non flg~es.
~es programmes permettent la ~odlfication ou le re~place-ment d'un ou plusieurs paramè~res de la llai30n hierarchi-s~e en fonctlon des be~oins specifiques La base de donnée des standards travail est re~plie par les programmes de description des standards et consultée par les programmes de préparationdes séquences d~ travail. Toutes les lnformatlons d~finissant les relations standar~isées entre les dlff~rents types de paramètres y seront m~moris~es.
~a pr~paratlon des t~ches de travail est faite ~ partir d'une représentatlon graphlque tridlmenslonnelle 208 du bloc ~ traiter. Cette représeneation graphique comporte tous les éléments du bloc (tôles profil~s, goussets, ~ontant~, etc.). Aucun trace n'est caché, ils sont ~ventuellement représent~s en pointlllé~ dan~
leur partie cachée. Les possiblllt~s graphlques sont le grosslssement, la rotatlon de l'ensemble représenté, l'interactlvite, la surbrlllance sélective.
Les program~es de pr~paration des tâches de travail à faire réaliser par les robots permettent la réalisation des opérations suivantes et leur encha~nement.
L'initlalisation de la base de donn~es des s~quences de travall 209 comporte la tran3mi3slon dans la base de données de l'identlfication du bloc à souder sous forme de message operateur, transmis au supervlseur (voir Fi8. 12), par exemple sur un support matériel (disquette) 214, ou dlrectement.
Sont transmlses par le même prlnclpe, la liste des éléments des moyens prévus par la préparation pour la realisation des ~quences de travail et la slgnature du bloc (capteurs, vi~ion, etc.) La r~alisation du positlonne~ent du bloc ~el qu'il 2 2 ~ .J~
est pr~sent~ en ateller 81 appule sur les po~sibilit~s du logiciel ~raphique (re~ournement par exemple).
Les r~sultats 80nt transmls dans la base de donn~e "séquence de travail" 209, puis ~lu superviseur pour ~rificatlon de la posltion en pr~paration du bloc en atelter.
Des points d'indexaticn d~flnlssent la position des capteurs ~ultrasons, lnfrarouges...) permettant de situer le bloc dans l'atelier. La reconnalssance du r~f~rentiel lié au bloc dans le r~f~rentiel lié
l'atelier permet au superviseur de d~cecter la position du bloc et d'effectuer toute~ le~ transformatlons n~cessaires des definitlons g~om~triques de~ ~léments ~t81es, profilés..).
Le cholx du posltlonnement de ce~ trols élements est prlvi-légle (~oints~ liaisons ..).
L'alvéole ou cellule est l'entlté ~lémentaire du bloc.
Elle est limlt~e par des t81es ou des profiles et est définie par la pr~paration. Elle d~limite la zone de travail d'un robot par frontlères. Toutes les cellules ainsi d~finles dans un bloc sont identifiées par leurs frontières répertorlée~. La llste des cellules est tr~nsmise au pr~parateur pour contrôle de la pr~paration des séquences sur tout le bloc et pour 1 ' alde à l'ordonnan-cement du bloc.
La cellule cholsie dan~ le bloc est extralte vlsuellement par effet de bofte à partir de la représentatlon graphlque tridimenslonnelle du bloc. Une information sur les dimentlons de l'alv~ole est indiquée sur l'~cran.
Une fois cette operatlon effectuee, le programme établit la liste de l'ensemble ~e~ zones à tralter dans la cellule et assocle ~ chacune les paramètre~ fournis par la CPA0 (SICEN).
2 ~ 2f?~0 L'e~tractlon et le traite~ent d'une zone s'effectue à partir de la repr~sentatlon graphlque tridimensionnelle de l'alv~ole. La zone e~t sélectiQnnée (par crayon de sais:Le par exemple). Sa définltion graphique appara~
en surbrillance. Son identiflcation dans la liste des ~oints de l'alvéole doit ~tre dlstlncte des autres ldentificatlons.
La sélection d'un Joint de soudure est effectu~e en désignant le point de ~part du cordon de soudure à
r~aliser.
D'une part, le programme -dolt déduire automaticluement de la base de donn~es g~ometrlque 203, l'envlronnement de travall : cette informatlon apparaft ~ 1' écran pour permettre une correction éventuelle de cet environne-ment sur l'initlatlve du preparateur , d'autre par~
~ partir des lnformatlons mémorls~es dans la base de données des standards de travail 206, 11 déduit l'ensemble standard de~ parametres ~ affecter ~ la zone s~lectionnee : cet ensemble apparaitra aussi ~ l'écran graphique et pourra ~tre ~ventuellement modif~é.
25 Toutes les lnformations alnsl g~nérées sont me~0risées dans la base de données des s~quences de travall 209.
Une baae de données 'Igestion ~tatistique" 210 se trouve enrichie de nouvelles lnformatlon de te~ps, 30 de longueurs et autres.
Une base de données "standard de s~quence de travall"
?ll est aussl mise ~ ~our.
35 La vérification et l'organlsatlon des séquences sur l'ensemble des zones de l'alv~ole est faite par programme.
Cela permet au pr~parateur de verifier que toutes les zones à traiter par les robots sont trait~es et d'organiser, en fonction des méthodes, la suite logique dea séquences de travail par d~signation des zones.
?~
?4 Les bases de donn~e~ 209, 210, 211 seront ~ises ~our et enrlch~es des informations ainsi g~n~rées.
Le cholx du couple robot porteur est effectu~ ~ partir de la base de donn~es de~crlptlve des couples et de3 dimentlons de l'alvbole ~ traiter. Une fois choisl il est positlonn~ au mieux dans l'alv~ole.
Le programme doit effectuer tous les calculs permettant de savoir sl les dimen3ions du couple s~lectionn~
et celle de l'alveole sone compatibles.
Ces opérations effectu~es, le~ informatlons d~finlssant le couple choisi, sa position et 80n orientation sGnt m~moris~es dan~ la ba~e de donn~es travail du bloc.
Les traJectolres d'accès aux s~quences sont les traJectoi-res sul~les par le couple. Elles permettent d'approcher rapldement la position de départ du travail.
Dans le cas de franchis~ement d'obstacles, le pr~parateur adapte des traJectolres ~tandardisées, paramé~r~es et préalablement d~crites, pour r~allser la liaison entre zones. ~es opérations effec~uees, une vbrification de toute~ les liaisons entre zones devra etre réallsée par le programme.
~a simulation et la v~rification d'exécution permettent la ~erification de~ mouvements du couple executan~
les s~quences, préc~de~ment ~tablles pour une alvéole.
Cela permet, d'une part de détecter toute collision in~empestlve, toute lnacces~lbilité, et d'autre part de diminuer sensiblement les temps d' immobili~ation des robots dans l'atelier et de travailler en toute sécurit~.
~es modiflcations de ~équences sont possibles, suite aux indications du programme de simulatlon.
Cette v~rifiaation effectu~e, la base des donn~es "soudage du bloc" est mise à Jour d~flnitlvement pour l'alvkole. ~a base de données ",~estion ~tatistlque"
et "séquence standard" ~ont eventuellemant mi~es à
~our.
Toutes les alveoles ayant été trait~es, le pr~parateur dispose d'un outll informatique lui per~ettant de vérlfier que toutes les alv~oles ont éte tralt~es et d'en reali3er l'ordonnancement. Les bases de donnees "gestion 6ta~istique" et "soudage du lbloc" sont enrichies de ces lnformations. ~a base de donn~es "standard de s~quences de travail" est remplie par le préparateur lors de la pr~paration des s~quences de soudage dans une alvéole. ~lle m~orlse toutes les sequences de travail ~ugées ~tandards.
Ces séquence~ standardisées sont utilisees soit pour d'autres zones 30it pour d'autres alvéoles d'a~pects topologiques semblables. Elles peuvent être utillsées d'un bloc à l'autre.
La base de donn~es "gestion statlstique" contient toutes les lnformations concernant :
- le nombre de zones de travall, - les caractérlstlques des zones (longueur, surfaces, etc..) dans un bloc (multi-passes incluses) pour un navire, - les temps de r~alisation dans une alvéole, dans un bloc pour un navire, - les temps de ~ravall, - les ~emps moyens entre panne (Mean Time Between Fallure).
Cette base de donn~es eRt évolutive, la lista des informations n'étant pas exhaustive.
La base de donnees "travail" ast remplie par les programmes de préparation, ~lmulatlon, ordonnancement et consultée par le programme de gen~raeion de commande et le programme de formattage. Elle m~morlYe toutes les lnformatlons decrites pr~c~demment.
L'ensemble des com~andes ex~cutables par le superviseur sont les sui~ante~ pour un bloc :
5 - co~andes de gen~ration de message~ sur le pupitre du robot pour :
. vériflcation de la conformit~ du bloc (par signature et/ou identiflcatlon), . v~riflcation du positionneTIent du bloc dans l'atelier~
. v~rification de la presence de l'ensemble des moyens n~ceQ~alres à la reallsation des t~ches de 30udage, - commande~ pour initlalisatlon du porteur (inde~ation), commandes pour positionnement de l'engin de soudage et désaccouplement~
- Commandes d'exécutlon des séquences par blocs d' informa-tions, permettant des reprlses eventuelles en ca~
d'arrêts, - co~mande pour perme~tre au moyen de transport de reprendre l'engin de soudage ee le positionner dans une alv~ole voisine en tenant compte de certaines impossibilit~s (alv~ole3 occult~e~), - gén~ration du graphe des alv~oles permettant d'ordonnan-cement des t3ches de~ engins de soudage.
La centrale de programmatlon alnsi conçue réalise les ob~ectifs sulvants :
- elle d~charge le superviseur de toute la conception des ~quences de travail, - elle per~et un travall en ~emps masqu~, - elle permet le maximum de v~riflcation avant l'exécutlon des t3ches en atelier, - elle permet de s'affranchir du problème de langage spécifique des robots. 3 ~

The welding current generator 13 is equipped to receive the reel ensuring the connection umbilical cord 12 gr ~ ce to a frustoconical base enlarged upwards ~ and provided with means for ~ automatic connection of the different elements of the umbilical cable 12: optical bus, power cable ~ electric, protective gas 9 cooling water etc. The information brought by the optical bus are transmitted to a "supervisor" placed in a station the structure of which will be described below after.
In a simple version, the bearer is Eixe and the ~ euls actuators which ll dlspose are electro-magnets 18a, or other means of attachment to a workstation support surface for its immobilization tion instead of work. Tool movements, at the workstation are provided by the single arm robot that has the degrees of freedom ~ necessary.
~ 0 ~ e por! tor 9 can also be mobile ~ as equipped feet that can move step by step and are provided with means of attachment to a support surface.
For a good quality of work we must plan either stop the tool while moving the carrier 9 which is not tou ~ bear possible, in welding including either taking small steps and compensating discontinuous movements of the wearer by movements suitable for the robot arm, especially the wrist 3 ~ lOa, which is a complication in terms of resources of col ~ mande, but also the precision of the result.
In an interesting variant, the wearer is in two parts, one of which is fixed and constitutes a rail or a travel path for the other party which can then move continuously during the job. The fixed part can be a rigid beam fixed either at the bottom of a compartment 39 or at the top of two stiffening partitions limiting a compartment.
The fixed part can also be a flexible beam.
~% ~

of the "BVG-O" type marketed by the HOBARD company which supports the support surface, and which carries protruding like a mallet. The flxation of these small beams include magnetic suction cups or ~ depression, QU many clamps ~ sheet metal engaged with stiffening protrusions or clolsons with possibly, in the case of a rigid beam, telescopic stalls for positioning ~ height suitable. These fixing means can themselves be ~ Same movable, allowing for example the d ~ placement of a louse ~ re rigid perpendicularly ~ itself on the top of partitions between compartments.
The second par ~ ie of such a carrier is a carriage LS which moves along the beam, and supports the robot arm. Beams can be provided extension cable ~ if necessary. ~ e choice of carrier or another is the responsibility of a methods, and the exchange of carriers is ~ exchange station 17 for tools and carriers, which includes a tockage of a number of carriers of different types, interchangeable for the same robot arm.
The same exchange station 17 also constitutes a store for tools of different types. Among ceu ~ -ci we can provide in particular: a torch "MIG / MAG" welding, a "TIG" torch, devices t81e cutting, chamfer preparation, deburring, grinding, gouging, optical control, control by ultrasound, radiography, etc.
As mentioned above, an inspection device optics can benefit from simplified electronics VI, Fig. ll.
The ~ ig. 9 is a schematic diagram of a detailed model gripper 8 and cooperating bodies aYec him. The gripper 8 includes an upper casing 30, provided with a support pin 31 intended ~ to cooperate with the hook 32 of the overhead crane, supported by the muffle 7 suspended from the carrying cable 33. The casing has wings 34 which have been fixed by screws (not shown) at the edges of a stabilizing plate secured to the muff ~ 1e 7. Lc casing 30 carried by the end of a vertlcal tree 36a a pla ~ ine Rotating 36. Inside the housing 80nt placed, a gyroscopic stabilizer composed of a rotor with horizontal axis 37 drive ~ in high speed rotation by a motor 38, and a motor ~ dwcteur 39 drives in rotation the plate 36. Here we have provided a stabilizer gyroscopic ~ but really ~ he is not the only one stabilizer possible.
On the underside of the turntable 36 are fix ~ s two hanging devices ~ electromagnetic lock lS ~ ique 40, 41. The premiar is constructed to cooperate with the attachment part 20 of the carrier 9, Fi8. 2.
The second, of analogous construction, is designed to cooperate with a similar attachment piece 42 integral of the reel 16. The cable of the link 12 comes out laterally from the reel to go to the connector 23 port ~ by the bracket 19 of the carrier 9. The reel 16 comprises at its base a prlse 24 with automatic engagement : when the reel 16 is placed on a support suitable for welding generator 13 ~ cable 12 is automatic ~ ent connects. Remember that this cable includes the optical bus 109 which is connected to the processor central 115 by the connector 119 when the socket 24 is engaged. The cable 12 further comprises the power supply conductors of the various actions-of the robot carrier and arm, of the welding current conductor, of the shielding gas conduits welding, coolant etc.
I, e gripper 8 is power ~ ener8ie and signals control by a cable 15 connected to the cabin 14 of the overhead crane 4.
A disconnectable socket 43 port ~ e by the stabilizing plate trice 35 allows the connection to be interrupted if desired use the hook 32 having removed the gripper ~.
Fig. 10 is related to a variant of the gripper and its method of attachment. This gripper 26 is connected to the carriage 6 of the carrying beam 4, no longer by a muffle 7 suspends from a carrier cable 33, but S by a rod t ~ lescoplque 27 pr ~ f ~ rence to sectlon square which eliminates the need for a stabilizer telescope. Such a rod 26 'is represented ~ e in Fig. 1 in connection with the gantry 4b.
We observe in this Fig. 1 that the gantry 4b is quite large. This corresponds to fact that the post 17 of exchange of tools and carriers was ~ t ~ placed in this port ~ that, rather than on the edge of the workshop. This variant, a little more perfect-n ~ e saves appreciable time in casob tool or carrier changes are frequent.
The Fi ~. 11 is a diagram of optoelectronic blocks of a preferred mode of particular reallation of the installation lation. In this figure the upper part represents the mobile elements and the lower part of the elements fixed, the connection between the two element serles being provided by the intermedi ~ dialre of the connecting cable 12.
Movable elements include a carrier element Pl, an element ~ flush robot Rl and ~ acultively a Vl vision element. The ateller is equipped with several robot carrier assemblies, so there are more than one element analogs such as Pl, Rl, Vl, etc. These elements are interchangeable.
Fixed elements include the supervisory station or UC control "supervisor", and in the case where the tool is a welding tool, a welding unit US.
The structure of the carrier elements Pl and robot arm Rl is substantially the same: for each movement 2 ~
.., possible. rotation7 sliding ~ possible ~ next ~ next two dlrections, ~ lse in action of ~ electro-almants, etc., an actuator 101 controlled by an ear power 102 connected ~ an ali ~ entat ~ on 103 and a sensor 104 80nt rell ~ s ~ an interface ~ / S 105 without constitute a loop of servl ~ ment, the latter ~ both postponed ~ e to the level of ~ upervlseur. This provision avoids interference ~ of parasites in this position sensitive. All the interfaces of the carrier element P1 or the Rl robot element have connected a coder multiplexer-demultiplexer co ~ mun 106, 107 which transforms le8 ~ electrical signals in optical signals and vice vice versa. Optical signals pass through a connector optic 108 towards a bu ~ optic 109. The cable of: Lia1son 12 co ~ takes the optical bus 109 in its central part.
It also includes electrical power cables power of ~ actuators. It still costs, in the case of welding, the power supply cable welding current, possibly gas ~ wadding, coolant, etc.
The V1 vision element, when it is foreseen, can take place, instead of a video camera ~ o ~ an opt ~ that 110 whose let’s inform that they are sent to the bus optical 109 after pa ~ age dan ~ an optical encoder 111 without ~ being transformed ~ into electrical ~ signals. The element Vl further includes a la ~ er 112 connected to an allmentatlon 103 by an interface 113 itself connected to the encoder optlque 111.
The essential element of the UC supervisory position is a front processor 115 of ~ great power, provided of a mass memory 116. The processor 115 is connected ~ via a microprocessor assembly multiple 115a which ensures the control loops to a multiplexer-d ~ ultiplexer-decoder 117 which transform the ~ i3 ~ US signals of the 115a set into signals optlque ~ and vice versa, and which is connected ~
a part 118 of the optical bus, which is connected to the rest of the bu ~ optics 109 ~ traYer ~ a connector L

optical 119 which is part of connector 24. The processor ~ ron ~ al 115 is in o ~ be connected ~ ~ a processor raplde 1209 which signals signals from the optics who pass ~ cross ~ a ~ optical multiplexer 121 and a positive dl ~ optical signal traltcment ~
122.
One of the important polnts of the invention relates to the programming center. The mass of information ~ provide the couple ~ robot ~ carrier ~ comes from two ~ ource ~ dif-f ~ rente ~:
- external ~ CFA0, operator), - local salsies (acquired ~ by the robot lul-m ~ me ~ at work in real time) The robotic system is rell ~ ~ a database CFA0 200 existing which can be the known system under the name of "SIC ~ N" (Computer System for Design and Study of the Ship), which will not be described not here.
The programming center 212 allows mod ~ llsatlon of any type of robot, graphical simulation of its tasks, the automatic offline programmaelon of these, by graphic representation ~ years ~
workshop intervention and finally scheduling of all the alveoli in the block.
For this, the preparer, installed in a station 212 programming connected to the different bases of data, di ~ po ~ e of outll3 slmples to dialogue and design the tasks ~ falre ~ to realize by the robot (language ~ volu ~ light pen, menu, etc.) no represent ~. It also has visualisatlon means 208.
The programming center, ~ partlr from the base of given CFA0, provides all the information necessary for automatic robot operation in the workshop.

Information from the CFA0 database are considered theoretical: therefore the work of the programming center is only theoretical concept of 3 tasks. The poet of supervision is responsible for adapting all of this information to its real environment in the workshop.
The preparation of information for:
that the real robot carrier couple never gives lead to feedback from the supervisory position to CFA0.
The essential operating instructions of the program center are listed in:
- tra ~ ectory instructions (outll) ~ geometry, vi ~ esse, moving from one work area to another ~
- working instructions ~ ex ~ cuter, - posltionne ~ ent instructions (carrier ~, index point-tion, - operator intervention instructions, operator dialogue - UPRT, - etc.
The means of verification by visualization and by cell level simulations are:
- verification of instructions and tra ~ ectories, - verification of work instructions, - Verification of the positioning instructions, - verification of the adequacy of the means used to carry out the task, - verlfication of the coherence of all the tnforma-tlons, - etc.
The instructions can be modified.
I, the theoretical information defining the sequences of work to be carried out by the robots are memorized per block in a database ~ from which the operation is carried out. All information are transferred to a physical medium (disc, tape, cassette) and then sent to the supervisor, or can be transmitted directly to the supervisor.
Statistical management makes it possible to record and to manage the work sequences (lengths of park, time, etc.) and the robot-carrier pairs in each alveolus.
The 20 ~ computer CFA0 interEace allows the connection with any existing CFA0 at the upstream level of the design of the navlre structure. CFA0 maybe the SICEN system. The modularity of this lnterface allows its adaptability to other systems of CFA0.
Geometric, topological and inEormatlons work generated from conceptlon and extraltes by the interface are ~ morls ~ es in a database called "g ~ omometric" 203. The entity cvncern ~ e will be the metal structure block.
From ~ ir of an alphanumeric and graphic notch 208, the operator has the possibility to give the number of the metal structure block whose elements are extracts from CFA0.
The interface performs the transfer and the transformations required.
The existing CFA0 can be optionally completed by specific inEormztlons ~ the application "robotisa-welding ".
The geometric database is filled with programs of the interface with CFA0 and consulted ; through preparation and / or simulation programs work tasks. They control information g ~ ommetric, topological and welding extracted CFA0, all ~ elements (sheets, proEiles, gussets, etc.) allowing the reconstruction of the block ~ 22 ~
in three dimensions (3D).
Informational programs for couples' description carrying robot 204 allows the descrlption of morpholo-gles and cln ~ matlque ~ of couples utlllses. Lesinformations ainsl g ~ n ~ r ~ es 30n ~ m ~ orls ~ e ~ in a database called "descrlptive database robots ", 205.
The description of the morphology of ~ q welding englns is made by assembling standard volumes ~ om ~ trl ~ ues (parallel ~ pi ~ ede, cone trunk, etc.) constituting the tool, the arms, the carrier. A computer language of the description is mls to the di ~ posltion of pr ~ para ~ eur.
The description of the cln ~ matlque allows the representatlon graph of the evolution of a couple's movements carrier robot. It takes into account the capacities of all the degrees of llbert ~ and the 1018 which govern each artlculatlon, The descriptive database of robot couples carrier is met by description program ~
couples robot carrier and con ~ ultée by the software of si ~ ulaeion. This database contains all information ~ g ~ ommetric and cln ~ matic of all ~ the constituent elements of the different ~ rents couples can ~ be used ~ 8.
Work standards description programs 206 allow ~ from tables, the establishment of standard connections between the different types parameters. The information thus generated stored in a database called "database working standards data "207.
Establishing tandardized relationships is easy by hierarchical links between the different parameters, according to ~ laws only ~ used in the working methods of shipbuilding.
122% ~? ~ 01 These relatlons 80nt standardized ~ not unflugged evils.
~ es programs allow ~ odlfication or re ~ place-ment of one or more parameters of the hierarchy hierarchy s ~ e according to specific needs The labor standards database is refilled by standards description programs and accessed by sequence preparation programs of work. All information defining standard relationships between dlff ~ rents types parameters will be saved there.
~ a pr ~ paratlon of work tasks is done ~ from a tridlmenslonnelle 208 graphlque representation of the block ~ process. This graphic representation contains all the elements of the block (profile sheets ~ s, gussets, ~ ontant ~, etc.). No trace is hidden, they are ~ possibly represented ~ s in pointlllé ~ dan ~
their hidden part. The graphical possibilities are the grosslssement, the rotatlon of the assembly represented, interactlvite, selective surbrlllance.
Work task preparation programs to be made by robots allow the realization of the following operations and their sequence.
The initialization of the sequence database of travall 209 includes the tran3mi3slon in the base of the identification of the block to be welded under form of operator message, transmitted to supervisor (see Fi8. 12), for example on a physical support (diskette) 214, or directly.
Are transmitted by the same prlnclpe, the list of elements of the means provided by the preparation for the realization of work quences and the design of the block (sensors, vi ~ ion, etc.) The realization of the position of the block and that it 2 2 ~ .J ~
is present ~ ateller 81 presses on po ~ sibilit ~ s ~ raphic software (re ~ ournement for example).
The 80nt results transmitted in the database "work sequence" 209, then ~ read supervisor to ~ rificatlon of the posltion in preparation ~ block preparation atelter.
Index points d ~ flnlssent the position of sensors ~ ultrasound, infrared ...) allowing locate the block in the workshop. The recognition of r ~ f ~ rentiel linked to the block in r ~ f ~ rentiel linked the workshop allows the supervisor to detect the position of the block and perform all ~ the ~ transformatlons necessary ~ g ~ om ~ tric definitlons of ~ ~ elements ~ t81es, profiles ..).
The chollt of the posltlonnement of this ~ three elements is prlvi-light (~ anointed ~ connections ..).
The alveolus or cell is the elementary block.
It is limited by t81es or profiles and is defined by the preparation. It limits the area work of a robot by frontlères. All cells thus finals in a block are identified by their listed borders ~. The cell list is sent to the preparer to check the preparation sequences all over the block and for the alde on the order block cement.
The cholsie cell dan ~ the block is extralte vlsuellement by box effect from the graphical representation three dimensional of the block. Information on dimentlons alv ~ ole is indicated on the ~ screen.
Once this operation has been carried out, the program establishes the list of all ~ e ~ zones to be traled in the cell and associate ~ each parameter ~ supplied by CPA0 (SICEN).
2 ~ 2f? ~ 0 The e ~ tractlon and the treatment of an area is carried out from the representation ~ three-dimensional graphlque of alv ~ ole. The area is selected (by pencil know: The for example). Its graphic definition appears ~
highlighted. His identification in the list ~ anointed with the cell must ~ be dlstlncte from others Identifications.
The selection of a weld joint is carried out in designating the point of ~ part of the weld bead to realize.
On the one hand, the program -dolt deduct automaticluement of the geometrical database 203, the environment of work: this informatlon appears on the screen to allow a possible correction of this environment ment on the initiative of the preparer, on the other hand by ~
~ from the information stored in the database of working standards 206, 11 deducted the standard set of ~ parameters ~ assign ~ the selected area: this set will also appear ~ the graphic screen and may be ~ possibly ~
changed.
25 All generated alnsl lnformations are sent to me in the work sequence database 209.
A 'statistical ~ management' data base 210 is finds enriched with new information from te ~ ps, 30 lengths and others.
A "standard working sequence" database ? ll also be put ~ ~ our.
35 Verification and organization of sequences on all the areas of the alv ~ ole are made by program.
This allows the preparer to verify that all the areas to be treated by the robots are marked ~ es and organize, according to the methods, the logical sequence work sequences by designating the zones.
? ~
? 4 Databases ~ 209, 210, 211 will be ~ ises ~ our and enrlch ~ es information thus g ~ n ~ rees.
The carrier robot couple's cholx is carried out from the ~ crlptlve database of couples and de3 let's dimension the alvbole ~ to treat. Once chosen it is positlonn ~ at best in alv ~ ole.
The program must perform all the calculations allowing to know sl the dimensions of the selected couple and that of the compatible alveolus.
These operations performed, the informant the chosen couple, its position and 80n orientation sGnt memorized in the work database of the block.
The traJectolres of access to the sequences are the traJectoi-res sul ~ les by the couple. They allow to approach the starting position of the work quickly.
In the case of obstacle clearance, the preparer adapts tandardized traJectolres, param ~ r ~ es and previously described, to re-link between zones. ~ es operations performed ~ uees, a verification of all ~ the connections between zones will have to be re-installed by the program.
~ A simulation and verification of execution allow the ~ erification of ~ movements of the executan couple ~
the ~ sequences, prec ~ of ~ ment ~ tablles for a cell.
This allows, on the one hand to detect any collision in ~ empestlve, any lnacces ~ reliability, and other part of significantly reducing downtime robots in the workshop and work in full security ~.
~ es modiflcations of ~ equences are possible, continued to the indications of the simulation program.
This verification carried out, the database "block welding" is updated d ~ flnitlvement for the alvkole. ~ a database ", ~ estion ~ tatistlque"
and "standard sequence" ~ may have mi ~ es at ~ our.
All the cells having been treated, the preparer has a computer outll allowing him to check that all the alv ~ oles have been tralt ~ es and to carry out the scheduling thereof. Databases "6ta ~ istique management" and "lbloc welding" are enriched of this information. ~ based on "standard" data of work sequences "is filled by the preparer during the preparation of the welding sequences in a cell. ~ lle m ~ orse all the sequences of work ~ ugés ~ tandards.
These ~ standardized sequences are used either for other 30it zones for other cells of a ~ pects similar topologies. They can be used from one block to another.
The "statistical management" database contains all information concerning:
- the number of working areas, - the characteristics of the zones (length, surfaces, etc.) in a block (multi-pass included) for a ship, - The times of realization in a cell, in a block for a ship, - times of ~ ravall, - the average emps between breakdowns (Mean Time Between Fallure).
This scalable database is the list of information is not exhaustive.
The "work" database is filled by the programs of preparation, ~ lmulatlon, scheduling and consulted by the command generation program and the program formatting. She m ~ morlYe all lnformatlons described previously.
All of the commands that can be cut by the supervisor are the following ~ ante ~ for a block:
5 - co ~ andes of generation ~ message ~ on the console of the robot for:
. verification of the conformity of the block (by signature and / or identiflcatlon), . check the position of the block in the workshop ~
. verification of the presence of the whole means n ~ ceQ ~ alres to the reallsation 30udage tasks, - command ~ for initiation of the wearer (inde ~ ation), controls for positioning the welding machine and uncoupling ~
- Sequence execution commands by information blocks tions, allowing possible reprlses in ca ~
stops, - order for perimeter by means of transport from pick up the welding machine and position it in a neighboring alv ~ ole taking into account certain impossibilit ~ s (alv ~ ole3 occult ~ e ~), - generation of the graph of alvoles allowing scheduling cementing t3ches of ~ welding equipment.
The designed alnsi programming unit performs the following objectives:
- it loads the supervisor of all the design work frequencies, - it per ~ and a work in ~ masked emps ~, - it allows the maximum of v ~ riflcation before the executlon workshop tasks, - it eliminates the language problem specific to robots.

Claims

The achievements of the invention, about which the exclusive right of property or privilege is claimed-are defined as follows:

1. Installation to build or process automatically similar objects, but generally not identical, without moving said objects, these objects can before forming assembled groups, characterized in that it includes:
- a workshop equipped with tooling, means of transport capable of moving said means of tillage, and location and tracking sensors allowing to know the environment of the tooling means;
- a programming center (212) comprising means for receiving and storing information necessary concerning the objects to be built and / or the processing means to make them undergo, means to receive and put in memory of the technical characteristics of the tool means-lage which one can have, means to build starting from these two sources of information an operation program relating tif to one of the objects, means to control this program operation by visualization and correct it if necessary, then switch to a program relating to another of said objects or a program of assembling objects, and means for put these programs in memory, the program center tion comprising on the other hand means for establishing a pro-gram of displacement of tooling means, means for control this travel program and resources for the save; and - a supervisory position including resources to receive the different memorized programs established by the programming center, means for detecting the pre-sence of tools and transport necessary for their execution, means for communicating instructions contained in said programs to said tooling means and transport, and means for controlling said means tools and transport.

2. Installation according to claim 1, characterized in that said tooling means comprise robots.

3. Installation according to claim 1, characterized in that it is part of a construction site shipbuilding, the objects being cells, and the groups of objects being blocks each constituting a part part of a ship under construction.

4. Installation according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the programming center comprises take:
- a '' geometric '' database (203) which receives through an interface, data relating to objects to be manufactured or treated;
- a "tool" database (205) which contains a description of the possibilities of the tool means-lage;
- a '' working parameters '' database (207) which contains working standards;
- a work preparation station, which takes steps to extract the data it needs of the three aforementioned databases in order to prepare a work sequence corresponding to one of said objects, which is equipped with means of execution with visual simulation for the control of such a work sequence, which also includes resources to prepare a work sequence for a group of objects;
- a "work sequences" database (211) comprising means for receiving a sequence of work vail from the work preparation station and for the return it at his request;

- a '' statistical management '' database (210) comprising means for exchanging in both directions with the work preparation station; and - a work sequence database of a group, comprising means for receiving such a work sequence prepared by the preparation station of work and to transmit it to the supervisory position.

5. Installation according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the supervisory position includes a slave microprocessor connected to a master microprocessor which is part of the programming center.

6. Installation according to claim 1, in which the workshop is served by a moderating support beam bile such as gantry, overhead crane or the like, and is equipped with at least one robot formed by an articulated arm (10) comprising carrying several axes of rotation and / or sliding connections each provided with drive means, said arm having an end mite which can be connected to a treatment tool (11) or object inspection, said arm comprising another end which is connected to a robot carrier (9) provided with disconnectable attachment means capable of ensuring direct mechanical connection with the object to be treated or inspected ter and means for ensuring a mechanical connection of said carrier with said carrier beam in order to allow move said carrier with the arm from one point to another by the workshop, the workshop further comprising control means of and supplying said motor means and said tool, and connecting means (12) between said control means and supply and said motor means, characterized in what means to ensure the bond of the carrier with the said beam are disconnectable attachment means (20) distinct from the means ensuring a direct mechanical connection with the object to be treated or inspected.

7. Installation according to claim 6, charac-characterized in that the carrier (9) is provided with a bracket (29) in the form of a hoop having uprights which are placed on the side and on the other side of the arm (10), the said bracket (29) being able to rotate on a base (21) of a plate (18) of the carrier, and bearing said disconnectable hooking means (20) for a connection of the carrier (9) with said bracket.

8. Installation according to claim 6, characterized in that the robot carrier (9) is provided a means of protecting the robot arm (10).

9. Installation according to claim 8, characterized in that the means of protection of the ro-arm bot comprises irons (22) pivotally mounted on the stem (19).

10. Installation according to claim 6, characterized in that said disconnection hooking means bles (20) include a gripper (8) connected to a carriage (6) movable on the beam by a series of rigid means arti-abutments or sliding relative to each other, means (39) being further provided for rotating the gripper (8) around a vertical axis.

11. Installation according to claim 10, characterized in that the gripper (8) is provided with a mesh bell (25) to protect the robot-carrier couple (9) when traveling.

12. Installation according to claim 10, characterized in that the gripper (8) is provided with crossed cables.

13. Installation according to claim 10, characterized in that the gripper comprises a stabilizer comprising a gyroscopic steering wheel (37) with a horizontal axis, said means for rotating the gripper around a vertical axis comprising means for rotating the said gripper (8) about a vertical axis with respect to said sta-stabilizer in order to bring said gripper (8) into an orien-wanted.

14. Installation according to claim 10, characterized in that the gripper (8) carries means additional hooking (41) disconnectable, and susceptible to ensure a connection with a reel (16) capable of support the connecting means (12) connecting the supply means ment and control with said motor means of the arm robot, these connecting means being themselves disconnectable at least at one point.

15. Installation according to claim 6, 7 or 10, characterized in that the carrier (9) is in two parts, one being capable of being fixed relative to the part to be treat, the other being able to move along the first.

16. Installation according to one of claims 6, 7 or 10, characterized in that the carrier (9) comprises means to move in small steps, and these movements are compensated by appropriate movements of the arm (10) in particular of a wrist of this arm.

17. Installation according to claim 6, characterized in that the carrier (9) is provided with a bracket (29) in the form of a hoop having uprights which are placed on either side of the arm (10), said bracket (29) being able turn on the base (21) of a plate (18) of the carrier.

18. Installation according to claim 14, characterized in that all of the computer means of control station program memory and command and the workshop is grouped in a single processor located at level of said supply and control means, the arm robot (10) and its carrier (9) essentially comprising as coder-decoders, electrical or mechanical means necessary, and direct power controls linked to said codec-decoders.