FR2550984A1 - Installation flexible de couples robot-porteurs - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UNE INSTALLATION FLEXIBLE D'ATELIER UTILISANT UN OU PLUSIEURS ENSEMBLES FORMES D'UN BRAS DE ROBOT 10 ET DE SON PORTEUR 9 ET D'UN DISPOSITIF DE TRANSFERT 4. LE BUT DE L'INVENTION EST D'OBTENIR UNE QUALITE ET UNE VITESSE DE TRAVAIL COMPARABLES A CELLES D'UN SYSTEME CONCU POUR DES DEPLACEMENTS D'OUTIL DE FAIBLE AMPLITUDE, AVEC UNE GRANDE VITESSE DE DEPLACEMENT. POUR CELA, LE PORTEUR 9 EST POURVU DE MOYENS PERMETTANT DE L'ACCROCHER A VOLONTE 18A, 20 SOIT A LA PIECE A TRAITER, SOIT A UNE POUTRE MOBILE OU ANALOGUE, ROULANT DE L'ATELIER. AVANTAGEUSEMENT, LE PONT EST EQUIPE D'UN PREHENSEUR 8 A STABILISATEUR GYROSCOPIQUE POUR L'ORIENTATION DU PORTEUR. APPLICATION A LA CONSTRUCTION NAVALE.

Description

La présente invention est relative à un atelier pour le traitement robotisé d'objets de grandes dimensions.

Au cours des dernières années, de grands progrès ont été faits pour le traitement automatisé d'objets divers.

Par exemple des robots ont été prévus pour amener des pièces ou accessoires en position convenable à un ou plusieurs postes de travail d'une machine-outil, où ces pièces reçoivent le traitement désiré, puis pour évacuer ces pièces. De telles installations conviennent particulièrement pour des objets de petites dimensions, mais leur coût augmente rapidement avec la taille des objets à manipuler.

On a aussi décrit des installations pour le traitement d'objets plus importants dans lesquelles l'objet à traiter est fixe et le robot, porteur d'un outil, se déplace par rapport à l'objet. Dans une réalisation de ce genre, un bras porte-outil, pourvu d'articulations actionnées par un moteur, fait décrire à l'outil des trajectoires, cependant que l'ensemble du bras est porté par un corps muni de moyens de locomotion, un tel appareillage ne permet que des déplacements lents et est adapté plutôt au traitement ou à l'inspection ininterrompue d'une surface.

On a également proposé des installations dans lesquelles un bras porte-outil articulé est relié fonctionnellement à une poutre porteuse mobile par translation et/ou rotation notamment un portique ou un pont roulant, ou une potence. Les articulations du bras permettent des mouvements lents et de petites amplitudes, alors que le pont roulant permet des déplacements relativement rapides et d'amplitude plus grande. Un tel appareillage peut être umtilisé, par exemple, à la fabrication de la coque d'une embarcation de plaisance par projection de résine sur un moule, mais il convient mal à un atelier de grande taille comportant plusieurs postes de travail fonctionnant simultanément, > car la poutre porteuse (portique, pont roulant, potence) qui porte le bras articulé ne peut être utilisé pour travailler simultanément sur ces postes.

Un problème important qui se pose lors de la robotisation d'un atelier de grandes dimensions est celui de la vitesse et de la précision. Lorsque l'outil doit opérer des déplacements plus grands, on est conduit normalement, soit à augmenter les dimensions unitaires des éléments du robot, soit à multiplier le nombre des éléments placés en série dans ce robot. L'augmentation des dimensions des éléments a pour effet d'augmenter leur poids, donc leur inertie. La multiplication des éléments augmente le nombre de jonctions à pivot ou à coulissement, sources de jeux mécaniques. En conséquence, l'augmentation de l'importance des déplacements de l'outil conduit à une réduction de la précision. De plus, l'apparition de vibrations, mesurées lors d'essais, amène à réduire la vitesse de travail, ce qui est contraire au résultat recherché.

Un premier but de 1 invention est de fournir une installation d'atelier où les outils peuvent être déplacés sur de grandes di stances, en opération ou non, avec cependant une précision et une vitesse de travail comparables à celles qu'on obtient avec une installation où les outils ne se déplacent que sur de faibles distances.

Un deuxième but est de faire fonctionner en simultané plusieurs outils ou couples robot porteurs.

Un troisième but de l'invention est de réaliser une telle installation avec des coûts de construction et d'entretien qui soient particulièrement faibles.

La présente invention fournit, dans ces buts, une installation d'atelier robotisée desservie par une poutre porteuse mobile ou analogue, comprenant au moins un bras de robot, chaque brae comportant plusieurs axes de rotation et/ou liaisons coulissantes pourvues chacune de moyens moteurs, une extrémité de chacun des dits bras étant reliée à un outil de traitement ou d'inspection d'une pièce, l'autre extrémité de chacun des dits bras étant reliée à un porteur correspondant.L'installation comprend en outre des moyens fixes de commande et d'alimentation et les dits moyens moteurs, cette installation présentant la particularité que chacun des bras de robots peut ê tre déplacé d'un point de travail de l'atelier à un autre à l'aide d'une poutre porteuse, la prise du robot par la poutre porteuse s'effectuant de manière autoautiqut grâce ê un système dépendant de la dite poutre appelé "préhenseur". Le préhenseur porte en outre des moyens d 'accrochage complémentaire déconnectables et susceptibles d'assurer une liaison avec un enrouleur capable d'emmagasiner -les moyens de liaison reliant les moyens d'alimentation et/ou de commande au bras de robot, ces moyens de liaison étant eux-mêmes déconnectables au moins en un point.

Par "poutre porteuse, pont roulant, portique, ou analogue" on désigne un mobile qui permet de prendre un objet dans l'atelier, de le transférer à vitesse élevée à un autre point de l'atelier et le laisser à cet autre point. Parmi les mobiles qui répondent à cette définition, 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 ainsi qu'une passerelle de commande et de préparation des couples robots porteurs. Dans ce cas, le palan du pont roulant sera avantageusement remplacé par des profils métalliques rigides polyarticulês et/ou coulissants. Ainsi donc dans le présent texte, pour simplifier, on désigne n'importe quel de ces engins par "poutre porteuse".

Le dispositif de l'invention offre les mêmes avantages de vitesse et de précision pendant les moments ou l'outil est en action, qu'un ensemble robotique ayant les mêmes caractéristiques que l'ensemble constitué par le bras du robot et son porteur, cepe ndant qu'il possède les propriétés d'amplitude et de vitesse des déplacements procurés par la poutre porteuse pendant les périodes de transport.

La liaison mécanique directe du porteur, par exemple à la poutre porteuse, peut se faire en utilisant simplement le crochet suspendu classiquement au chariot mobile de la poutre porteuse si celle-ci en est pourvue mais cette solution entraine la difficulté suivante il est possible actuellement d'assurer la position du crochet dans le sens de la longueur et de la largeur de l'atelier, ainsi que dans le sens de la hauteur avec une bonne précision, de l'ordre de 0,1 m depuis la cabine de commande, mais l'orientation du crochet dans la plupart des cas échappe au contrôle de la cabine de commande.

Le crochet est relié à la poutre du pont par un câble à un ou deux brins, avec interposition, le plus souvent d'une articulation à axe vertical, si bien qu'une intervention humaine est nécessaire si l'on veut orienter la charge portée par le crochet d'une façon précise, ce qui est le cas ici. Même si on supprime cette articulation verticale le crochet est soumis à des mouvements d'oscillation autour d'un axe vertical dus au faible couple de rappel du câble.

Ces mouvements sont difficilement contrôlables depuis la cabine de commande de la poutre porteuse, si bien qu'il est difficule de déposer le porteur dans une orientation prévue à l'avance.

Selon une modalité intéressante de la présente invention, on prévoit que, si les moyens désignés sous le nom de préhenseur8 prévus sur la poutre porteuse pour coopérer avec les moyens d'accrochage correspondants prévus sur le support sont reliés au reste de la poutre porteuse par un câble vertical qui supporte la charge.

Selon une forme de réalisation, le préhenseur 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 préhenseur dans l'orientation voulue. Le préhenseur peut, en ce qui concerne l'accrochage du porteur, être "passif" et constitué par exemple par un crochet, et dans ce cas, les moyens d'accrochage portés par le porteur sont "actifs", formés par exemple de pinces dont les mâchoires s'écartent pour la deconnexion.

On préfère cependant que la cabine de commande de la poutre porteuse puisse agir à la fois sur les moyens pour faire tourner le préhenseur et sur le préhenseur lui-même, celuici étant du type "actif" au sens indiqué ci-dessus.

Un autre point important pour la bonne marche de l'atelier concerne les moyens de liaison reliant les moyens d'alimentation 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 permanen ce 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 chaque déplacement opéré par la poutre porteuse, représente un travail pénible et qui peut être dangereux. Pour cette raison le préhenseur est composé de deux éléments déconnectables, l'un de ces deux éléments comprend un ou des enrouleurs destinés à recevoir les moyens d'alimentation et/ou de commande au bras du robot, ces moyens de liaison étant eux-mêmes déconnectables au moins en un point.

Une autre difficulté apparaît au niveau de la nature des moyens de liaison eux-mêmes, spécialement lorsque l'outil est une torche de soudage électrique agissant sous des intensités de plusieurs centaines d'ampères, comme cela est fréquent aujourd'hui en soudage automatique.

Les parasites causés par ces courants soumis à des variations brusques sont de nature à perturber gravement les signaux de commande ou d'information. Ces phénomènes sont toujours redoutés des constructeurs de robot. Dans la présente invention, il est prévu qu'un couple robot porteur soit en travail pendant qu'un autre couple, à proximité, soit en cours de mise en oeuvre, en particulier en cours d'initialisation et reconnaissance de joints qui sont des tâches impliquant un flot d'informations important.

Dans un environnement industriel il sera pratiquement impossible de garantir que le rayonnement d'amorçage 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 câble transmettant le courant de soudage, un ensemble de fibres optiques qui constituent un bus, des codeurs-décodeurs étant prévus aux extrémités des moyens de liaison pour transformer les signaux optiques en signaux électroniques et vice versa.

Cette modalité permet d'arriver à une nouvelle simplification de la structure de l'atelier. Selon cette modalité on prévoit en effet que l'ensemble des moyens informatiques de commande et de mémoire du programme est regroupé dans un processeur unique 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 dits codeurs-décodeurs, et les moyens électriques ou mécaniques nécessaires et leurs commandes directes reliées 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, par exemple au bord de l'atelier.Le porteur et le bras de robot sontsimplifiés et allégés puisqu'ils ne comportent qu'un minimum d'électronique, ce qui facilite les déplacement et l'entretien, les risques d'avoir à faire une intervention humaine à l'intérieur de l'atelier étant réduits au minimum. D'autre part, les boucles d'asservissement seront 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 réalisation selon l'invention, relatif à un chantier naval équipé de robots pour. la soudure des éléments de blocs préfabriqués d'un navire. Cet exemple est illustré par les dessins, parmi lesquels
Fig. 1 est une vue schématique d'ensemble en perspective de l'atelier,
Fig. 2 est une vue en perspective d'un couple robot porteur,
Fig. 3 est une vue en perspective d'un autre couple robot porteur,
Fig. 4 à 8 sont des schémas de la mise en oeuvre de l'invention,
Fig. 9 est un diagramme fonctionnel des différents organes de l'installation,
Fig. 10 est un schéma de détail d'un préhenseur et d'organes qui coopéérent avec lui,
Fig. 11 est un schéma du même préhenseur avec d'autres organes qui coopèrent avec lui.

La Fig. 1 montre schématiquement un atelier robotisé avec un navire en cours de construction. Un fragment 1 du navire seulement est représenté avec un bloc préfabriqué 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 4a ou de portique 4b circule sur deux rails parallèles 5. Une partie seulement de ces éléments a été représentée en Fig. 1. La poutre 4 porte un chariot 6 pourvu d'un mouffle 7 équipé d'un crochet 32 qui supporte un préhenseur 8 auquel on acroche le porteur 9. Un robot 10 évoquant la forme d-'un bras articulé est fixé sur le porteur et est équipé d'un outil 11, ici une torche de soudage. Le bras de robot 10 est relié par un câble ombilical 12 à un générateur de courant de soudage 13.Le câbleombilical 12 comprend un conducteur pour le courant de soudage, une fibre optique qui constitue le bus 109 de transmission 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) installé dans une salle de commande. De Ma cabine de commande 14 sont commandés les mouvements de la poutre 4, du chariot 6 et du mouffle 7. De cette cabine 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 représenté sur la Fig.

1, le câble 12 est débranché et enroulé sur l'enrouleur 16 représenté aux Fig. 4 à 8.

On a représenté en 17 un poste d'échange d'outils ou de porteurs.

LaFig. 2 montre un couple robot porteur formé d'un bras de robot IO de classe fixe et de son porteur 9. Le porteur 9 est constitué par une platine 18 pourvue à sa partie inférieure d'électro-aimants 18a pour sa fixation sur le fond d'un compartiment 3, et sur cette platine 18, une potence verticale fixe 19 munie à son extrémité supérieure d'une pièce d'accrochage 20, en forme de "T" qui peut coopérer avec un organe de prise (telle une pince) qui fait partie du préhenseur 8. La platine 18 continent 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 à la torche de soudage 11, mais peut aussi passer intérieurement au bras 10 dans certains modes de réalisation. La platine 18 porte en outre une embase 21 circulaire, sur laquelle est fix de façon ampvible le bras robotique 10 qui peut tourner sur la dite embase 21 autour d'un axe vertical, et qui comporte de façon classique des articulations et un dispositif d'accrochage démontable de l'outil 11. Avantageusement la potence 19 est montée de façon å 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 29, Fig. 3, placé de part et d'autre du bras 10, solution plus légère que celle de la potence unique, et dans ce cas l'arceau 29 tourne sur l'embase 21.

Des moyens sont prévus pour protéger le bras 10, selon la Fig. 2 des fers 22 montés à pivot sur la potence 19 peuvent passer d'une position avancée, où ils protègent le bras 10 contre les chocs en cours de manutention, à une position reculée, où ils ne gênent pas les mouvements du même bras 10. Dans une variante les fers 22 sont remplacés par une cloche grillagée 25 solidaire du préhenseur 8 et protégeant le couple robot porteur 9, 10 pendant le transport.

Un connecteur 23 placé vers la pièce d'accrochage 20 permet le raccordement avec le câble 12, pourvu d'une pièce de connecteur compémentaire. Un autre connecteur est prévu dans l'embase 21 qui sert à monter à rotation le bras 10 sur la platine 18.

Les Fig. 4 à 8 montrent les différentes phases d'une opération de transfert de l'ensemble bras-porteur 10 d'un poste de travail à un autre.

A la Fig. 4 le préhenseur 8 porte 11enrouleur 16 sur lequel est enroulé le câble 12, déconnecté du générateur de soudage 13, mais connecté au porteur 9. Le préhenseur 8 se trouve au-dessus du porteur 9 et va amorcer une descente vers celui-ci.

A la Fig. 5 le préhenseur 8 a été descendu jusqu'au porteur 9 et l'accrochage de ces deux éléments
a été réalisé. Le préhenseur 8 a ensuite été élevé avec
l'ensemble bras-porteur 10, 9, qui se trouve au-dessus
du sol, en cours de déplacement vers le nouveau poste de travail.

A la Fig. 6 le porteur 9 a été déposé au nouveau poste de travail, et le préhenseur 8 va être déconnecté du porteur 9.

A la Fig. 7 le préhenseur 8 séparé du porteur 9 a été élevé puis amené au poste de commande, entraînant derrière lui le câble 12 qui s'est déroulé de l'enrouleur, celui-ci tournant librement. Un connecteur 24 porté par l'enrouleur 16 et relié à l'extrémité du câble 12 qui est opposé au porteur, a été branché sur le générateur de soudage 13 si bien que le bras robotique 10 peut commencer à travailler.

A la Fig. 8 le préhenseur a été deconnecté 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'opérer dans son poste de travail, le préhenseur 8 reviendra accrocher l'enrouleur, qui aura été déconnecté du générateur de soudage 13 ou le sera ensuite, puis le préhenseur 8 est transféré dans une position telle que représen tée à la Fig; 4. On notera que l'enrouleur peut être du type a rotation libre et ressort d'enroulement. Le câble 12 reste donc sous tension pendant que l'enrouleur se rapproche de la position décrite à la Fig. 4.

Le générateur de courant de soudage 13 est équipé pour recevoir l'enrouleur en assurant la connexion du câble ombilical 12 grâce à une embase troncomnique élargie vers le haut, et pourvu de moyens pour le branchement automatique des différents éléments du câble ombilical 12 : bus optique, câble de puissance électrique, gaz protecteur, 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-après.

La Fig. 9 est un schéma d'un bloc opto-électronique d'un mode préféré de réalisation particulière de l'ins tallation. Sur cette figure la partie supérieure représente des éléments mobiles et la partie inférieure des éléments fixes, la liaison entre les deux séries d'éléments étant assurer par l'intermédiaire du câble de liaison 12.

Les éléments mobiles comprennent un élément porteur P1, un élément bras robot R1 et facultativement un élément vision Vî. L'atelier est équipé de plusieurs ensembles porteur-robot, il y a donc plusieurs éléments analogues tels que P1, R1, V1, etc.. Ces éléments sont interchangeables.

Les éléments fixes comprennent une unité centrale ou "superviseur" de commande UC, et dans le cas ou l'outil est un outil de soudage, une unité de soudage
US. L'unité centrale de commande est de préférence reliée au processeur du bureau des méthodes dit CFAO, lui même relié au processeur dit CAO
La structure des éléments porteur Pi et bras robot Ri est sensiblement la même : pour chaque mouvement possible : rotation, coulissement éventuellement suivant deux directions, mise en action d'électro-aimants, etc., un actionneur 101 commandé par une carte de mpuissance 102 reliée à une alimentation 103 et un capteur 104 sont reliés à une interface E/S 105 sans constituer une boucle d'asservissement, cette dernière étant reportée au niveau de superviseur. Cette disposition évite les interférences de parasites dans cette position sensible.Toutes les interfaces de l'élément porteur P1 ou de l'élément robot R1 sont reliées à un décodeur-multiplexeur-démultiplexeur commun 106, 107 qui transforme les signaux électriques en signaux optiques et vice versa. Les signaux optiques passsent à travers un connecteur optique 108 vers un bus optique 109. Le câble de liaison 12 comprqend le bus optique 109 dans sa partie centrale. I1 comprend également les câbles d'alimentation électrique de puissance des actionneurs. il comprend encore, dans le cas du soudage, le câble d'alimentation en courant de soudage, éventuellement des conduites de gaz de soudage, de fluide de refroi disseme-ntX etc.

L'élément vision V1, quand il est prévu, peut
comprendre, au lieu d'une caméra vidéo, une optique 110 dont les informations qu'elle transmet sont envoyées au bus optique 109 après passage dans un codeur optique
111 sans être transformées en signaux électriques. L'élément
VI comprend en outre un laser 112 relié à une alimentation
103 par une interface 113 elle-même reliée au codeur optique 111.

L'élément essentiel de l'unité de commande
UC est un processeur frontal 115 de grande puissance, pourvu d'une mémoire de masse 116. Le processeur 115 est relié par l'intermédiaire d'un ensemble à microprocesseurs multiples 115a qui assure les boucles d'asservissement à un multiplexeur-démultiplexeur-décodeur 117 qui transforme les signaux issus de l'ensemble 115a en signaux optiques et vice versa, et qui est connecté à une partie 118 du bus optique, laquelle est reliée au reste du bus optique 109 å travers un connecteur optique 119 qui fait partie du connecteur 24. Le processeur frontal 115 est en outre relié à un processeur rapide 120, qui traite les signaux provenant de l'optique qui passent à travers un démultiplexeur optique 121 et un dispositif de traitement des signaux optiques 122.

D'un autre côté le processeur frontal peut recevoir des instructions de programme en provenance de syntaxeurs 123, d'un terminal d'impression de paramètres 124, et du processeur 125 des méthodes CFAO, lui-même alimenté par des terminaux 126, pourvu d'une mémoire de masse 127 et relié au processeur CAO 128 pourvu lui aussi de terminaux 129. Le processeur frontal 115 est encore relié à un terminal écran 130 et à un terminal "pont roulant" 131 placé dans la cabine de commande 14.

Un des avantages de la structure que l'on vient de décrire est de permettre d'associer à volonté différents porteurs et différents bras de robot, reliés au même bus optique 109 par les connccteurs 108. On conçoit en effet que le nombre et la nature des actionneurs pour le porteur et le bras de robot peuvent varier/ leur asservissement étant dans sous les cas réalisé par l'ensemble à microprocesseurs multiples 115a, et coordonné à partir du processeur central 115.

Dans une version- simple, le porteur est fixe et les seuls actionneurs dont il dispose sont des électroaimants 18a, ou autres moyens d'accrochage sur une surface support du poste de travail pour son immobilisation au lieu de travail. Les mouvements de l'outil, au poste de travail sont assurés par le seul bras de robot qui a les degrés de liberté nécessaire.

Le porteur 9 peut aussi être mobile en étant équipé de pieds qui peuvent se déplacer pas à pas et sont munis de moyens d'acrochage sur une surface support.

Pour une bonne qualité du travail on doit prévoir soit d'arrêter l'outil pendant le déplacement du porteur 9 ce qui n'est pas toujours possible, en soudage notamment, soit de faire des petits pas et compenser les mouvements discontinus du porteur par des mouvements appropriés du bras de robot, notamment du poignet 10a, ce qui est une complication au niveau des moyens de commande, mais assure la précision du résultat.

Dans une variante intéressante, 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 être une poutre rigide fixée soit au fond d'un compartiment 3, soit sur sommet de deux cloisons raidisseuses limitant un compartimeqnt. La partie fixe peut également être une poutre souple du type "BUG
O" commercialisée par la société HOBARD (qui épouse la surface support), et qui porte des saillies telles une crémaillère. La fixation de ces poutres peut comprendre des ventouses magnétiques ou à dépression, ou bien des pinces à tôle en prise avec des saillies ou des cloisons raidisseuses avec éventuellement, dans le cas de poutre rigide, des étais téléscopiques pour un positionnement à hauteur convenable.Ces moyens de fixation peuvent être eux-mêmes déplaçables, permettant par exemple le déplacement d'une poutre rigide perpendiculairement à elle-même sur le sommet de cloisons entre çompartiments.

La seconde partie d'un tel porteur est un chariot qui se déplace le long de la poutre, et supporte le bras de robot. On peut prévoir des poutres pourvues de rallonges si cela est nécessaire. Le 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'échange 17 d'outils et de porteurs, qui comporte un stockage d'un certain nombre de porteurs de différents types, interchangeables pour un même bras de robot.

Le même poste d'échange 17 constitue également un magasin pour les outils de différents types. Parmi ceux-ci on peut prévoir notamment : une torche de soudage "MIG/MAG", une torche "TIG", des dispositifs de découpage de tôle, de préparation de chanfrein, d'ébarbage, de meulage de gougeage, de contrôle optique, de contrôle par ultrasons, par gammagraphie, etc.. Comme on l'a indiqué plus haut, un appareil d'inspection optique peut bénéficier d'une électronique simplifiée V1, Fig. 8.

La Fig. 10 est un schéma éclaté de détail d'un modèle du préhenseur 8 et des organes qui coopèrent avec lui. Le préhenseur 8 comprend un cart er supérieur 30, pourvu d'un axe support 31 destiné à coopérer avec le crochet 32 du pont roulant, supporté par le mouffle 7 suspendu au câble porteur 33. Le carter 30 comporte des ailes 34 qui sont fixées par des vis (non représentées) aux bords d'une plaque stabilisatrice 35 solidaire du mouffle 7. Le carter 30 porte par l'intermédiaire d'un arbre vertical 36a une platine tournante 36. A l'intérieur du carter sont placés, d'une part le stabilisateur gyroscopique composé d'un rotor à axe horizontal 37 entraîné en rotation à grande vitesse par un moteur 38, un motoréducteur 39 entraine en rotation la platine 36. Ici on a prévu un stabilisateur gyroscopique, mais évidemment il n'est pas le seul stabilisateur possible.

A la face inférieure de la platine tournante 36 sont fixés deux dispositifs d'accrochage à verrou électromagnétique 40, 41. Le premier est construit pour coopérer avec la pièce d'accrochage 20 du porteur 9, Fig. 2. Le second, de construction analogue, est conçu pour coopérer avec une pièce d'accrochage analogue 42 solidaire de l'enrouleur 16. Le câble de liaison 12 sort latéralement de l'enrouleur pour aller au connecteur 23 porté par la
potence 19 du porteur 9. L'enrouleur 16 comporte à sa base une prise 24 à enclenchement automatique : lorsque l'enrouleur 16 est déposé sur un support approprié au générateur de soudage 13, le câble 12 est automatiquement connecté. Rappelons que ce câble comprend le bus optique 109 qui est relié au processeur central 115 par le connecteur 119 lorsque la prise 24 est enclenchée.Le câble 12 comprend en outre les conducteurs d'alimentation en énergie des divers actionneurs du porteur et du bras de robot, du conducteur de courant de soudage, des conduites de gaz de protection de soudage, de fluide de refroidissement etc.

Le préhenseur 8 est alimenté en énergie et signaux de commande par un câble 15 relié à la cabine 14 du pont roulant 4
Une prise déconnectable 43 portée par la plaque stabilisatrice 35 permet d'interrompre la liaison si on désire utiliser le crochet 32 en ayant enlevé le préhenseur 8.

La Fig. 11 est relative à une variante du préhenseur et son mode de fixation. Ce préhenseur 26 est relié au chariot 6 de la poutre porteuse 4, non plus par un mouffle 7 suspendu å un câble porteur 33, mais par une tige télescopique 27 de préférence à section carrée qui rend inutile la présence d'un stabilisateur télescopique.

Un tel préhenseur 26 est représenté 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'échange d'outils et de porteurs a été disposé dans ce portique, plutôt que sur le bord de l'atelier. Cette variante, un peu plus perfectionnée permet des gains de temps appréciables au cas où les changements d'outil ou de porteur sont fréquents.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Installation d'atelier robotisé desservie par une poutre porteuse mobile telle que portique, pont roulant ou analogue, comprenant un ou plusieurs bras articulés (10) comportant plusieurs axes de rotation et/ou liaisons coulissantes pourvues chacune de moyens moteurs, une extrémité du dit bras étant reliée à un outil (11) de traitement ou d'inspection d'une pièce, l'autre extrémité du dit bras étant reliée à un porteur (9), l'installation comprenant en outre des moyens de commande et d'alimentation des dits moyens moteurs et du dit outil, et des moyens de liaison (12) entre les dits moyens de commande et d'alimentation et les dits moyens moteurs, caractérisée en ce que le porteur (9) est pourvu à la fois de moyens d'accrochage déconnectables (18a) susceptibles d'assurer une liaison mécanique directe avec la pièce à traiter ou à inspecter, et d'autres moyens d'accrochage déconnectables (20) susceptibles d'assurer avec la poutre porteuse desservant la zône de travail, une liaison mécanique permettant de déplacer le dit porteur (9) avec le dit bras (10) vers un autre point de l'atelier.

2. Installation d'atelier robotisé selon la revendication 1, caractérisée en ce que le porteur (9) est muni d'une potence (29) en forme d'arceau dont les montants sont placés de part et d'autre du bras (10), la dite potence (29) pouvant tourner sur l'embase (21) de la platine (18).

3. Installation d'atelier robotisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le porteur (9) est muni d'un moyen de protection du bras de robot 1-0, tels que des fers (22) montés à pivot sur la potence (19).

4. Installation d'atelier robotisé selon la revendication 1, et dans laquelle la poutre est munie d'un préhenseur (8) du porteur (9), préhenseur supporté par un chariot mobile, caractérisé en ce que le préhenseur

(8) est relié au chariot mobile (6) par une série de moyens rigides articulés ou coulissant les uns par rapport aux autres, des moyens (39) étant prévus en outre pour faire tourner le préhenseur (8) autour d'un axe vertical.

5.Installation d'atelier robotisé selon l'une quelconque des revendications- précédentes, caractérisée en ce que le préhenseur (8) est muni d'une cloche grillagée (25) pour protéger le couple robot porteur (9) lors des déplacements.

6. Installation d'atelier robotisé selon la revendication 1, et dans laquelle la poutre porteuse (4) comporte un préhenseur (8) suspendu à un chariot mobile (6) par l'intermédiaire d'un palan qui supporte la charge, caractérisée en ce que le préhenseur (8) est pourvu de câbles croisés ou d'un stabilisateur comportant un volant gyroscopique (37) à axe horizontal, et des moyens pour faire tourner le dit préhenseur (8) autour d'un axe vertical par rapport au dit stabilisateur afin d'amener le dit préhenseur (8) dans l'orientation voulue.

7. Installation d'atelier robotisé selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que le préhenseur (8) porte en outre des moyens d'accrochage complémentaires (41) déconnectables,- et susceptibles d'assurer une liaison avec un enrouleur (16) capable de supporter les moyens de liaison (12) reliant les moyens d'alimentation et de commande au bras de robot, ces moyens de liaison étant eux-mêmes déconnectables au moins en un point.

8. Installation d'atelier robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 å 7, particulièrement adaptée au cas où l'outil de traitement est une torche de soudage électrique (11) à haute intensité, caractérisée en ce que les moyens de liaison (12) comprennent, outre les câbles transmettant le courant de soudage, un ensemble de fibres optiques (109) ou câbles électroniques, des codeurs-décodeurs étant prévus aux extrémités des moyens de liaison pour transformer les signaux optiques en signaux électroniques ou vice versa.

9. Installation d'atelier robotisé selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'ensqemble des moyens informatiques de commande et de mémoire de programme est regroupé dans un processeur unique situé au niveau des moyens d'alimentation et de commande, le bras de robot (10) et son porteur (9) ne comportant essentiellement que les dits codeurs-décodeurs les moyens électriques ou mécaniques nécessaires et leurs commandes directes de puissance reliées aux dits codeurs-décodeurs.

10, Installation d'atelier robotisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le porteur (9) est en deux parties, l'une étant susceptible d'être fixée par rapport à la pièce à traiter, l'autre pouvant se déplacer le long de la première.

11. Installation d'atelier robotisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le porteur (9) est mobile et équipé de pieds, caractérisée en ce que le dit porteur (9) se déplace à petits pas, et ces mouvements sont compensés par des mouvements appropriés du bras (10), notamment du poignet.