FR3093330A1 - Procede de controle d’une ventouse de prehension d'un robot, et robot correspondant - Google Patents

Procede de controle d’une ventouse de prehension d'un robot, et robot correspondant Download PDF

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FR3093330A1
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Loïc CHEVALIER
Nathalie Bocquier
Eric BREUILLY
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Sepro Robotique
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Sepro Robotique
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Abstract

La technique proposée concerne un procédé de contrôle d’une ventouse de préhension d’un objet par dépression, mettant en œuvre des moyens de génération de vide (11) à l'intérieur de ladite ventouse, et des moyens de mesure (12) du niveau de vide à l'intérieur de ladite ventouse, délivrant un signal de mesure (M) du niveau de vide et des moyens d’analyse (14) dudit signal de mesure (M) produisant un signal de commande (C) desdits moyens de génération de vide (11), pouvant prendre un état actif, pendant lequel la génération de vide est activée, et un état inactif, pendant lequel la génération de vide est interrompue. Une détection (13) d’une fuite d’air et/ou d’une usure de ladite ventouse est mise en œuvre, comprenant les étapes suivantes : analyse (E1) dudit signal de mesure (M) et/ou dudit signal de commande desdits moyens de génération de vide (11) alimentant ladite ventouse de préhension, délivrant au moins une information temporelle ; et génération (E2) d’au moins une alerte si la ou lesdites informations temporelles dépassent ou répondent à au moins un critère de détection d'un défaut. Figure 1

Description

PROCEDE DE CONTROLE D’UNE VENTOUSE DE PREHENSION D'UN ROBOT, ET ROBOT CORRESPONDANT
Domaine de l’invention
Le domaine de l'invention est celui de la robotisation, en particulier pour l'automatisation des presses d'injection.
La présente invention concerne notamment la préhension d'objets produits par de telles presses d'injection plastique, notamment à l'aide de robots cartésiens ou de robots du type à 5 ou 6 axes munis de ventouses de préhension par vide.
L'invention concerne plus particulièrement le pilotage et le contrôle du vide dans ces ventouses, et notamment la surveillance du bon fonctionnement de ces ventouses de préhension. Notamment, l’invention concerne le contrôle et la maintenance des ventouses de préhension.
Art antérieur
Dans le domaine des presses à injection, il est connu d’utiliser des robots capables d'effectuer plusieurs mouvements axiaux et portant des ventouses de préhension pour saisir et déplacer les objets, ou pièces, moulés par les presses. Ces robots mettent en œuvre un générateur de vide qui permet de créer un vide entre l’objet à saisir et déplacer et la ventouse de préhension. Ainsi, la ventouse de préhension peut saisir, maintenir et déplacer l’objet, par un phénomène de succion/aspiration.
Selon une première approche, le vide est activé lorsque la ventouse est en contact avec, ou proche de, l'objet à saisir, et interrompu lorsqu'il convient de lâcher l'objet. Pour des raisons d'économie, une deuxième approche a été proposée, selon laquelle le vide n'est pas activé en permanence, mais de façon intermittente, pour maintenir le niveau de vide entre deux valeurs de seuil prédéterminés, un niveau minimal, ou seuil d'activation, ou de déclenchement, et un seuil maximal, ou seuil de coupure. Lorsque le vide atteint ce seuil de coupure, la génération de vide est interrompue, et le niveau de vide baisse progressivement, dans une plage de vide suffisante pour assurer la préhension d'un objet, jusqu'à atteindre le seuil de déclenchement, légèrement supérieur au seuil de lâcher. Le vide est alors réactivé. Le signal de commande du vide est donc un signal binaire, actif (valeur 1 par exemple) pour faire passer le niveau de vide du seuil de déclenchement au seuil de coupure, puis inactif (valeur 0 par exemple) pendant que le niveau de vide redescend progressivement vers le seuil de déclenchement.
Afin de limiter la consommation d’énergie des générateurs de vide, il est important que les ventouses de préhension soient en bon état, et ne présentent pas de fuite.
Afin de s’assurer que les ventouses de préhension ne soient pas usées façon trop importante, il est connu d’effectuer des opérations de maintenance préventives périodiques visant à changer les ventouses de préhension usées par des ventouses de préhension neuves.
Un inconvénient de cette technique réside dans le fait que le changement périodique des ventouses de préhension est relativement coûteux et s’avère parfois inutile. En effet, certaines ventouses de préhension sont parfois changées alors qu’elles présentent une usure acceptable ne nécessitant pas forcément un changement immédiat. Inversement, certaines ventouses de préhension sont parfois changées trop tard, c’est-à-dire qu’elles présentent une usure importante et qu’il existe par conséquent des fuites d’air, voire un risque de lâcher intempestif de pièces.
Cette technique de changement périodique des ventouses de préhension n’est donc pas pleinement satisfaisante.
On a proposé, par exemple dans le document de brevet EP1916094, d’appliquer une couche de couleur sur la lèvre de la ventouse de préhension venant en contact avec la pièce. Ainsi, lorsque la lèvre change de couleur, cela indique que la ventouse de préhension est usée et qu’elle doit être changée contre une ventouse de préhension neuve.
Un inconvénient de cette technique réside dans le fait que le coût d’une ventouse de préhension est plus élevé qu’une ventouse classique, sans couche colorée supplémentaire. En outre, chaque ventouse de préhension doit donc être contrôlée visuellement, et une à une, ce qui s’avère relativement chronophage. Par ailleurs, cette opération de contrôle visuel peut parfois être difficile.
Une autre technique, décrite par exemple dans le document de brevet WO2019101668, consiste à modifier la structure d’une ventouse de préhension classique en y ajoutant une jupe déformable comprenant une piste électriquement conductrice. En surveillant les propriétés électriques de cette piste, il est possible de détecter une anomalie, un vieillissement ou une usure de la ventouse de préhension.
Cette technique nécessite également de mettre en œuvre une ventouse de préhension relativement complexe et donc plus coûteuse qu’une ventouse de préhension classique. De plus, la mise en œuvre et le contrôle de telles ventouses de préhension nécessitent des moyens spécifiques supplémentaires.
Les techniques de maintenance actuellement connues ne sont donc pas satisfaisantes et il existe donc un besoin de fournir une technique de détection des fuites et/ou d’une usure anormale au niveau des ventouses de préhension d’une machine de préhension d’objets qui soit simple d’utilisation et de mise en œuvre, peu coûteuse et fiable.
En particulier, il est souhaitable que la maintenance soit effectuée de la façon la plus efficace possible, en ne changeant que les ventouses qui le nécessitent, et en les changeant au moment opportun, avant que l'usure soit trop importante.
Il existe en outre un besoin de contrôle que les préhenseurs, ou mains, montés sur le robot et portant les ventouses présentent leurs caractéristiques nominales, et de détection de la configuration d'un préhenseur afin de vérifier qu’il est au bon niveau de performance.
Enfin, il est essentiel d'éviter autant que faire se peut les interruptions ou ralentissement de la production.
La présente technique permet de résoudre au moins certains des inconvénients soulevés par l’art antérieur.
Elle se rapporte notamment à un procédé de contrôle d’une ventouse de préhension d’un objet par dépression, mettant en œuvre des moyens de génération de vide à l'intérieur de ladite ventouse, et des moyens de mesure du niveau de vide à l'intérieur de ladite ventouse, délivrant un signal de mesure du niveau de vide et des moyens d’analyse dudit signal de mesure produisant un signal de commande desdits moyens de génération de vide, pouvant prendre, dans un mode dit « économique » permettant de ne pas générer le vide en permanence tant que l’objet doit être maintenu par la ventouse, mais par intermittence, en fonction du niveau de vide mesuré :
- un état actif, lorsque ledit niveau de vide est inférieur à un seuil de déclenchement prédéterminé, pendant lequel la génération de vide est activée ; et
- un état inactif, lorsque ledit niveau de vide est supérieur à un seuil de coupure prédéterminé, pendant lequel la génération de vide est interrompue.
Cette approche est notamment connue sous le nom de "mode économique", ou "mode éco". Elle permet de ne pas maintenir en permanence la génération de vide, mais d'optimiser l'activation de cette génération, sur des périodes aussi faibles que possible.
Selon la technique proposée, le procédé met en œuvre une détection d’une fuite d’air et/ou d’une usure de ladite ventouse comprenant les étapes suivantes :
- analyse dudit signal de mesure (M) du niveau de vide et/ou dudit signal de mesure du niveau de vide et/ou dudit signal de commande desdits moyens de génération de vide alimentant ladite ventouse de préhension, délivrant au moins une information temporelle tenant compte du temps d'activation et/ou du temps d'interruption de la génération du vide ; et
- génération d’au moins une alerte si la ou lesdites informations temporelles dépassent ou répondent à au moins un critère prédéterminé de détection d'un défaut.
De cette manière, la technique proposée permet, par une analyse relativement simple du signal de commande du générateur de vide, de déterminer une usure anormale d’une ventouse de préhension et/ou un dysfonctionnement de cette dernière, sans moyen technique ni mesure d'une caractéristique supplémentaire. En effet, le signal analysé est déjà présent (signal de commande du mode "économique").
L'invention repose sur une observation et une analyse nouvelle de ce signal de commande, pour un déduire une alerte en cas de besoin, représentative d'une usure de la ventouse nécessitant son remplacement, ou le cas échéant d'un autre défaut dans le circuit. Alors que l'homme du métier était persuadé que des moyens spécifiques supplémentaires étaient nécessaires pour suivre l'usure des ventouses, l'invention propose une solution particulièrement simple et efficace exploitant et analysant un signal disponible.
Le ou les critères prédéterminés peuvent être fixés de façon à permettre une maintenance préventive optimisée, en changeant uniquement les ventouses qui le nécessitent, et au moment où elles le nécessitent.
Selon un premier aspect particulier, ladite information temporelle peut être une durée pendant laquelle ledit signal de commande est dans l'état inactif, ledit critère prédéterminé comprenant un seuil de durée minimale.
Selon un deuxième aspect particulier, ladite information temporelle peut être une durée entre deux passages successifs dudit signal de commande de l'état actif à l'état inactif, ou de l'état inactif à l'état actif, ledit critère prédéterminé comprenant un seuil de durée minimale.
Selon encore un troisième aspect particulier, ladite information temporelle peut être un ratio entre une durée de l'état actif et une durée de l'état inactif.
Selon un quatrième aspect particulier, ladite information temporelle peut être une période ou une fréquence dudit signal de mesure du niveau de vide ou du signal de commande.
En effet, une fréquence élevée (supérieure à un seuil prédéterminé), ou une période faible, est également représentative d'un dysfonctionnement.
Selon un cinquième aspect particulier, ladite information temporelle peut être représentative d'une pente de la valeur analogique du signal de mesure du niveau de vide, ledit critère prédéterminé correspondant à un seuil de pente maximale.
Selon une caractéristique particulière, ladite étape d'analyse met en œuvre une moyenne sur une série de cycles d'activation desdits moyens de génération du vide, de façon à lisser l'analyse.
Selon une autre caractéristique particulière, ladite étape d'analyse met en œuvre une analyse des variations d'au moins une desdites informations temporelles. Par exemple, outre la prise en compte de la pente, selon le quatrième aspect particulier, il peut être intéressant de tenir compte de la vitesse de variation de la pente, qui peut être indicatrice d'une dégradation rapide ou, au contraire, d'une situation stable.
Selon une autre caractéristique particulière ladite étape d'analyse associe une prédiction d'un type de défaut en fonction de l'analyse de la ou desdites informations temporelles, et ladite étape d'alerte indique le type de défaut prédit.
Il peut notamment être possible, en analysant ces données, et le cas échéant de de données de référence, par exemple une base de données construite en fonction de l'expérience et de mesures réalisées sur un parc de robots, de prévoir l'évolution des données pour prédire une intervention à effectuer, dans un laps de temps donné. Il est ainsi possible d'effectuer une maintenance préventive optimisée.
Selon les cas, lesdits défauts prédits peuvent notamment appartenir au groupe comprenant :
- une usure de ladite ventouse de préhension supérieure à un seuil prédéterminé ;
- une fuite d’air de ladite ventouse de préhension ;
- un défaut de positionnement et/ou de réglage du préhenseur portant ladite ventouse ;
- un dysfonctionnement du générateur de vide ;
- une fuite d’air dans le circuit d’alimentation en vide.
Selon une approche particulière, ladite étape de génération d'alerte peut préciser un degré d'urgence, en fonction de l'analyse de la ou desdites informations temporelles, par exemple en fonction d'une variation brusque des données analysées.
La technique proposée concerne également un robot de préhension d'objets pour presse d'injection plastique mettant en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus.
Un tel robot présente classiquement un bras muni d'un préhenseur comprenant au moins une ventouse de préhension alimentée par des moyens de génération de vide à l'intérieur de ladite ventouse, et mettant en œuvre des moyens de mesure du niveau de vide à l'intérieur de ladite ventouse, délivrant un signal de mesure du niveau de vide et des moyens d’analyse dudit signal de mesure produisant un signal de commande desdits moyens de génération de vide, pouvant prendre, dans un mode dit « économique » permettant de ne pas générer le vide en permanence tant que l’objet doit être maintenu par la ventouse, mais par intermittence, en fonction du niveau de vide mesuré :
- un état actif, lorsque ledit niveau de vide est inférieur à un seuil de déclenchement prédéterminé, pendant lequel la génération de vide est activée ; et
- un état inactif, lorsque ledit niveau de vide est supérieur à un seuil de coupure prédéterminé, pendant lequel la génération de vide est interrompue,
Selon l'invention, le robot comprend en outre des moyens de détection d’une fuite d’air et/ou d’une usure de ladite ventouse comprenant :
- des moyens d'analyse dudit signal de mesure du niveau de vide et/ou dudit signal de commande desdits moyens de génération de vide alimentant ladite ventouse de préhension, délivrant au moins une information temporelle tenant compte du temps d'activation et/ou du temps d'interruption de la génération du vide ; et
- des moyens de génération d’au moins une alerte si la ou lesdites informations temporelles dépassent ou répondent à au moins un critère prédéterminé de détection d'un défaut.
Liste des Figures
La technique proposée, ainsi que les différents avantages qu’elle présente, seront plus facilement compris, à la lumière de la description qui va suivre d’un mode de réalisation illustratif et non limitatif de celle-ci, et des dessins annexés parmi lesquels :
illustre un graphique représentant le fonctionnement d’un générateur de vide selon un mode de fonctionnement économique ;
illustre un diagramme simplifié du procédé selon la technique proposée ;
illustre un diagramme détaillé du procédé de la figure 2 ; et
illustre de façon schématique un robot de préhension d'objets pour presse d'injection plastique selon la technique proposée.
Description détaillée de l’invention
On illustre par la suite un mode de réalisation de la technique de l'invention, traité à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, à l’appui des figures 1 à 4.
Comme expliqué précédemment, les robots de déchargement de presse à injection plastique assure ce déchargement en prenant la pièce fabriquée à l'aide d'une ou plusieurs ventouses. Le vide maintenu par ces ventouses permet de tenir la pièce sur la main du robot, appelée préhenseur.
Ce vide interne est produit via des moyens de génération de vide 11, ou générateur de vide. Une mise en œuvre particulière, décrite par exemple dans le document de brevet FR2929663, généralement appelé mode de fonctionnement « éco » ou « économique », consiste à commander le générateur de vide 11 par intermittence, en garantissant une prise et un maintien de l’objet tout en minimisant sa consommation d’énergie.
Lafigure 1illustre le mode de fonctionnement économique d’un générateur de vide 11 alimentant une ventouse de préhension d’un robot par exemple. Les différents seuils décrits ci-dessous sont mesurés par le biais de moyens de mesure 12 du niveau de vide au sein de la ventouse (des capteurs de pression, par exemple). Ces moyens de mesure 12 sont aptes à délivrer un signal de mesure M du niveau de vide. Puis, des moyens d’analyse 14 de ce signal de mesure M sont aptes à produire un signal de commande C des moyens de génération de vide 11.
Ainsi, lors de la prise de la pièce, le générateur de vide 11 fonctionne à plein débit d'air comprimé jusqu'à atteindre le seuil de vide supérieur, ou seuil de coupure, S1. En d’autres termes, le signal de commande C est dans un état actif (signal = 1). Le seuil haut S1 est supérieur au seuil S3 qui correspond à une valeur de vide suffisante permettant à la ventouse de préhension de saisir la pièce.
Lorsque le seuil haut S1 est atteint, l'alimentation du générateur de vide est interrompue, c’est-à-dire que le signal de commande C est inactif (signal =0) et le degré/niveau de vide diminue donc au sein de la ventouse de préhension. Cette diminution est notamment due aux fuites dans le circuit, comme par exemple au niveau de la ventouse de préhension, et à la porosité de la pièce manipulée.
La dégradation du vide se fait jusqu’à ce que le niveau de vide atteigne un deuxième seuil, seuil bas ou seuil de déclenchement, S2 qui, lorsqu'il est franchi, déclenche la reprise de l'alimentation du générateur de vide afin de reprendre l'aspiration. Le seuil bas S2 de déclenchement de l’alimentation du générateur de vide est bien sûr supérieur au seuil S4 qui correspond à un niveau de lâcher, c'est-à-dire une valeur de vide ne permettant plus le maintien de la pièce par la ventouse de préhension.
Ce cycle de déclenchement et de coupure de l’alimentation du générateur de vide se répète jusqu’à ce que l’objet soit déplacé jusqu’à sa destination. Ainsi, comme illustré sur la figure 1, le signal de commande C du générateur de vide 11 correspond aux différentes commutations de ce dernier et se présente donc sous la forme de créneaux. Il passe au niveau 1 (activation du vide) lorsque le seuil S2 est atteint, et au niveau 0 (coupure du vide) lorsque le seuil S1 est atteint.
Le fonctionnement en mode de fonctionnement dit économique pour la saisie d’un objet par le vide permet donc de couper régulièrement le générateur de vide 11 tant que le niveau de vide au sein de la ventouse garantit le maintien de la pièce.
En d’autres termes, le mode de fonctionnement dit économique permet de ne pas générer le vide en permanence tant que l’objet doit être maintenu par la ventouse, mais par intermittence, en fonction du niveau de vide mesuré au sein de la ventouse de préhension.
Un tel mode de fonctionnement permet, si la dégradation du vide est relativement lente et que les pièces manipulées sont peu poreuses, d’économiser une quantité appréciable d'air comprimé lors de chaque cycle de manutention.
Le principe de l’invention repose sur une analyse et une interprétation originales et efficaces du signal C de commande du générateur de vide et/ou du signal de mesure M du niveau de vide au sein de la ventouse de préhension pour détecter/déduire une fuite d’air ou une usure anormale de la ventouse de préhension.
En d’autres termes, la technique permet une détection d’une fuite d’air et/ou d’une usure maximale prédéterminée d’une ventouse de préhension d’un objet particulièrement simple et efficace, par analyse du signal de commande C et/ou du signal de mesure M qui sont déjà disponibles. Aucune mesure supplémentaire n'est donc nécessaire.
Comme illustré sur lafigure 2, le procédé comprend notamment une étape E1 d’analyse du signal de mesure M du niveau de vide ou du signal de commande d’un générateur de vide et, une étape de génération E2 d’au moins une alerte ou requête d'intervention, en fonction du résultat de cette analyse.
En effet, en fonction de son usure, ou d'un éventuel défaut, tel qu'une fuite d'air ou un défaut de placement du préhenseur, la dégradation du niveau de vide dans la ventouse est plus ou moins rapide. Si elle est trop rapide, ceci signifie qu'il y a un problème, usure ou défaut, et qu'une intervention est souhaitable.
Plus particulièrement, l’analyse du signal de mesure M du niveau de vide ou du signal C de commande des moyens de génération de vide 11 alimentant la ventouse de préhension est apte à délivrer au moins une information temporelle tenant compte du temps d’activation et/ou du temps d’interruption de la génération de vide.
Par exemple, l’information temporelle est une durée pendant laquelle le signal de commande (C) est dans l'état inactif, le critère prédéterminé comprenant un seuil de durée minimale.
Pour ce faire, on mesure la durée de repos entre l'instant où le seuil de coupure S1 est atteint et l'instant où le seuil de déclenchement S2 est atteint (durée pendant laquelle le signal de commande C est à 0). Plus le niveau de vide baisse rapidement, plus cette durée est courte, et plus la ventouse est usée, ou un défaut est présent. Il suffit donc de fixer un seuil d'alerte correspondant à une durée minimale de repos.
Selon une autre approche, l’information temporelle est une durée entre deux passages successifs du signal de commande C de l'état actif à l'état inactif (passage de 1 à 0), ou de l'état inactif à l'état actif (passage de 0 à 1), le critère prédéterminé comprenant un seuil de durée minimale.
L’information temporelle peut également consister en la durée pendant laquelle le générateur de vide est actif (signal de commande C à 1), ou en un ratio entre les durées pendant lesquelles le générateur est actif et inactif. Une combinaison de ces informations temporelles peut également être prise en compte.
D'autres informations temporelles peuvent encore être déduites de l'analyse de ce signal de commande, comme une variation forte de la périodicité/fréquence, un maintien long de la période d'activation (signal C valant 1), une durée plus courte de la durée de repos que lors des périodes précédentes (qui peut signifier la présence d'un défaut…).
En variante, il est possible d’analyser le signal de mesure M du niveau de vide au sein de la ventouse de préhension, par exemple en considérant la pente descendante (une pente importante étant représentative d’une usure ou d’un dysfonctionnement), ou la périodicité/fréquence du signal de mesure M.
En d’autres termes, l’information temporelle est dans ce cas représentative de la pente de la valeur analogique du signal de mesure M. Plus précisément, l’analyse du signal de mesure M permet de déterminer l’évolution de la pente de la valeur analogique. Pour ce faire, il suffit d’étudier la diminution du niveau de vide sur un laps/intervalle de temps déterminé, afin d’en déduire la valeur de la pente. Ainsi, plus la pente de la valeur analogique du signal de mesure M est forte, plus le niveau de vide baisse rapidement et plus la ventouse est usée, ou un défaut est présent. Il suffit donc de fixer un seuil d'alerte correspondant à une pente maximale de la valeur analogique du signal de mesure M. Par exemple, si la pente excède une valeur de 30 mbar/s, alors une alerte peut être activée.
Il sera cependant généralement plus aisé de considérer le signal de commande C, qui est un signal numérique, dont la durée de l’état inactif (état = 0) est représentative de la pente du signal de mesure M et dont la périodicité est la même que celle du signal de mesure M. Ce signal M peut être le cas échéant utilisé en complément pour une analyse fine, par exemple si la pente n’est pas linéaire.
Il est bien sûr possible de combiner plusieurs de ces variantes. En d’autres termes, l’étape d’analyse E1 met en œuvre une analyse des variations d’au moins une des informations temporelles précitées.
Lafigure 3illustre plus en détail un exemple de mise en œuvre de ce procédé.
Selon la technique proposée, l’analyse du signal d’alimentation du générateur de vide met en œuvre le mode de fonctionnement dit économique décrit ci-dessus. Pour ce faire, deux caractéristiques / variables du signal d’alimentation du générateur de vide sont extraites.
La première variable du signal d’alimentation du générateur de vide étudiée est la durée D pendant laquelle le générateur de vide est activé/alimenté lors d’un cycle. En d’autres termes, on étudie la durée nécessaire pour permettre au générateur de vide de fournir un niveau de vide au sein de la ventouse atteignant le seuil haut S1 de coupure de l’alimentation.
Une moyenne, ou ratio, de cette durée D est ensuite calculée sur une série de cycles. Si la durée D d’activation moyenne calculée atteint un premier seuil SD1prédéterminé, alors une alerte (sous-étape E21) est activée afin de prévenir l’utilisateur qu’un défaut au niveau de la ventouse est détecté. Par exemple, le premier seuil SD1représente une valeur critique prédéterminée correspondant à une ventouse dont l’usure est supérieure à une usure considérée acceptable.
Dans une variante, la technique proposée prend en compte un deuxième seuil SD2prédéterminé qui, s’il est atteint, active (sous-étape E22) une deuxième alerte qui vise à prévenir l’utilisateur qu’une fuite au niveau de la ventouse est détectée. Par exemple, ce deuxième seuil SD2est atteint lorsque la durée d’activation/alimentation moyenne du générateur de vide est supérieure à une durée prédéterminée.
Une deuxième variable du signal d’alimentation du générateur de vide étudiée est la fréquence à laquelle le générateur de vide est activé/alimenté. En d’autres termes, le signal d’alimentation est étudié afin de déterminer à quelle fréquence les cycles d’alimentation du générateur de vide sont répétés. Par exemple, le signal d’alimentation du générateur de vide est étudié sur un nombre donné de cycles, et/ou sur un laps de temps prédéterminé.
Si la fréquence d’activation du générateur de vide atteint un troisième seuil SF1prédéterminé, alors une troisième alerte est activée (sous-étape E23) afin de prévenir l’utilisateur qu’un défaut au niveau de la ventouse est détecté. Par exemple, le troisième seuil SF1représente une valeur critique prédéterminée correspondant à une ventouse dont l’usure est supérieure à une usure acceptable prédéterminée.
Cette troisième alerte est activée lorsque le troisième seuil SF1est atteint.
Dans une variante, la technique proposée tient compte d'un quatrième seuil SF2prédéterminé qui, s’il est atteint, active (sous-étape E24) une quatrième alerte qui vise à prévenir l’utilisateur qu’une fuite au niveau de la ventouse est détectée.
Dans un mode de réalisation, le mode dit « économique » (ou ECO) est désactivé lorsque ce quatrième seuil SF2est atteint. En effet, il peut être inefficace, ou inutile, d'activer et de désactiver le vide à une fréquence trop importante. En outre, s'il est détecté un défaut potentiel, il peut être préférable de maintenir le vide en permanence, pour réduire le risque de perte d'un objet saisi par la ventouse.
Selon un aspect particulier, plusieurs alertes peuvent être activées en même temps. Notamment, les première et troisième alertes, correspondant à la détection d’une usure maximale prédéterminée de la ventouse de préhension, peuvent être activées simultanément. En effet, la détection de ce défaut peut être obtenue à la fois par une durée D d’activation trop importante et une fréquence d’activation du générateur de vide trop élevée.
Le même principe s’applique concernant les deuxième et quatrième alertes qui peuvent correspondre à la détection d’une fuite d’air.
Selon un autre aspect, les quatre alertes peuvent être activées simultanément. Dans une variante, la première alerte correspondant au premier seuil SD1est désactivée si la durée d’activation moyenne du générateur de vide atteint le deuxième seuil SD2et que la deuxième alerte est alors activée. De même, la troisième alerte correspondant au troisième seuil SF1est désactivée si la fréquence d’activation du générateur de vide atteint le quatrième seuil SF2et que la quatrième alerte est alors activée.
Il est également possible de prendre en compte les variations des données analysées, pour détecter une variation rapide, correspondant à un défaut à régler immédiatement, ou une variation lente, correspondant à une usure normale (et permettant le cas échéant de planifier des interventions).
Les différentes alertes activées grâce à la technique proposée permettent d’alerter un service de maintenance qu’un défaut a été détecté au niveau de la ventouse de préhension. Un signal peut être transmis à ce service, via un réseau informatique ou téléphonique, et/ou être restituer, de façon audible et/ou visible, par des moyens d'alerte adaptés.
Ce défaut peut être de différentes natures. En effet, ce défaut peut correspondre à une fuite d’air au niveau de la ventouse de préhension ou à une usure trop importante de la ventouse de préhension, c’est-à-dire une usure de la ventouse dépassant un niveau d’usure prédéterminée.
Le défaut peut également correspondre à un mauvais réglage/positionnement du bras de préhension du robot portant la ventouse, d’un tuyau d’alimentation en vide défectueux (une fuite, par exemple) ou d’un dysfonctionnement du générateur de vide, voire à plusieurs de ces défauts.
En effet, la fuite détectée peut avoir plusieurs sources. Par exemple, il se peut que la ventouse de préhension soit endommagée ou que le bras de préhension du robot ne soit pas positionné idéalement.
Le cas échéant, une analyse fine du signal de commande et de ses variations, possiblement avec une comparaison de données stockées dans une base de données de maintenance enregistrant les interventions et les données d'analyse correspondantes, permet d'identifier le type de défaut, et donc de déterminer un niveau d'urgence et/ou un type d'intervention à effectuer.
L’analyse du signal de commande du générateur de vide permet donc de détecter/déduire un problème de conformité au niveau du robot préhenseur. Ces alertes permettent de visualiser en temps réel l’état opérationnel des ventouses, et donc du robot, de sorte à éviter les arrêts de production intempestifs.
Un résultat similaire peut être obtenu à partir d’une analyse du signal de mesure M.
L’étape d'analyse E1 est donc configurée pour associer une prédiction d'un type de défaut en fonction de l'analyse de la ou des informations temporelles afin que l’étape d'alerte E2 indique le type de défaut prédit.
Par exemple, les défauts prédits appartiennent au groupe comprenant :
- une usure de la ventouse de préhension supérieure à un seuil prédéterminé ;
- une fuite d’air de la ventouse de préhension ;
- un défaut de positionnement et/ou de réglage du préhenseur portant la ventouse ;
- un dysfonctionnement du générateur de vide ;
- une fuite d’air dans le circuit d’alimentation en vide.
Ainsi, l’étape de génération d’une alerte E2 est apte à préciser un degré d'urgence, en tenant compte du type de défaut détecter lors de l'analyse de la ou des informations temporelles.
L'analyse peut cependant permettre, dans certains cas, de commander un arrêt du robot concerné, par exemple pour des raisons de sécurité.
La technique proposée facilite la mise en place d’une maintenance préventive des ventouses de préhension. En effet, la technique proposée permet d’identifier avec précision les ventouses de préhension défectueuses sur la ligne de production, c’est-à-dire les ventouses de préhension usées ou les ventouses de préhension présentant des fuites d’air (dues par exemple à un mauvais positionnement du bras ou une usure anormale).
Cette maintenance préventive évite donc des arrêts de production inutiles et permet d'assurer une bonne efficacité énergétique, en identifiant et réparant les fuites d’air. L'invention permet également de ne changer que les ventouses de préhension réellement usées, évitant ainsi un gaspillage de ventouses de préhension encore opérationnelles.
La technique proposée permet également de vérifier si le préhenseur monté sur le robot est conforme à une référence. Cela permet de détecter que le préhenseur n’a pas, par exemple, subi un choc décalant la ventouse. Ce contrôle permet notamment de tenir compte de changements de production.
La technique proposée peut permettre, en outre, de détecter l'évolution de la qualité d'une saisie d’un objet par la ventouse de préhension. En effet, cette mesure dépend de plusieurs facteurs comme : la surface de la pièce à prendre, la pression du circuit d'entrée du générateur de vide, la ventouse de préhension utilisée, et le nombre de circuits utilisés, notamment.
La technique proposée fournit également un indicateur pertinent concernant la bonne configuration du préhenseur et son bon niveau de performance. En effet, si des alertes sont activées, cela signifie qu’un certain nombre de défauts sont détectés au niveau des ventouses de préhension et donc que le niveau de performance du préhenseur peut être amélioré.
Comme illustré sur lafigure 4, le robot 10 de préhension d'objets pour presse d'injection plastique selon la technique proposée présente un bras muni d'un préhenseur comprenant au moins une ventouse de préhension alimentée par des moyens de génération de vide 11 à l'intérieur de ladite ventouse.
Le robot 10 met également en œuvre des moyens de mesure 12 du niveau de vide à l'intérieur de la ventouse, délivrant un signal de mesure M du niveau de vide et des moyens d’analyse 14 du signal de mesure M produisant un signal de commande C des moyens de génération de vide 11. Comme décrit précédemment, les moyens de génération de vide 11 peuvent prendre, dans un mode « économique » permettant de ne pas générer le vide en permanence tant que l’objet doit être maintenu par la ventouse, mais par intermittence, en fonction du niveau de vide mesuré :
- un état actif (état = 1), lorsque le niveau de vide est inférieur au seuil de déclenchement prédéterminé S2, pendant lequel la génération de vide est activée ; et
- un état inactif (état = 0), lorsque le niveau de vide est supérieur au seuil de coupure prédéterminé S1, pendant lequel la génération de vide est interrompue,
Le robot selon la technique proposée comprend des moyens de détection 13 d’une fuite d’air et/ou d’une usure de ladite ventouse comprenant :
  • des moyens d'analyse 131 du signal de commande C des moyens de génération de vide 11 alimentant la ventouse de préhension et/ou du signal de mesure M du niveau de vide, délivrant au moins une information temporelle tenant compte du temps d'activation et/ou du temps d'interruption de la génération du vide ; et
  • des moyens de génération 132 d’au moins une alerte si la ou les informations temporelles dépassent ou répondent à au moins un critère prédéterminé de détection d'un défaut.

Claims (12)

  1. Procédé de contrôle d’une ventouse de préhension d’un objet par dépression, mettant en œuvre des moyens de génération de vide (11) à l'intérieur de ladite ventouse, et des moyens de mesure (12) du niveau de vide à l'intérieur de ladite ventouse, délivrant un signal de mesure (M) du niveau de vide et des moyens d’analyse (14) dudit signal de mesure (M) produisant un signal de commande (C) desdits moyens de génération de vide (11), pouvant prendre, dans un mode dit « économique » permettant de ne pas générer le vide en permanence tant que l’objet doit être maintenu par la ventouse, mais par intermittence, en fonction du niveau de vide mesuré :
    - un état actif, lorsque ledit niveau de vide est inférieur à un seuil de déclenchement prédéterminé (S2), pendant lequel la génération de vide est activée ; et
    - un état inactif, lorsque ledit niveau de vide est supérieur à un seuil de coupure prédéterminé (S1), pendant lequel la génération de vide est interrompue,
    caractérisé en ce qu'il met en œuvre une détection (13) d’une fuite d’air et/ou d’une usure de ladite ventouse comprenant les étapes suivantes :
    • analyse (E1) dudit signal de mesure (M) du niveau de vide et/ou dudit signal de commande (C) desdits moyens de génération de vide (11) alimentant ladite ventouse de préhension, délivrant au moins une information temporelle tenant compte du temps d'activation et/ou du temps d'interruption de la génération du vide ; et
    • génération (E2) d’au moins une alerte si la ou lesdites informations temporelles dépassent ou répondent à au moins un critère prédéterminé de détection d'un défaut.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite information temporelle est une durée pendant laquelle ledit signal de commande (C) est dans l'état inactif, ledit critère prédéterminé comprenant un seuil de durée minimale.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite information temporelle est une durée entre deux passages successifs dudit signal de commande (C) de l'état actif à l'état inactif, ou de l'état inactif à l'état actif, ledit critère prédéterminé comprenant un seuil de durée minimale.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite information temporelle est un ratio entre une durée de l'état actif et une durée de l'état inactif dudit signal de commande (C).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite information temporelle est une période ou une fréquence dudit signal de mesure (M) du niveau de vide ou du signal de commande (C).
  6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite information temporelle est représentative d'une pente de la valeur analogique dudit signal de mesure (M) du niveau de vide, ledit critère prédéterminé correspondant à un seuil de pente maximale.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite étape d'analyse (E1) met en œuvre une moyenne sur une série de cycles d'activation desdits moyens de génération du vide (11).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite étape d'analyse (E1) met en œuvre une analyse des variations d'au moins une desdites informations temporelles.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite étape d'analyse (E1) associe une prédiction d'un type de défaut en fonction de l'analyse de la ou desdites informations temporelles, et ce que ladite étape d'alerte (E2) indique le type de défaut prédit.
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits défauts prédits appartiennent au groupe comprenant :
    -usure de ladite ventouse de préhension supérieure à un seuil prédéterminé ;
    - fuite d’air de ladite ventouse de préhension ;
    - défaut de positionnement et/ou de réglage du préhenseur portant ladite ventouse ;
    - dysfonctionnement du générateur de vide ;
    - fuite d’air dans le circuit d’alimentation en vide.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite étape de génération d'alerte (E2) est apte à préciser un degré d'urgence, en fonction de l'analyse de la ou desdites informations temporelles.
  12. Robot (10) de préhension d'objets pour presse d'injection plastique, présentant un bras muni d'un préhenseur comprenant au moins une ventouse de préhension alimentée par des moyens de génération de vide (11) à l'intérieur de ladite ventouse, et mettant en œuvre des moyens de mesure (12) du niveau de vide à l'intérieur de ladite ventouse, délivrant un signal de mesure (M) du niveau de vide et des moyens d’analyse (14) dudit signal de mesure (M) produisant un signal de commande (C) desdits moyens de génération de vide (11), pouvant prendre, dans un mode dit « économique » permettant de ne pas générer le vide en permanence tant que l’objet doit être maintenu par la ventouse, mais par intermittence, en fonction du niveau de vide mesuré :
    - un état actif, lorsque ledit niveau de vide est inférieur à un seuil de déclenchement prédéterminé, pendant lequel la génération de vide est activée ; et
    - un état inactif, lorsque ledit niveau de vide est supérieur à un seuil de coupure prédéterminé, pendant lequel la génération de vide est interrompue,
    caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection (13) d’une fuite d’air et/ou d’une usure de ladite ventouse comprenant :
    • des moyens d'analyse (131) dudit signal de mesure (M) du niveau de vide et/ou dudit signal de commande (C) desdits moyens de génération de vide (11) alimentant ladite ventouse de préhension, délivrant au moins une information temporelle tenant compte du temps d'activation et/ou du temps d'interruption de la génération du vide ; et
    • des moyens de génération (132) d’au moins une alerte si la ou lesdites informations temporelles dépassent ou répondent à au moins un critère prédéterminé de détection d'un défaut.
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