Cours Mecatronique Sept 2012

7/30/2019 Cours Mecatronique Sept 2012

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Mcatronique / GCA / 2012

Prsentation Finalit Applications Systmes AGV

Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. Guidage

Ouverture

1G CAVEROT

Elments de Mcatronique


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Ouverture

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Ouverture

3

Cadrage1 / 8

Cadrage

- Exemples dapplications en mcatronique- Mtier de la robotique mobile- Dimension industrielle- Mtier spcifique de la logistique

Orientation- Formation scientifique

- Approche conomique / mcatronique- Apport de connaissances pratiques

Prsentation


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Ouverture

4

Plan du cours2 / 8

Construction :- lments de mcatronique gnrale- Approche du mtier de la logistique industrielle- Les systmes de chariots automatiques

Prsentation


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Ouverture

5

Plan du cours : dtails3 / 8

Prsentation


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Ouverture

6

Intervenant4 / 8

Exprience-15 ans en entreprise de robotique et mcatronique

- Cration dentreprise (Tech. Com.)- Ingnieur INSA + IAE + Master ENSGSI

- Chercheur CNRS en innovation

Enseignements & Recherche- Processus dinnovation : ENS Cachan- Mcatronique (INSA, IUT)

- Rseaux sociaux en innovation (universit)

C3O VAO ; Robmarket

Prsentation


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Ouverture

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Attendus du cours5 / 8

Vue terrain- Vous apporter une vue terrain de la MT

- Vous montrer les potentiels de la MT- Vous donnez envie dintgrer lentreprise

- Ouvrir votre champ de vision / MT

Le rcit- Michel Serres = par le rcit vient lapprentissage- Un exemple de chemin Cours, TP, TD et rcit (technique)

- une histoire, des expriences pour tirer des conclusions

Prsentation


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Ouverture

8

Evaluation6 / 8

Valeur des ides- tablissement de lignes de force

- Techniques et technologies- Identification de diffrentiations- Mthodes de travail

Le groupe- valuation de groupes 5 personnes- Utiliser les diffrences pour crer de la VA

- La synergie :effet positif de complmentarit dans une organisation

=> Prsentation dun projet de mcatronisme

Prsentation


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Ouverture

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Sciences de gestion7 / 8

Mcatronique et management- volution des technologies

- Entreprise = dabord des hommes- Langage commun : mathmatiques, Bond graph- Management et gestion de projet

Les couleurs primaires- Le savoir et la gestion des comptences- La veille technologique

- La capacit dinnover et de changer

Prsentation


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Ouverture

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Rappel / Entreprise

La mcatroniquesincrit dans unenvironnementtechnique etconomique

Les techniquesne sont que desconsquencesdune vision des

organisations


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Ouverture

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La mcatronique ?1

Combinaison- Mcanique, lectronique et informatique

- Plusieurs disciplines- Partie oprative, partie contrle-commande, interfaces- Importance de la coordination

En dautres mots- Automatique et systmes rguls- Cyberntique, robotique, informatique

- Innovation, gestion de connaissances

Prius, robots mnagers

Finalit


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Ouverture

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Rduire les cots2

Rduire les cots- Optimisation des ressources : matriels, nergtiques,

humaines, informationnelles- Attribution de missions complexes lhomme- Mesures physiques et traitement MT

- Contrle commande MTGuidage de tracteurs agricolescot matriel, amortissement > automatisation

Finalit


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Ouverture

13

Amliorer la vie6

Apprendre mieux- Faciliter lapprentissage

- ReprsenterAssister lhomme

- Visualisation temps rels

- Augmenter la prcision- Donner de linformation- Tracer les oprations

- Assurer le mouvement

Thse Rennes

Siemens SEEGO

Finalit


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Ouverture

14DAVINCIhttp://www.teleroboticsurgeons.com/davinci.htm


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Ouverture

15

Finalit

Ortse CEA LIST ROBO-K


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Ouverture

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Suret, prcision3

Scuriser le fonctionnement- Garantir les mouvements (robotique)

- Contrler les imprcisions- Commander des corrections- Visualiser les processus

Amliorer la disponibilit oprationnelle- Mesurer les indicateurs de DO (ouverture, maintenance)- Faciliter la maintenance prventive et prdictive

- Dpanner distance et diagnostiquer

Robots de chirurgie, lits dhpitaux

Finalit

Marie-Aude VITRANI (CEA)


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Ouverture

17

Scurit4

Finalit


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Ouverture

18

Finalit


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Ouverture

19

Modularit5

Innovation- Pour tre diffrentiant sur le march

- Ouverture de nouveaux usages- Ajout doptions sur une base standard

Crer des options- cout marginal faible- Non visible par lutilisateur- Rserves lectroniques, info.

NAO, Aldabaran

Finalit


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Ouverture

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Focus1 / 8

Le champ de la mcatronique- Des applications multiples

- Des volutions constantes- Une varit des technologies- Un terrain dinnovations

Lapplication en logistique industrielle- Un mtier parmi dautres- Le principe du petit modle

- La mthode de la description

Applications


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Ouverture

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Description- Moyens industriels entre la ligne de production et les

contenants pour le transport- Domaine en trs forte croissance (+15% par an)

Equipements

- transfert des charges isoles- rangement et stockage des biens- prparation des commandes

- suivi des donnes

La Fnac.com Massy - 50 Ha

Logistique industrielle2 / 8

Applications


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Ouverture

22

Solutions manuelles- Chariots manuels

- Tracteurs lectriques- Hommes (INRS)

Solutions automatiques

- Convoyeurs- Chanes au sol- Convoyeurs ariens

- Chariots automatiques

Egemin

Transfert de charges3 / 8

Applications


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Ouverture

23

Solutions manuelles- En rack

- Drive In- Stockage au sol


- Transstockeur- Matrice Savoye- Chariots automatiques

Magmatic

Stockage4 / 8

Applications


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Ouverture

24

Solutions manuelles- Par ilots

- en lignes- retour au manuel assist


- Trieurs plateaux- Trieurs ouvertures-

NMPP

Tri de charges5 / 8

Applications


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Ouverture

25

Solutions manuelles- Tracteurs lectriques

- Chariots pousss- vlos !


- Robots autoguids- Robots polyarticuls- Convoyeurs ariens

Toyota Onnaing

Approvisionnements6 / 8

Applications


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Ouverture

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Gnraux- Agroalimentaire, industries

- Verrerie, embouteillage- Production de biens dquipements- Logistique

Spcifiques- Nuclaire, militaire- Luxe et art

- Hpitaux et cliniques

Film BA Systmes

Domaines dactivits7 / 8

Applications


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Ouverture

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Des applications vers la machine AGV- Applications diffrentes

- Machines diffrentes- Standards mcatroniques

Exemple de machines

- Sur un standard de fabricants- Autres fabricants, autres standards- Technologies changeantes

- une vue en 2009

TMS, BALYO, Film

Les AGV en logistique8 / 8

Applications


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Ouverture

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Dfinition- un systme AGV (Automated Guided Vehicule)

- Systme : ensemble dlments en interaction selon desrgles ouvert ou ferm (environnement)- Grec : systme = organisation ou ensemble

Structure- Machines autonomes- Supervision informatique

- Communication sans fil- Interfaces physiquedans une organisation

Dfinition1 / 10

Systmes AGV


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Ouverture

29

Schma du systme2 / 10

Systmes AGV

P i Fi li A li i S AGV

S t AGV


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Ouverture

30

Installation Le Monde3 / 10

Systmes AGV

Prsentation Finalit Applications S stmes AGV

Systmes AGV


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Ouverture

31

Installation Burgo4 / 10

Systmes AGV


Systmes AGV


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Ouverture

32

Installation Air France5 / 10

Systmes AGV


Systmes AGV


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Ouverture

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Supervision6 / 10

Systmes AGV

Fonction de la supervision- Collecte des demandes de transfert

- Gestion de lattribution des tches en fonction des prioritset des AGV disponibles- Gestion des zones dattente des AGV

- Gestion de priodes de recharge de batteriesAutres besoins- Gestion des emplacements de stocks

- Traabilit des transferts- Gestion des interfaces avec un systme de GPAO


R b bil

Systmes AGV


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Ouverture

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Robots mobiles7 / 10

Systmes AGV

Description- Machines autoguids

- Autonomie nergtique- Fonctionnement en mode esclave- En liaison constante avec la supervision

Quelques chiffres- poids moyens de 3 Tonnes- Charge embarque de 1,5 Tonnes

- Autonomie de 8 heures (batterie de 500 AH sous 48 V)- Prcision de guidage de lordre du cm


C i ti

Systmes AGV


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pp y


Ouverture

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Communications8 / 10

y

Typologie- Wifi IEEE 8011 b

- Modulation de frquence FSK- Infra rouge & Ultra sons- Laser

Ouvertures- Guidage des AGV- Traabilit sur les charges

- Transfert dimages- Dialogue M to M


I t f

Systmes AGV


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Ouverture

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Interfaces9 / 10

En entre- Convoyeur de sortie de lignes de production

- Unit robotique de palettisation- Transstockeur- Unit de stockage au sol

En sortie- Zone de stockage- Quai camion

- Transstockeur- Convoyeurs gravitaires


Ch i t m l

Systmes AGV


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Ouverture

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Chariots manuels10 / 10

Principe- Intgration dune IHM

- Envoi dordre, attente CR- Prparation de commande en batch- Chargement de camions

Avantages- Gestion de pics dactivit- Souplesse de fonctionnement

- Zone de guidage difficile


Famille dAGV


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Ouverture

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Famille d AGV1 / 10

Typologie AGV

Standardisation- AGV : chssis + outils + nergie + guidage + contrle

- Chssis et outils diffrents mais CC identique- Tendance vers la modularit

Famille- avec outil convoyeur- avec outil fourche

- avec table- avec outil spciaux


Convoyeur Motoris


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Ouverture

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Convoyeur Motoris2 / 10

Typologie AGV

Description- Convoyeurs embarqus

- de 1 6 convoyeurs- Charge de quelques kg 10 tonnes-

Applications- Evacuation de lignes de production- Transferts de charge en stock et retours

- Navettes de transfert

Evian, Heineken, NMPP, Placo


Convoyeur Motoris 1 2


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Ouverture

40

Convoyeur Motoris 1,23 / 10

Typologie AGV

2700 (mini 2180)

200740

1980

Larg

350 mini

115 115

Larg+200

Long

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES

Capacit 1x 1250 kg

Guidage Laser

Contrle Commande PC industriel Stack 104

Communication WIFI IEEE 8011.b

Dialogue local infrarouge

Masse vide 1500 kg

Vitesse maximale 1.4 m/s

Translation du convoyeur 12 m/min

Scurit Scrutateur laser


Convoyeur Motoris 3 4


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Ouverture

41

Convoyeur Motoris 3,44 / 10

Typologie AGV

CARACTERISTIQUESTECHNIQUES

Capacit 4 x 1250 kgGuidage Laser

Contrle Commande PC industriel


Dialogue local infrarouge

Masse vide 3660 kg


Translation Conv. 12 m/min

Scurit Scrutateur

115

Long palette

115 180

Larg paletteLarg paletteLong palette

2.Long + 200

230120 160Larg+70

Larg+300

: pour dbord < 20mm

200

500 mini

ni 2180)

200740

1980

500 mini

Long+180


T l i AGV I f ti R b t bil T h G id

T l i AGVGerbeur Frontal


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Ouverture

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Typologie AGVGerbeur Frontal5 / 10

Description- Mt embarqu

- hydraulique et lectrique- Charge de 1 4 tonnes

Applications- Stockage de masse- Evacuation des lignes de production

- Alimentation de lignes de production

Procter & Gamble, Sealed Air


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno Guidage

Typologie AGVGerbeur Frontal


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Ouverture

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Typologie AGVGerbeur Frontal6 / 10

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES

Capacit 1200 kg 600 mm

Leve Selon mt

Guidage Laser


Masse vide 3 200 kg


Vitesse monte mt en charge 100 mm/s

Vitesse descente mt vide 120 mm/s

Scurit Scrutateur laser

1100

2700 (mini 2180)

1980

1708

1200

h1

H


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno Guidage

Typologie AGVGerbeur Latral


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Ouverture

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Typologie AGVGerbeur Latral7 / 10

Description- Chariot compact

- Longerons encadrants- Charge de 1 2 tonnes

Applications- Usine de production- Stocks au sol

- Environnement humain

Sanden, Coca Cola


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno GuidageGerbeur Latral

Typologie AGV


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Ouverture

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Gerbeur Latral8 / 10

Typologie AGV


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageChariots Spciaux

Typologie AGV


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Ouverture

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Chariots Spciaux9 / 10

Typologie AGV

Gerbeurs- Base robuste

- Mt grande hauteur (10 m)- Vers de lintgration guidage- Autonomie importante

Applications- Stockage scuris- Stockage de masse

- Alimentation de rotative

Wyeth, AWA, Burgo


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageChariots spciaux

Typologie AGV


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yp g q g

Ouverture

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Chariots spciaux10 / 10

yp g

Chariots portuaires- Plateforme mobile convoyeur et perons

- Mode de fonctionnement bret - Scurits- Flotte importante

Applications- Ordonnancement- Logistique

- Alimentation Avions

Air France Cargo


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageFonctions

Informatique


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Ouverture

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o ct o s1 / 30

Informatique embarqu sur lAGV- Localisation

- Gestion de trajectoire- Contrle Commande- Scurits

Informatique de supervision- Gestion de mission

- Gestion de circulation- Synoptique


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageVocabulaire

Informatique


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Ouverture

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AGV, outils AGV, mode AGV (auto, manu, test), ON/OFF

Position de l'AGV : une abscisse, une ordonne, un cap, le

repre dans lequel sont exprimes ces valeurs.Trajectoire : caractrise le mouvement de l'AGV, en dehorsde toute information de supervision (points carrefours, ...)

droites, virages, pivots - nne concerne que la cinmatique.Tronon : Trajectoire munie dinformations de supervision(par exemple, les points carrefours)

Trajet : Ensemble des tronons emprunts par un AGV pourse rendre d'un point A un point B.


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageVocabulaire

Informatique


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Ouverture

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Base : position d un Agv sur le circuit, savoir :emplacement au sol, dans un rack, convoyeur, palettiseur ;un Agv est considr comme tant une base mobile.

Adresse : rfrence un emplacement physique qui peutservir stocker des charges. Toutes les adresses doiventtre connues.

Les adresses sont du type FINE ou GLOBALE.ADRESSE FINE est une vritable adresse o lon peut stocker unecharge.ADRESSE GLOBALE correspond un ensemble dADRESSES. Elleest utilise dans le cas o lADRESSE exacte nest pas connue lors dela cration de mission. (voir NOTION dAFFINAGE)

Chaque ADRESSE est relie une BASE ; A une BASE peuventcorrespondre plusieurs ADRESSES.Caractristiques : libell ; un code client ; une capacit ; des autorisations(Prise / Dpose / Dpassement de capacit) ; des tolrances physiques(Hauteur / Profondeur / Largeur / Poids )


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageBases & Adresses

Informatique


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Ouverture

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- Chaque AGV possde une BASE et une ou plusieursADRESSE(s).Une BASE dATTENTE possde une seule ADRESSE FINE.Une alle de stock possde une seule BASE (Alle_x), une ADRESSE GLOBALE (Alle_x) et

plusieurs ADRESSES FINES (une par emplacement de stock, en prcisant Niveau / ProfondeUn convoyeur peut prendre plusieurs formes

1 base1 adresse

1 base3 adresses

2 bases3 adresses

X = 1 X = 2 X = 3

3 bases3 adresses


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageCharges, affinage

Informatique


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Ouverture

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g g5 / 30

Charges : objets transports (palettes, bacs, bobines, caisses,paniers, cadres )

Elles sont identifies par un CODE INTERNE, UNIQUE.On ne connat pas le contenu de la charge.

Les caractristiques des CHARGES sont utiles pour leurtransport par les AGV, savoir : poids, largeur, longueur,hauteur, stabilit, etc.

Affinage : consiste modifier une adresse globale en adressefine afin que ladresse pointe sur une seule charge. (Exemple

Alle_x devient Alle_x_Profondeur_y_Hauteur_z)Cela permet de crer des missions de transfert sans connatre lavance la charge exacte en prise ou lemplacement exact dedpose. (parmi une alle de stock par exemple)


Typologie AGV Informatique Robots mobiles Techno. GuidageMission

Informatique


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Ouverture

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Mission : entit dcrivant un ensemble de tches raliserpour une seule charge.Il existe 4 types de mission : Manipulation de charge, Batterie

ou nergie, Mouvement, MaintenanceChaque type de mission peut tre ddie ou non un AGV

Dans le cas d un AGV multiple, lAgv ralise en mme temps autant de missions quil possdede places de transport. (exemple : un CM4 ralise 4 missions la fois)

Caractrisation par :- Un identifiant unique auto calcul par le systme- Un type de mission- Un tat dexcution- Une priorit interne- Une date de cration- Une date dchance (Date laquelle la mission doit thoriquementtre excute).

- Lidentifiant de la charge vhicule (pour des missions de transfertde charge)

- Lexistence ou non dadresse globale bloquante (cf. dfinitionadresse globale)



O t

Vie dune mission

Informatique


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Ouverture

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tat Init : tat transitoire pendant la constructiotat En attente : Mission attribuable un agv.tat Suspendue : Mission non ralisable pour

diverses raisons.tat En Cours : Mission en cours dexcution,

entre lattribution un agv et la ralisationsa dernire tche.

tat Stoppe : Mission dont la ralisation estinterrompue aprs la ralisation de lapremire tche.

tat Termine : Mission dont toutes les tchessont ralises.

tat Annule : Mission supprime avant la

ralisation de la 1re tche.



Ouverture

Tche, Actions, Ordre

Informatique


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Ouverture

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Tche : ralisation dune ou plusieurs actions une adressedonne - ne porte que sur une seule charge - compose duneaction primaire et de n actions secondaires (ventuellement).

Les actions disponibles sont : Prise, Dpose, Attente,Maintenance, Changement de batterie, Chargement batterie,Pese charge, Identification charge, Prsence charge

Un ordre = dplacement + actions raliser par lAGV -peutsatisfaire plusieurs tches simultanes.

Les ordres sont transmis au pilotage qui a en chargedassurer la communication avec les AGV.



Ouverture

Zone9 / 30

Informatique


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Ouverture

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Zone

Frontire

Dlimitation de la zone

Zone : portion de circuit dlimite trs prcisment par unefrontire fixe dont les rles sont :

- dquilibrer une flotte dAgvs sur une installation.

- de conditionner le calcul de trajet en fonction deloccupation de ces zones.- de connatre les positions approximatives des Agvs,informations utilisables dans les attributions.- de grer automatiquement les zones dattente.



Ouverture

Zones : exemple10 / 30

Informatique


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Ouverture

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10 / 30

Cas n1 :

Cas n2 :

Adresses SPV

Zone

Adr dbut zoneAdr fin zone

Zone fonctionnelle

Zone

Adr dbut zone

Adr fin zone

Zone fonctionnelle



Ouverture

Mode dexploitation11 / 30

Informatique


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Ou e tu e

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Mode dexploitation : correspond un fonctionnementparticulier de linstallation un instant donn. Par exemple, unmode week-end et un mode semaine ou bien un mode jour et

un mode nuit.Un mode dexploitation joue sur les paramtres suivants : jeu de contexte de rgles,caractristiques de zones, listes dAgvs utilisables, planning horaire, action oprateur

MD1

MDn

MD2

Cas n 2 : Modes dexploitations fonctionnanten parallle.Un mode dexploitation par AGV ougroupe dAGVs

MD

Cas n 1 : Un modedexploitation unique,valable pour tous lesAGVs

MD1 MD2 MD2

Cas n 3 : Mode dexploitationexclusifs avecpassage d un mode lautre suivant descritres spcifiques



Ouverture

Attribution12 / 30

Informatique


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Rgle dattribution : algorithme de recherche de mission pourun AGV particulier occupant une position.

Lalgorithme consiste

soit slectionner une mission parmi les missions enattente soit calculer une mission de mouvement interne.Elle sappuie sur des critres de priorit, danciennet, de proximit, de vacuit.

Pour chacune des rgles dattribution, on dfinit une action effectuer si la recherche a abouti (action rgle).Il peut s agir :

dattribuer la mission,denvoyer l Agv vers une base de la zone paramtre ou versune base dAttente,deffectuer une action spcifique (exemple vidange de bac)



Ouverture

Carrefour13 / 30

Informatique


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13 / 30

Principe des Carrefours :Le principe repose sur lutilisation de points d entre, points desortie et de dbloqueurs partiels dans une zone.

Tous les points sont placs physiquement sur destrajectoires.Les bases doivent tre associes des points supports(points dentre/sortie)

LAnti-conflit Logiciel est une protection automatique de

carrefour sous forme de tube .



Ouverture

Logiciels AGV Manager14 / 30

Informatique


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14 / 30

BLOCK DESIGNER TRACK DESIGNER

CONTROL TOOL SIMULATEUR AGV SIMULATEUR

LOGISTICCORE

TRAFFIC CONTROL LOGISTIC CORE

OPERATING SCREENS OPERATING ANALYSER ANALYSER SUITE

ANALYSEUR DEDEFAUTS (CLIENT /SERVEUR)



Ouverture

Block Designer15 / 30

Informatique


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15 / 30

Block Designer est un logiciel de dveloppement qui a pourbut de crer les symboles utiliss par TrackDesigner et par lesynoptique. Ces symboles sont en fait des dessins decomposants tels que :

des points de connexion, de support des Agvs des Bases

des chargesUne bibliothque est fournie par le standard pour tous lescomposants classiques utiliss par les 2 systmes. Les IA

peuvent dvelopper dautres bibliothque en spcifique afin depersonnaliser le synoptique affaire. (charges diffrentes,verrines ou voyants, Agv spcifique, etc.)



Ouverture

Track Designer16 / 30

Informatique


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Track designer est un logiciel de dveloppement qui a pour butde dessiner le circuit.Le fichier circuit fourni par ce logiciel est modifi au sein de

diffrents services (BE, Supervision, Chariots et/ou Installation)Il est prsent sur site dans chacun des Agvs ainsi que surtoutes les machines de supervision.

Le BE Logistique est charg de :

dfinir les trajectoires renseigner les paramtres chariots poser les bases fournir le fond de plan associ au circuit

Les Ingnieurs dApplication sont chargs de : nommer et numroter les bases dfinir les zones paramtrer les carrefours



Ouverture

Control Tool17 / 30

Informatique


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Control Tool est un outil de dveloppement permettant deparamtrer la base de donnes de supervision, savoir :

- Le circuit pour la dclaration des bases et des adresses (noms et

numrotations)- L attribution (jeu, contexte, rgle, variable, filtre, tri, action rgle, etc.)- Les IHM (vue mission, agv, stock, ) et les menus surgissant.- Les Agvs pour la dclaration de leur type, leur nombre, leurs noms et leursdfauts- Les interfaces (liaisons extrieures LogisticCore, type automate, etc.)- Les abonns (gestionnaire spcifique de missions, de demandes, etc...)- Ajout de libells de traduction- Synoptique



Ouverture

Les simulateurs18 / 30

Informatique


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18 / 30

Le simulateur AGV est un outil de dveloppement qui simule lecomportement dune flotte dAgvs. Sur affaire :

Tester le circuit

Tester les attributions Sur dveloppement E&D :

Tester TrafficControl Tester LogisticCore Control Tool est

Le simulateur Logistics Core est un outil de dveloppementqui simule les principales fonctionnalits de LogisticCore- Sur affaire : Tester les trajectoires sur site alors quaucune machine serveur nest installe

chez le client Sur dveloppement E&D : Tester TrafficControl, Tester le soft Agv, Tester le simulateur Agv



Ouverture

Traffic Control19 / 30

Informatique


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Trafic Control est un logiciel dexploitation.Il permet :

- Le routage et la traduction des messages

entre les Agvs et LogisticCore par le biais dunprotocole BA SYSTEMES- La gestion des conflits, des points d action etdes zones

- La gestion des mises En ou Hors Circuit, Enou Hors Service des Agvs- La gestion des initialisations Agv- La gestion des ordres et de leurs compterendus- La gestion des anticipations de squence- laccs la base de donnes pour le

synoptique et LogisticCore.



Ouverture

Logistic Core20 / 30

Informatique


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Logistic Core est un logiciel dexploitation.

Il est charg de grer la partie invisible dune supervision.

- La gestion des attributions- La gestion de lnergie- La gestion des zones

- La gestion des modes dexploitation- La gestion des interfaces extrieurs (automate,entres/sorties, niveau 2, terminaux, etc.)- La gestion des abonns (TrafficControl,etc.)



Ouverture

Operating Screen21 / 30

Informatique


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Operating Screen est un logiciel dexploitation.

Il sagit dune console de visualisation de ltat de linstallation.

En fonction du profil de lutilisateur, des actions sontpossibles ou non sur linstallation.Elle est diffusable sur une ou plusieurs machines client.On peut y voir :

- le synoptique- des vues standardises (missions, Agvs, demandes,entres/sorties, historiques)- la gestion des profils par utilisateur et par groupe d utilisateursdes voyants (liaison automate, liaison LogisticCore, liaison

TrafficControl, Agv en Dfaut )On peut y faire :

- des crations de missions- de la rsolution de dfaut Agv ou missions- de la mise jour (de stock, de demandes )



Ouverture


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Voyants :

Affiche lesinformations

importantes

Vue globale delinstallationavec possibilit

de zoom



Ouverture


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Stock :Palettes visibles

AGV :

Charge visible

En vert :oprationnel

En rouge : endfaut



Ouverture


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Lors du clic sur un AGV, lesinformations dtailles sontaffiches:

-Origine

-Destination

-Charge

-Dfaut



Ouverture


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Vues tableau pour lesinformations dtailles sur :

- Etats des missions

- Etats des AGV

- Stock ..



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Possibilits daction par menu contextuel : par clic droit sur une ligne, on accdeaux diffrentes actions possibles :

- Mission : cration, annulation,

- Charge : demande dvacuation, suppression,

- AGV : envoi direct en batterie, en maintenance,



Ouverture


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Programmation des envoisautomatique en changement debatterie



Ouverture

Operating analyser22 / 30

Informatique


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Loperating analyser est un outil danalyse de production.

Il utilise de sfichiers textes extraits de la base de donnes

afin danalyser les flux par jour.Il permet :

- Le comptage de missions par base ou groupe de

base- Le calcul du temps de ralisation entre 2 instants(Cration/Attribution, Prise/Dpose, etc.)

Il est associ un magntoscope qui rejoue les dfauts(type collision ou li lexploitation), les flux.



Ouverture

Architecture client A23 / 30

Informatique


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Ouverture

Architecture client B24 / 30

Informatique


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Ouverture

Logiciel Embarqu25 / 30

Informatique


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Fonction- Grer les capteurs lis la prhension- Commander et aservir les moteurs

- Moteurs de Traction, de Direction, de Prhension- Grer les interfaces daffichage

Communication- Message reu de la supervision- Envoi dune trame contenant le chemin faire- Mapping de linstallation contenu dans lAGV



Ouverture

Hardware26 / 30

Informatique


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Ordinateur Embarqu- PC sur base Stack 104- Calculateur + interfaces

- Microprocesseur Transmetta Cruso 760 Mhz(Transmetta / fondateur de Linux)

Logiciels- Systmes dexploitation : Linux- Programmation en C++- Pas de temps rel vrai

- Linux 2622 (temps rel mou)- Orientation vers Xenomai



Ouverture

Un peu dhistoire27 / 30

Informatique


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Carte Micro programme- Base 6809- 6821 + 6840 + 6850

- Programmation assembleur puis C- Compacit, maitrise du produit

Remarque- Valeur ajoute en moins- moins de fiabilit sur ces cartes- programmation longue et fastidieuse- Tendance au retour de cartes intgres- Position des clients = moins de solutions propritaire



Ouverture

Asservissement28 / 30

Informatique


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Variateur

Consigne(Vitesse)

M

Tachy

+

-PID

Consigne(Angle)

+

- Codeur

PC-BOX

Asservissement numriqueDlocalisation des asservissements



Ouverture

Entres et Sortie29 / 30

Informatique


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Dlocalisation- Blocs dchange dlocaliss- limitation des connections

- Rseaux CAN- Asservissements locaux

Spcificits- Cartes IN / OUT- Gestion des codeurs absolus et incrmentaux- Convertisseurs Analogiques / numriques- Interfaces CAN



Ouverture

Automate Proface30 / 30

Informatique


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Mcatronique / GCA / 2012 83

Principe- Automate intgr simple- Interface Homme Machine intgr

- Programme langage automate-

Applications- AGV simple- Robot de changement de batterie- Machines

C30 VAO, navette batterie



Ouverture

Robots mobilesConstitution dun robot1 / 30


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Partie Oprative- Moteurs de traction et direction- Moteurs outils et centrales hydraulique

- Electronique de puissance

Partie Contrle commande- Capteurs AGV : vitesse, position, charge- Commande du robot- Gestion des scurits

Interfaces Homme / Machine- Interface tactile- Informations sonores et lumineuses

- Capteurs de scurit



Ouverture

Constitution dun robot2 / 30


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Robot mobileObjet mcatronique ?Comptences :

Mcanique,lectroniqueInformatiqueLogistique

Informations :Veille technologiqueRecherche collaborativeInformations clients

Innovations :Usages

ServicesCapteurs



Ouverture

Robots mobilesSynoptique3 / 30


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Ouverture

Robots mobilesPrincipe4 / 30


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- Le PC embarqu (FP1) reoit via la liaison wifi des ordres demission du PC de pilotage (suivre une portion lmentaire detrajectoire, actionner loutils de prhension)

- Des rapports dactivit sont renvoys par cette liaison- Linterface tactile est ralise par un cran tactile

- Le but est damener lAGV un endroit prcis par le biais de la

tourelle de traction/direction (FP2)- Les moteurs de cette tourelle sont commands par desvaraiteurs de traction et de direction (FP3) (FP4)

- Le PC embarqu (FP1) envoie des consignes de cap et devitesse de traction en fonction des retours de position et de capde lAGV (en provenance de FP10) et de la trajectoire suivre



Ouverture

Robots mobilesPrincipe (suite)5 / 30


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- Les variateurs communiquent avec le PC embarqu via uneliaison srie ou le bus CAN suivant les technologies (AC ou DC)

- Les axes de traction et de direction sont quips de codeurs

optiques relis un bus CAN- Ds que lAGV est en place, il devra excuter une action surune charge grce un outils FP5 : pince, fourche, convoyeur)

- Cette outils sera actionn par lintermdiaire dune interfaceoutil (FP6)

- La scurit est un aspect trs important en robotique mobile

autonome. La fonction FP7 est charge de cet aspect.



Ouverture

Robots mobilesLocalisation dun robot6 / 30


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Pour pouvoir envoyer des consignes aux variateurs dedirection et traction partir de la portion de trajectoire prendre, le PC embarqu (FP1) doit connatre la positionabsolue (X,Y) et le cap () de lAGV.

Dans lenvironnement connu et structur quest celui de lAGV,la localisation se fait par lassociation dun goniomtre lasertournant (FP9), associ des capteurs odomtriques.



Ouverture

Robots mobilesLocalisation (suite)7 / 30


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Le principe de la localisation par goniomtre laser tournant estreprsent ci dessous.Le laser balaye un plan horizontal. des rflecteurs (type catadioptre) sont positionns desendroits parfaitement connus.Lorsquun rflecteur renvoie le rayon laser, langle sous lequel il a t vu est enregistr.Ensuite, les rflexions reues sur un tour complet du laser (6tr/s) sont compares avec la cartedes cibles qui est enregistre dans la carte de calcul de la position absolue (FP10).Comme pendant un tour du laser le chariot aura boug, il faut en tenir compte.Cest pour cette raison que les donnes issues des codeurs optiques de traction/direction sont

aussi intgres dans le calcul de la position.



Ouverture

Robots mobilesGroupe moto directeur8 / 30

C i i


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Constitution :- roue et structure- engrenages- moteur de traction- moteur de direction- codeurs- connectique spciale

Caractristiques :- AC ou DC- 48 V ou 24 V

- puissance de 3 KVA- vitesse nominale de rotation :

1200 rpm

- charge de 2 tonnes



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Robots mobilesGroupe moto directeur9 / 30


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Ouverture

Robots mobilesGMD (suite)10 / 30


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Ouverture

Robots mobilesVariateur Puissance11 / 30


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Structure depuissance du moteur courant continu.

(remplac parmoteur asynchrone)



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Robots mobilesVariateur de puissance12 / 30


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Ouverture

Robots mobilesHacheurs13 / 30


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Chaque interrupteur est constitu de 2MOSFET (avec diode de roue libre) mis enparallle, afin daugmenter la tenue encourant (200A en pointe).

Le circuit [CP1 - RP1], permet la suppressiondoscillations parasites au moment descommutations. Les condensateurs CP5 et CP6 permettentde maintenir constante la tension du buscontinu aux bornes de chaque bras de pont

pendant les commutations (dcouplage).Rque : dautres condensateurs de capacitplus RP5 permet la dcharge (lente) de cescondensateurs quand le variateur est larrt,

afin quaucune tension potentiellementdangereuse ne subsiste au sein du circuit.



Ouverture

Robots mobilesDriver Mosfet14 / 30

Les deux signaux Cde M1 et Cde M2 ont un


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Les deux signaux Cde_M1 et Cde_M2 ont unniveau haut 12,6V environ. On voit que QP1 et QP4 sont commands enmme temps, et que QP2 et QP3 sontcommands en mme temps.

Pour chaque MOSFET, les optocoupleursHCPL2211 associs aux convertisseurs DCDCisols TMA1215S permettent lisolationgalvanique entre les parties commande etpuissance, ainsi que la commande des tensions

VGS en mode diffrentiel. Les tages de sortie de ces drivers de MOS sont des push-pull transistors bipolaires (montages suiveurs, amplificateurs decourant). Ils permettent dapporter un courantassez important pour charger/dcharger les

capacits de grille des MOS de puissance Tension de sortie des push-pull ltat haut :La tension de sortie ltat haut du HCPL2211est spcifie Vcc-2,1V = 12,9V.



Ouverture

Robots mobilesChssis et caisson16 / 30


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Voir tude bi tourelle



Ouverture

Robots mobilesPrhension17 / 30

Description


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Description- Mats avec ou sans outils- Convoyeurs rouleaux, chanes

- Tables lvatrices- Pinces bobines- Mlangeur

Caractristiques- gerbage jusqu 10 mtres- charge jusqu 1,5 tonnes- gestion de la stabilit des charges

Le Parisien, Air France Cargo, Placo



Ouverture

Robots mobilesPrhension18 / 30


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Ouverture

Robots mobilesActionneurs19 / 30

Description


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Description- Moteurs AC ou DC- Moteur hydraulique

- Convoyeurs motoriss intgrsTendance

- vers les technologies de moteurs asynchrones

- moteurs et variateurs intgrs- Exemple de Sew Usocome

Exemples



Ouverture

Robots mobilesCapteurs20 / 30

Typologie


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Typologie- Optique (classique, Laser)- Magntique (dtecteur de proximit)

- Capteur effet Hall (guidage)- Ultra sons (mesure)- Vision (dtection de gabarit)

Tendance- Sur bus CAN- Vision

- Faible consommation

Photos AFC



Ouverture

Robots mobilesCapteurs21 / 30

Description


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Description- Capteur SICK Laser- Utilis pour la scurit et le guidage

- S300, S3000, LMS- Orientation venant de la mesure

Caractristiques- prcision de lordre du cm 20m- mesure possible dangle et de distance- Dmonstration

Application SD Log, Metris



Ouverture

Robots mobilesRseaux de terrain22 / 30

Ancienne structure avec retour unitaire dinformations :


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Ordinateur embarqu

Variateur AV Variateur ARVariateur AV Variateur AR Guidage AV Guidage AR Variateur Ep Variateur Rl

Traction AV Traction AR Direction AV Direction AR Eperons Rouleaux

Nouvelle structure intgre avec rseau de terrain:

Ordinateur embarqu

Bi traction

Bi Variateur Direction

Bi variateur Prhension

Traction AV Traction AR Direction AV Direction AR Eperons Rouleaux



Ouverture

Robots mobilesRseaux de terrainsuite


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Ouverture

Robots mobilesRseaux ?23 / 30

Avantages


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106

Avantages- moins de cblage- intgration facile

- + de fiabilitsInconvnients

- Dpannage

- Programmation, commande- Temps de rponse- Standard ?

Petits et grands robots



Ouverture

Robots mobilesCommunications24 / 30

Transmission radio (433 MHz FSK ou Wifi)


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107

( )

Dialogue Infrarouge (4 bits)

Dtecteurs ultra sons (confort et non scurit)



Ouverture

Robots mobilesScurits25 / 30

Systmes de scurit mcaniqueAU & Boucliers


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108

y qAU & Boucliersbordures sensibles

Systmes de scurits optiquesLadar paramtrables

Carte scurit spcifique

Normes et directives europennes



Ouverture

Robots mobilesScurits (suite)


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109

Dtection dun obstacle dans lechamps de scurit

Champs paramtrablesAdaptation la vitesse



Ouverture

Robots mobilesScurits26 / 30


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110



Ouverture

Robots mobilesGuidage27 / 30

DescriptionS


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p- Principalement LASER- volution vers odomtrie recalage peur frquence

Anciens modes- Filoguidage- Optique

- Magntique- Recalage Latrale

Bio Mrieux



Ouverture

Robots mobilesEnergie28 / 30

DescriptionB i l b


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112

p- Batterie plomb- Recharge de batterie

- Robot de changement de batteries-AWA, Air France Cargo



Ouverture

Robots mobilesEnergie29 / 30


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113



Ouverture

Robots mobilesOuverture30 / 30

Faire simpleb d h i t l ?


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114

- base de chariots manuels ?- Intgrer des fonctions guidage

- Attention la scurit avec les personnesTechnologies

- Guidage avec moins dinfrastructure

- Retours technologique des produits grands publics- Rpondre au juste besoin- Fiabilit et performances

Rovio, Balyo, Rocla



Ouverture

Techno GuidageFiloguidage1 / 10

DescriptionRseaux de guidage filaire


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115

- Rseaux de guidage filaire- Balise de positionnement

- Gestion de carrefours tronons- Encore intgr- Multi frquence

Caractristiques- Mise en place trs lourde- informatique + lourde

Arjo Wiggins, Aubert Duval



Ouverture

Techno GuidageSLAM *2 / 10

Descriptionutilisation dun scrutateur LASER


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116

- utilisation d un scrutateur LASER- reconnaissance de volume

- Mesure en temps relCaractristiques

- peu prcis (+- 2 cm)

- trs utilis en robotique de service- milieu difficile

Exemples*Simultaneous Localization And Mapping



Ouverture

Techno GuidageGuidage Laser3 / 10

DescriptionPrincipe triangulation


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117

- Principe triangulation- Principe goniomtrie

- Filtre de Kalman- associ odomtrie

Caractristiques

- prcis 5 mm- infrastructure lourde- mesure par gomtre

Tuilerie



Ouverture

Techno GuidageGuidage Radio4 / 10

Description- Triangulation radio


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118

- Triangulation radio- Prcision trs importante

- Principe MetrisCaractristiques

- prcision au millimtre

- cot trs important- application en milieu hostile

Nettoyage de cuve



Ouverture

Techno GuidageGuidage magnet5 / 10

Description- Boussole magntique


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119

Boussole magntique- Rail de capteur effet Hall

- mesure dangle ou positionCaractristiques

- prcis 1 cm environ

- utilisation en milieu difficile- application Douai

Port de RotterdamCamion de chantier



Ouverture

Techno GuidageVision6 / 10

Description- Utilisation dune ou 2 camra


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120

Utilisation d une ou 2 camra- Reconnaissance damers visuels

- Association odomtrie- Economique (webcam)

Caractristiques

- prcis de lordre de 5 cm- gouffre en calcul- juste sorti des laboratoires

Voiture INRIA



Ouverture

Techno GuidageCamra suivi7 / 10

Description- Camra + bande peinte ou colle


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121

Camra + bande peinte ou colle- Principe simple et efficace

- Reprage par TAGCaractristiques

- peu prcis

- sensible la salet- facile mettre en uvre

Manitou, Bosch



Ouverture

Techno GuidageOmni vision8 / 10

Description- film sur boule reflchissante


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122

film sur boule reflchissante- permet de voir 360

- capteur fragile et cher- Travaux MIS

Caractristiques

- traitement informatique lourd- gestion de la scurit possible- prcision 1 cm

Films



Ouverture

Techno GuidageVidomtre9 / 10

Description- Flash + mesure sur image


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123

retrorflecteur

camra

clairage

filtre

as esu e su age- Utiliser en aronautique

- Technologie value techniquement- Peu couteux mais infrastucture



Ouverture

Techno GuidageTendances10 / 10

Description- Vers le guidage sans infrastructure


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124

g g- Filoguidage encore usit

- Vers la vision pour le guidage- De moins en moins couteux- Influence de lautomobile

Valeo, guidage automobile

Application agricole CemagrefToyota guidage en recul



Ouverture

Ouverture

Veille technologique1 /

Problme- Identifier les signaux faibles


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125

g- sur le march, dans les laboratoires

- volution rapide des technologiesSolutions

- Fonction de gatekeepers

- Sources captes et stockages de informations- Synthse et dcision

Guidance Navigation, Balyo



Ouverture

Recherche2 /

Description- Recherche Innovation Dveloppement

Ouverture


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126

pp- Modle dHatchuel (ENSMP)

- Exemple de TefalCaractristiques

- Travailler en mode projet en R&D

- Innovation systmatique- Intgration de comptences externe

Tefal, Saint Gobain Scurit



Ouverture

Projets collaboratifs3 /

Description- Application R &D

Ouverture


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127

- Difficile de tout faire en interne

- Recherche de partenaires- Aides de financement

Condition

- tre attirant / condition de financement- mthode dorganisation forte- personnel ouvert vers lextrieur

Prsentation ED



Ouverture

Gestion de projets4 /

Description- Cadrage

Ouverture


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128

- Ralisation

- Dcouper en tchesQuelques rgles, pas de conseil

- Runions prpares et cadrs

- Compte rendu de synthse- Suivi des actions- Traitement au plus tt

Projet Heineken



Ouverture

Normalisation5 /

A quel norme doit on se rfrer- engins manuels

Ouverture


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129

- engins automatiques

- et pour les COBOT ?Organisme dappui

- syndicats professionnels

- CETIM

PPT Cetim



Ouverture

MCO6 /

Description- Connaissances des technologies

Ouverture


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130

- MP, MC, Assistance

- Disponibilit oprationnelle- Contrat de maintenance

Caractristiques

- Suivi des indicateurs- Rception dinstallation- Tendance vers achats de services

Le Parisien



Ouverture

Innovation7 /

Ouverture

Innovation- Volont dchapper la concurrence en se diffrentiant


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131

- Situation de monopole pendant un temps

- March vaste pour la commercialisationCaractristiques

- Systmatique

- Suivi des actions- checs

Led Bleue



Ouverture

Brevet8 /

Ouverture

Recueil dinformations- INPI


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132

- espacenet.com

- plutarqueExpriences

- appui technique pour rdaction

- appui juridique- avant brevet = silence

Brevet VAO



Ouverture

Organisation9 /

Ouverture

Organisations- Thsame


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133

- CETIM (division robotique Senlis)

- GdR Robotique CNRSLaboratoires

- LIRMM

- IRCCYN- CEA List- INRIA (Rocquencourt, Rennes, Lille)



Ouverture

Finalit automatisation

Ind Saucisson Gains

Champagne, HSB Condition W

Archive EU Suret

Innovations

IRIMI mission

Tactique Commerciale

Vente prototype Technique

Dterminants de la Mcatronique

Gestion Projet fondamentale

MCO Dlaiss ++

Profil en PI + FC construire


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134

Simulation

Heineken Espace

H. St Quentin Outils de vente

Air France C. Prvision

Chssis souple Optimisation

Offres KF Commercial

RobAgro Utilisateur OUT

Robmarket glissement

Tendances industrielles

Danone Technique -

AWA, Burgo Juridique +

Pfizer Militaire > Div.

AGV + manuel Socital

GE Collaboratif

Garantie Mco

Visite Les faits

Brevet, PImergence Robo-k (table)

tat de lart Dtection radio

Rdaction T VAO long lourd

Dpt Effecteur RMK

Accord de consortiumDifficult Groupe / PME

Contrat Appui avocat

K propres CEA, INRIA

Gteaux Qui partage

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Cours Mecatronique Sept 2012