GPA754 Cellules de production robotisée - ÉTS : Cours ... · actionneurs, moteurs, etc. Dans la convention de numérotation, ... robot tandis qu’un POSTE est plutôt relié au

GPA754 CELLULES DE PRODUCTION ROBOTISÉE

20-05-14 Descriptions des équipements au laboratoire A0610

Rév. 20.4 François Vadnais, Tech. GPA

I. Description du fonctionnement des équipements du laboratoire A-0610 : Introduction. Page I-2

I. À PROPOS DE CE DOCUMENT Ce document s’intègre et se réfère à une série d’autres documents. L’ensemble de ces documents forme la documentation complète pour la compréhension des installations du laboratoire. La liste de ces documents est retrouvée dans la section 6 à la page 6-9 Au besoin, un document particulier sera cité en référence pour compléter certains aspects vus dans ce document. Le but de ce document vise à expliquer le fonctionnement de chaque machine composant le système de production du laboratoire A-0610 en donnant : - Son utilisation dans le système de production ; - L’influence du système de sécurité sur son fonctionnement ; - Son principe général de fonctionnement ; - Les conditions initiales avant de l’utiliser ; - Les modes de marche ; - Les spécifications de marche en mode automatique ; - Le mode manuel câblé; - Une référence aux entrées/sorties de l’équipement.


Table des matières I. À PROPOS DE CE DOCUMENT ................................................................................................................................................... 2 II. INTRODUCTION ........................................................................................................................................................................ 5

1 SYSTÈME DE SÉCURITÉ ............................................................................................................................... 1-1

1.1 COUPE CIRCUIT DE L’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE ................................................................................................................. 1-1 1.2 ARRÊTS D’URGENCE ............................................................................................................................................................. 1-1

2 CELLULE 1; POSTE MANUFACTURIER #1 ................................................................................................... 2-1

2.1 ROBOT ABB ET CONTRÔLEUR IRC5 .................................................................................................................................... 2-1 2.2 RÉSERVOIR À TUBES ET SYSTÈME VISION VIS-35, TAM-35 ................................................................................................ 2-2 2.3 CONVOYEUR DE LA BOUCLE 1 ET VARIATEUR CNV-06 ................................................................................................... 2-13 2.4 INDEXEUR DE PALETTES IDX-17 ........................................................................................................................................ 2-14 2.5 TABLE À POSITIONS INDEXÉES TBL-18 ............................................................................................................................. 2-22 2.6 MAGASIN DE PASTILLES MAG-22 (IDEM MAG-21) ...................................................................................................... 2-23 2.7 AFFICHEUR MATRICIEL INVIEW .......................................................................................................................................... 2-24

3 CELLULE 2; POSTE MANUFACTURIER #2 ET 5 ........................................................................................... 3-1

3.1 ROBOT ABB ET CONTRÔLEUR IRC5 .................................................................................................................................... 3-1 3.2 CONVOYEUR DE LA BOUCLE 1 CNV-06 ............................................................................................................................ 3-1 3.3 INDEXEURS DE PALETTES IDX-14 ET IDX-16 ....................................................................................................................... 3-1 3.4 TABLE À POSITIONS INDEXÉES TBL-18 ................................................................................................................................ 3-1 3.5 MAGASIN DE PASTILLES MAG-21 ...................................................................................................................................... 3-1 3.6 CONVOYEUR D’ENTRÉE/SORTIE DU PRODUIT CNV-31 ....................................................................................................... 3-2 3.7 INDEXEUR DE GABARIT IDX-15 ........................................................................................................................................... 3-3 3.8 STOCK TAMPON DES TUBES TAM-33 ................................................................................................................................. 3-4


4.1 ROBOT ABB ET CONTRÔLEUR IRC5 .................................................................................................................................... 4-1 4.2 CONVOYEUR DE LA BOUCLE 2 CNV-07 ............................................................................................................................ 4-1 4.3 INDEXEUR DE PALETTES IDX-12 ........................................................................................................................................... 4-2 4.4 CONVOYEUR PARALLÈLE CNV-20 ...................................................................................................................................... 4-2 4.5 STATION DE TRANSFERT UNIDIRECTIONNEL TXF-25 ............................................................................................................ 4-2 4.6 STATION DE TRANSFERT BIDIRECTIONNEL TXF-24 ............................................................................................................... 4-4 4.7 BOL VIBRANT DES RONDELLES VIB-11 ................................................................................................................................ 4-5 4.8 BOL VIBRANT DES BOUCHONS VIB-08 ............................................................................................................................... 4-7


5.1 ROBOT ABB ET CONTRÔLEUR IRC5 .................................................................................................................................... 5-1 5.2 CONVOYEUR DE LA BOUCLE 2 CNV-07 ............................................................................................................................ 5-1 5.3 INDEXEUR DE PALETTES IDX-13 ........................................................................................................................................... 5-1 5.4 CONVOYEUR PARALLÈLE ET VARIATEUR DE VITESSE CNV-20 .............................................................................................. 5-1 5.5 STATION DE TRANSFERT UNIDIRECTIONNEL TXF-23 ............................................................................................................ 5-3 5.6 BOL VIBRANT DES PISTONS VIB-09 .................................................................................................................................... 5-4 5.7 BOL VIBRANT DES TEES VIB-10 ........................................................................................................................................... 5-6

6 DOCUMENTATION DE RÉFÉRENCE ............................................................................................................ 6-9

7 RÉVISIONS ............................................................................................................................................... 7-10


Liste des figures

FIGURE 1-1 PIÈCES MANIPULÉES PAR LES ROBOTS ........................................................................................................................................ 5 FIGURE II-1-2 – EXEMPLE DU PLAN DU LABORATOIRE. (RÉF [2] : PLAN LABORATOIRE : 00_LYT01_R ) .................................................... 6 FIGURE 2-1 – ORIENTATION DE L’OUTIL POUR LA TABLE VISION .............................................................................................................. 2-3 FIGURE 2-2 - RÉFÉRENTIEL DE LA CAMÉRA ET POINTS DE REPÈRE ............................................................................................................... 2-4 FIGURE 2-3 – DIMENSION (MM) DU PLATEAU D’ACCUMULATION ............................................................................................................ 2-5 FIGURE 2-4 - ILLUSTRATION DE LA PROTECTION WORLDZONE .............................................................................................................. 2-6 FIGURE 2-5 - SÉQUENCE DE DÉCLENCHEMENT DE CAMÉRA ...................................................................................................................... 2-8 FIGURE 2-6 – ÉCHANGE DES DONNÉES CAMÉRA > CONTROL LOGIX ...................................................................................................... 2-9 FIGURE 2-7 – TRANSFORMER UN REAL EN INT * 10.............................................................................................................................. 2-9 FIGURE 2-8 – INTERFACE VISIONVIEW DE COGNEX ............................................................................................................................ 2-10 FIGURE 2-9 – EXEMPLE DE CALIBRATION D’IMAGE ................................................................................................................................. 2-11 FIGURE 2-10 – EFFET DE LA PERSPECTIVE .............................................................................................................................................. 2-11 FIGURE 2-11 – ILLUSTRATION D’UN SYSTÈME RFID RELIÉ À UN AUTOMATE VIA DEVICE-NET ............................................................... 2-17 FIGURE 2-12 – SCHÉMA DE LA SÉQUENCE DE LECTURE RFID ................................................................................................................ 2-19 FIGURE 2-13 – MAGASIN DE PASTILLES ET NUMÉROTATION DES PLATEAUX. ......................................................................................... 2-24 FIGURE 2-14 – TABLEAU DU FORMAT DE PROTOCOLE DE TYPE MESSAGE TRIGGER (^T) ..................................................................... 2-26 FIGURE 2-15 – ASSEMBLAGE D’UNE PHRASE DE COMMANDE ASCII DE TYPE MESSAGE TRIGGER ....................................................... 2-27 FIGURE 2-16 – RÉSULTAT DE LA CONSTRUCTION ^T DANS LA LISTE D’ÉTIQUETTES DU CONTROL LOGIX............................................. 2-27 FIGURE 2-17 – AFFECTATION DE LA PHRASE DE COMMANDE ^T VERS LA TABLE E/S DU MODULE INVIEW .......................................... 2-28 FIGURE 2-18 - TABLE E/S CONTROL LOGIX, CORRESPONDANT AU MODULE INVIEW DE LA BOUCLE 1 .............................................. 2-28 FIGURE 2-19 - INSTRUCTION POUR LA COMMANDE DE DÉCLENCHEMENT ^T INVIEW .......................................................................... 2-29 FIGURE 2-20 - TABLEAU DU FORMAT DE PROTOCOLE DE TYPE VARIABLE UPDATE (VARIABLE NUMÉRIQUE) ............................................ 2-30 FIGURE 2-21 – TABLEAU DU FORMAT DE PROTOCOLE DE TYPE VARIABLE UPDATE (VARIABLE ALPHA NUMÉRIQUE) ................................ 2-30 FIGURE 2-22 - RÉSULTAT DE LA CONSTRUCTION ^V DANS LA LISTE D’ÉTIQUETTES DU CONTROL LOGIX.............................................. 2-31 FIGURE 2-23 - AFFECTATION DE LA PHRASE DE COMMANDE ^V VERS LA TABLE E/S DU MODULE INVIEW .......................................... 2-31 FIGURE 2-24- TABLE E/S CONTROL LOGIX, CORRESPONDANT AU MODULE INVIEW DE LA BOUCLE 1 ..................... 2-31 FIGURE 2-26 - INSTRUCTION POUR LA COMMANDE DE DÉCLENCHEMENT ^V INVIEW ......................................................................... 2-32 FIGURE 4-1 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES RONDELLES. .......................................................................................................... 4-6 FIGURE 4-2 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES BOUCHONS VIB-08. ........................................................................................... 4-8 FIGURE 5-1 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES PISTONS VIB-09 ................................................................................................. 5-5 FIGURE 5-2 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES TEES VIB-10 ........................................................................................................ 5-7


II. INTRODUCTION Suite à l’acquisition d’un environnement de production provenant d’une usine pharmaceutique, en mars 2000, le département de génie de production automatisée a entrepris le développement d’une cellule robotisée faisant l’assemblage de pièces sur un gabarit moteur (nommé pièce principale ou bloc-moteur dans le document « Présentation_cellule ***.pdf » [1]). La figure suivante illustre ces pièces qui sont manipulées par les quatre robots du laboratoire 0610.

FIGURE 1-1 PIÈCES MANIPULÉES PAR LES ROBOTS


Un dessin des installations « Plan laboratoire : 00_LYT01_R » (réf.[2]) permet de visualiser la façon dont les équipements ont été disposés identifiés et numérotés. Se référer au document : Plan laboratoire : 00_LYT01_R (Réf : [2]), pour visualiser l’emplacement à jour de l’équipement et de ses composantes numérotées.

FIGURE II-1-2 – EXEMPLE DU PLAN DU LABORATOIRE. (RÉF [2] : PLAN LABORATOIRE : 00_LYT01_R )


L’usine laboratoire comprend, en plus des robots, un système de convoyage à palettes, des magasins d’alimentation de pièces, des automates programmables, des réseaux et des micro-ordinateurs. L’ensemble forme deux boucles de production avec cinq postes d’assemblage manufacturier. Le document [1] explique plus en détails le concept de fonctionnement du système de production. Le laboratoire s’est doté d’une convention servant à identifier les composantes qui s’y trouvent (Réf [8] Conventions et numérotations_**.xls). Par exemple, les annotations en rouge gras sur le dessin, indiquent les numéros d’équipements (ex. : IDX13). Les bulles indiquent le numéro de chaque composante de contrôle des équipements: capteurs, actionneurs, moteurs, etc. Dans la convention de numérotation, ce numéro unique pour chaque composante débute toujours par le numéro de l’équipement associé (ex. : La bulle 10FV0101 est associé au bol vibrant VIB10). Cette technique de numérotation est assez répandue en industrie et elle répond aux standards de l’ISA (Instrument Society of America).


Le chapitre 1 explique les dispositifs de sécurité du système de production. Les chapitres suivants expliquent chacune des cellules robotisées de #1 à #4.

Note : Les spécifications de marches présentées ici, sont des spécifications de base pour un fonctionnement minimal. Les méthodes de contrôle finales ont avantages à être raffinées pour une plus grande stabilité et un fonctionnement optimal. La personne responsable des travaux pratiques du laboratoire pourra vous guider dans vos choix de méthodes de contrôle.

Note : Les termes cellule et poste sont utilisés dans le document. Malgré la ressemblance on ne doit pas les confondre. Une CELLULE est l’endroit physique qui englobe tout l’espace de travail d’un robot tandis qu’un POSTE est plutôt relié au rôle manufacturier qu’on lui donne. Ainsi une même cellule peut contenir plus d’un poste. Par exemple le poste #2 et #5 font parti de la cellule #2.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire A-0610 : Système de sécurité page 1-1

1 SYSTÈME DE SÉCURITÉ

Note : Certaines règles de sécurité doivent être observées. Un document approprié doit être signé par une personne responsable du laboratoire avant toute intervention (réf : [7]).

Avant de commencer toute action sur les équipements du laboratoire, il est important de se familiariser avec les différents dispositifs de sécurité : les interrupteurs d’alimentation électrique et les arrêts d’urgence. Un tableau fourni avec la documentation du cours, décrit en détail les actions spécifiques de chaque type d’arrêt d’urgence sur les équipements manufacturiers, les robots et sur les E/S des automates (réf. [3]).

1.1 Coupe circuit de l’alimentation électrique

1.1.1 Interrupteur principal des contrôleurs de robot Un interrupteur principal est installé pour chaque contrôleur des robots à l’entrée de leur cellule respective afin de pouvoir interrompre l’alimentation électrique en tout temps en cas de danger. L’interrupteur est muni d’un dispositif permettant le « cadenassage » en cas de mise hors service par le personnel technique. Il faut s’assurer que l’interrupteur est en position ON pour démarrer le robot associé.

1.1.2 Interrupteur principal pour l’équipement manufacturier Un interrupteur principal est installé à l’extérieur de chaque boucle de production sur la paroi vitrée (00MS01 boucle 1 et 00MS02 boucle 2) afin de pouvoir interrompre l’alimentation électrique des équipements manufacturiers en tout temps en cas de danger. L’interrupteur est muni d’un dispositif permettant le « cadenassage » en cas de mise hors service par le personnel technique. Il faut s’assurer que l’interrupteur est en position ON pour permettre le démarrage des équipements associés.

1.2 Arrêts d’urgence

Un système de sécurité électriquement câblé est prévu pour provoquer des arrêts d’urgence immédiats. Toutes les composantes de ce système sont reliées à un panneau de contrôle centralisé (00CP03) et agissent sur les équipements appropriés.

1.2.1 Arrêt d’urgence général Deux boutons d’arrêt d’urgence général 00XP01 et 00XP02 ont été prévus sur le mur derrière les postes de travail. Ils sont reliés à TOUS LES ÉQUIPEMENTS DU LABORATOIRE ENTIER et provoque leur arrêt d’urgence. Lorsque un de ces boutons est enfoncé, il s’illumine et le reste jusqu’au réarmement de la faute. Pour réarmer, retirer d’abord le bouton d’arrêt d’urgence puis presser le bouton poussoir de réarmement 00XP03 situé au centre entre les deux boutons d’arrêt d’urgence ci haut mentionnés. L’indicateur rouge sur les boutons d’arrêt s’éteint à ce moment et l’arrêt est réarmé. N.B. Cet arrêt d’urgence a préséance sur tous les autres arrêts d’urgence et doit donc nécessairement être réarmé AVANT le réarmement des arrêts d’urgence locaux de chaque cellule ou équipements.

1.2.2 Arrêt d’urgence locaux de chaque cellule Un bouton d’arrêt d’urgence local à chaque cellule (01XP01 cellule 1, 02XP01 cellule 2, 03XP01 cellule 3, 04XP01 cellule 4) a été prévu sur les clôtures vitrées en face des cellules respectives.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire A-0610 : Système de sécurité page 1-2

Chaque bouton agit sur les équipements DE LA CELLULE SEULEMENT et provoque leur arrêt sécuritaire. Lorsque un de ces boutons est enfoncé, il s’illumine et le reste jusqu’au réarmement de la faute. Pour réarmer, retirer d’abord le bouton d’arrêt d’urgence puis presser le bouton poussoir de réarmement situé juste en dessous. L’indicateur rouge sur le bouton d’arrêt s’éteindra à ce moment et l’arrêt sera réarmé. Cet arrêt d’urgence doit donc nécessairement être réarmé pour toute mise en marche des équipements de la cellule.

1.2.3 Porte d’accès aux cellules Lorsque le contrôleur d’un robot est en mode AUTO il est possible de lancer un programme robot en mode automatique que lorsque toutes les portes d’accès à la cellule robotique concernée demeurent fermées. Si une porte d’une cellule est ouverte pendant ce mode, un interrupteur de sécurité provoque l’arrêt d’urgence (faute) pour le contrôleur robot associée à cette porte. Les six (5) interrupteurs (pour les cinq portes) sont 01ZSS0101, 02ZSS0101, 03ZSS0101, 04ZSS0101, 04ZSS0201. Pour relancer le programme robot après une faute, fermer la porte et réarmer le contrôleur.

1.2.4 Indicateur à colonne lumineuse Chaque cellule de production est dotée d’un indicateur à colonne lumineuse à trois couleurs installée sur la clôture vitrée. Cet élément ne fait PAS partie du système de sécurité câblé et doit être inclus dans un programme de l’automate pour fonctionner. Il n’est donc pas considéré comme un élément de sécurité mais simplement comme un indicateur. La colonne est un élément DeviceNet et sa table d’adressage est fournie avec la liste des E/S .

1.2.5 Air comprimé du système Un capteur pour l’air comprimé de chaque cellule a été installé pour permettre une réaction du système programmé en cas de panne d’air comprimé. Comme ces capteurs sont associés à une cellule entière, leur numéro d’identification débute par le numéro de la cellule. Ex : 02PS0101 pour la cellule 2. Chaque capteur est relié à une entrée automate et présenté dans la liste des E/S (réf. [4] et [5]).

1.2.6 Liste des E/S (Entrée – Sorties) Tous les dispositifs d’arrêt d’urgence, de portes d’accès et de colonne lumineuse sont reliés aux E/S des automates. Une liste des E/S est fournie pour chaque boucle dans deux documents (réf. [4] et [5]) fournis avec la documentation du cours.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : Cellule 1 page 2-1

2 CELLULE 1; POSTE MANUFACTURIER #1

On retrouve dans cette cellule qu’un seul poste manufacturier. La cellule #1 regroupe les équipements suivants : - Un robot ABB IRB1600 (ROB01); - Une distributrice de tubes centrifuge (CEN19) ; - Un convoyeur en boucle reliant les cellules #1 et #2 (CNV06) ; - Un indexeur de palettes (IDX17) ; - Une table à positions indexées reliant les cellules #1 et #2 (TBL18); - Un magasin de pastilles (MAG22).

Ce poste de fabrication permet l’entrée d’une pièce secondaire, en l’occurrence un tube, qui peut lui-même contenir jusqu’à quatre pastilles. Ces tubes après avoir été insérés dans un support, peuvent circuler sur le convoyeur de palettes en boucle ou sur la table à positions indexées. Au poste #1, deux couleurs de pastilles peuvent être introduites dans le tube par le robot.

2.1 Robot ABB et contrôleur IRC5

Un certain nombre de document existe pour utiliser et opérer les robots et les contrôleurs ABB. Pour l’utilisation en laboratoire, veuillez vous référer aux documents fournis par votre responsable de laboratoire pour les robots IRB1600 et les contrôleurs IRC5.

2.1.1 Liste des E/S La table d’adressage des points d’E/S entre l’automate et les robots ABB se retrouve dans la liste des E/S fournie avec la documentation du cours (réf. [4]). Dans cette liste, la description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 01 (ou 02, 03, 04 selon la cellule du robot). La table d’adressage entre le robot ABB et l’automate (Input/Output Signals) se retrouve aussi dans la liste fournie avec la documentation du cours (ref [10]). Note : La table d’adressage des contrôleurs ABB est matériellement préconfigurée. Cette configuration est propre au cours GPA754 et est incluse dans un dossier sauvegarde (Backup) fournie pour chaque robot du laboratoire. Le dossier Sauvegarde est nommé typiquement de la façon suivante : Cell1 16-51658 5.13.00_0225 GPA754 r2 Nom du contrôleur Num série du contrôleur Version Robotware_Build Cours Révision

Comme ces sauvegardes sont régulièrement mise à jour, assurez- vous auprès du responsable, d’avoir la dernière version. L’échange de données automate - contrôleur passe donc par la correspondance des deux tables. SVP, vous référez à la description de l’étiquette ControlLogix (Tag) associée au robot pour connaître la correspondance E/S (signal) du robot ABB. Exemple de correspondance:

Table E/S Description ControlLogix Local:4:O.DATA[40].0 01ROB0001. GrIn_PLCOUT_01. Bit 0 IRC5 ABB GrIn_PLCOUT_01


2.2 Réservoir à tubes et système vision VIS-35, TAM-35

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées.

2.2.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé La table vision (VIS-35) sert de réservoir à tubes avant que ces derniers soient captés par le robot pour être utilisés comme intrants dans le procédé. Les tubes seront déposés manuellement sur la surface de la table de façon pêle-mêle. Une caméra industrielle placée au-dessus, aura la tâche de trouver un tube et de transmettre ses coordonnées. La caméra de type « Intelligente» (Smart Cam) permet dans son seul boîtier de capter une image de la traiter et de transmettre des données sur réseau. L’ensemble du système comprend aussi un plateau tampon (TAM-35) pour le dépôt temporaire des tubes ainsi qu’un moniteur interface dédié.

2.2.2 Sécurité du système Aucun dispositif particulier concernant une sécurité câblée n’est installé sur cet équipement.

* PRÉCAUTION : Une attention particulière est de mise vu la fragilité de cet équipement de précision. Les mouvements de robots aux alentours de la structure doivent être maîtrisés. Une collision nécessitera au minimum une intervention de calibration du système vision par le personnel technique. L’utilisation entre autre d’un World Zone dans le programme robot devient nécessaire à la protection de l’équipement (Voir section 2.2.6.4, Protection par World Zone et par validations). Conseil : L’option « Increment » du mode Jog permet de piloter le robot en limitant l’amplitude du mouvement. (FlexPendant : ABB>Jogging>Increments>Fine)

2.2.3 Principe de fonctionnement général Une caméra industrielle de marque Cognex est installée au-dessus d’une table sur laquelle sont disposés manuellement et de façon pêle-mêle les tubes qui seront ensuite récupérés par le robot. Au moment désiré l’automate lance la commande d’acquisition-inspection à la caméra. Si le traitement de l’image préprogrammé dans la caméra reconnait la présence d’un tube, les coordonnées X-Y-Theta du point central de ce tube sont transmises vers l’automate. Le pointage (Score %) de l’objet trouvé ainsi que la quantité d’objets trouvés (max 30) sont aussi des données disponibles. L’automate peut ensuite transférer ces coordonnées au robot pour la prise du tube.

N.B. : Le traitement de l’image peut prendre de 1 à 2 secondes, selon la quantité d’objets présents.

2.2.4 Conditions initiales Un maximum d’environ 30 tubes peut être disposé de façon pêle-mêle sur la table. Les tubes ne doivent pas se superposer. Éviter que les tubes ne s’emboutissent les uns dans les autres. Éviter la formation d’un « bloc » de tubes serrés les uns aux autres. La caméra doit être en mode « Online » (v. section 2.2.5 ci-dessous).

2.2.5 Modes de marche La caméra possède 2 modes de marche. Le mode Offline et le mode Online. Le choix du mode se fait strictement par l’interface Cognex (voir les détails des modes dans la section 2.2.6.8, Visionnement et interface). Les lampes flash à LED sont branchées à la caméra pour l’allumage synchronisé au moment du déclenchement.


2.2.6 Spécifications de marche du mode automatique L’intégration de cet équipement au contrôle du procédé doit être envisagée de la façon suivante :

- Analyse de l’équipement physique et de ses limitations - Analyse de la sécurité de la personne et de la protection de l’équipement - Référentiels caméra/robot et définition d’outils - Protection par World Zone et par validations - Intégration des communications automate, robot, caméra - Contrôle de la caméra par programme automate - Interprétation des données - Visionnement et interface

2.2.6.1 Analyse de l’équipement physique et de ses limitations

Deux sections d’équipement sont impliquées dans ce système. La table vision (VIS-35) et le plateau d’accumulation (TAM-35). La table vison (VIS-35) est un ensemble formant l’instrument de mesure qui sert à visionner, à analyser et à transmettre les coordonnées d’un tube qui se trouve sur la table. Cette structure comprend le plateau principal antireflet noir ou sont disposés les tubes, une caméra industrielle et les lampes flash à LED. Le plateau est monté sur ressort, permettant un mouvement vertical en cas d’impact léger. La caméra est installée à environ 1 mètre plus haut que le plateau, à même la structure afin de garder l’intégrité du système. De chaque côté de la caméra on retrouve les lampes LED pour l’éclairage flash lors d’une acquisition d’image. Voici les aspects important à considérer lors de l’analyse de l’équipement :

- Coordonnée de l’objet : Le tube à cueillir a une longueur totale de 110 mm (incluant le bec) x 23.5 mm de diamètre. La coordonnée transmise par la caméra est celle se situant au centre perçu du tube. L’angle de rotation perçu par la caméra peut avoir une valeur entre -360° et +360°. L’angle 0° est défini par un tube placé parallèlement à l’arête la plus longue du rectangle de la table, le bec orienté vers la droite. Vue de la caméra, la rotation antihoraire (CCW) du tube augmente la valeur de l’angle, tandis que la rotation horaire (CW) la diminue.

- Outil robot de prise sur la table: L’outil de prise doit être une des 2 ventouses (et non la pince !). L’utilisation de la ventouse gauche ou droite doit aussi être envisagée selon la position du tube à récupérer sur le plateau. Un tube à droite du centre du plateau devrait utiliser la ventouse de droite et vice versa. Lors de la prise, une pression suffisante devra être faite par la ventouse sur le tube pour qu’elle puisse se déformer autour du rayon du tube, sans quoi le vacuum ne pourra se faire. Pour valider la prise, utiliser le signal d’entrée du capteur de vacuum (v. Liste des E/S, section 2.2.8).

- Limitation de la rotation en Z de l’outil :

IMPORTANT Pour différentes considérations de collisions et de limite d’axes, il ne faut pas chercher à orienter autour du Z l’outil ventouse dans le même axe que le tube à cueillir. Les 2 ventouses doivent toujours être alignées parallèlement à la façade de la table en pointant vers le bas (Figure 2-1). Le tube devra être orienté correctement seulement au moment de la pose sur le plateau TAM-35.

FIGURE 2-1 – ORIENTATION DE L’OUTIL POUR LA TABLE VISION


Le plateau d’accumulation (TAM-35) sert de dépôt tampon des tubes. Les tubes déposés ici par la ventouse après la prise sur la table, seront avant tout réorientés selon leur angle de prise et positionné dans l’une des 4 fentes pouvant accueillir 3 tubes chacune (12 tubes total). Ils peuvent être repris ensuite par la pince pour introduction sur les palettes du convoyeur.

- Limitation de la rotation en Z de l’outil : Les limites d’axes du robot ne permettent pas la rotation Z de l’outil ventouse sur 360° au niveau du plateau d’accumulation. Il faudra tenir compte d’une plage possible de ±90° (180°) au moment du dépôt. Cette limitation empêche de pouvoir orienter tous les tubes dans le même sens (bec à droite) sur le plateau. En effet, un tube perçu à +120° sur la table et qui serait cueilli par l’outil à 0° ne pourra pas être orienté à 120° sur le plateau. Il faudra en inverser le sens en l’orientant à -60°. Par conséquent certains tubes auront le bec à droite et d’autres à gauche. Le robot devra « mémoriser » cet état afin de pouvoir introduire les tubes du bon côté (bec vers le bas), dans le procédé des convoyeurs.

2.2.6.2 Analyse de la sécurité de la personne et de la protection de l’équipement

L’environnement de la table vision apporte certaines contraintes supplémentaires pour la sécurité de la personne. Il est toujours avantageux d’analyser les risques que d’analyser un accident. Choisir judicieusement l’endroit où l’on doit se trouver pour l’enseignement des points ou lors d’essais avec le boîtier de commande Flex Pendant. D’autres part, chacun des éléments formant ce système y compris la caméra elle-même, se trouve dans le champ « normal » de travail du robot, et sont donc exposés aux collisions qui, le cas échéant, seraient désastreuses. La relative fragilité des composantes combinée au temps+matériel de remplacement exige une stratégie de protection à toute épreuve. Il sera donc obligatoire d’utiliser l’instruction WorldZone dans le programme robot pour délimiter un espace inatteignable par l’outil robot (voir section 2.2.6.4, Protection par World Zone et par validations).

2.2.6.3 Référentiels caméra/robot et définition d’outils

Les coordonnées natives de la caméra sont en pixels (1600 x 1200) et sont relatives au champ de vision total de la caméra. Afin de transformer ces données en valeurs réelles et aussi afin de compenser une certaine distorsion causée par la lentille (effet loupe) la caméra a été calibrée. Par conséquent, les coordonnées générées seront en mm et seront basées sur un référentiel aligné sur les repères métalliques de la table. L’origine (0,0 mm) de ce référentiel correspond au repère du coin avant gauche (Figure 2-2 - Référentiel de la caméra et points de repère).

X

Y

Devant de table

Origine 0, 0

Repères métalliques

FIGURE 2-2 - RÉFÉRENTIEL DE LA CAMÉRA ET POINTS DE REPÈRE


Afin que les coordonnées de la caméra représentent une réalité pour le robot, un référentiel de travail (WorkObject) doit coïncider avec celui de la caméra. Il faudra donc créer ce référentiel robot en utilisant les mêmes repères physiques sur la table. L’utilisation d’un outil à pointe est recommandée pour l’enseignement des points. On peut utiliser le stylo du laboratoire comme outils qu’il faudra d’abord définir et conserver dans le programme (pour utilisation future éventuelle).

Conseil : Après sa définition, tester le nouveau WorkObject en positionnant manuellement l’outil du robot au point 0,0 à très basse vitesse.

Pour le plateau d’accumulation (TAM-35), des marques poinçons servent de repères pour la définition du WorkObject du plateau. Les dimensions en mm pour le positionnement des tubes sont indiquées sur la Figure 2-3 suivante :

FIGURE 2-3 – DIMENSION (MM) DU PLATEAU D’ACCUMULATION


2.2.6.4 Protection par World Zone et par validations

WorldZone * OBLIGATOIRE L’utilisation d’un WorldZone est obligatoire pour la protection de la zone caméra.

- Définir dans le programme robot, un WorldZone de type WZBoxDef\Inside (espace cubique inaccessible par l’outil) avec les arguments de positions (pos) suivantes : Coin inférieur : [700, 850, 950] Coin supérieur : [2500, -300, 2500]

- Activer le WorldZone au début du programme robot

Validations * IMPORTANT La validation des parcours robot ainsi que celle des données externes pour le guidage est comme toujours un exercice de haute importance particulièrement dans un environnement encombré et fragile comme celui-ci. Le temps investi ici devient vite profitable : Valider toujours les nouveaux parcours en utilisant le mode manuel Valider toujours une modification d’un parcours en utilisant le mode manuel S’assurer qu’un parcours d’entrée (et de sortie) de l’effecteur dans l’environnement de la table

soit prévu à partir d’un point sécuritaire. Privilégier les configurations d’axes contrôlés (ConfJ/On, ConfL/On) dans les zones critiques. Limiter par des valeurs min-max les coordonnées de translation automatisées. Une erreur de

coordonnée pourrait lancer le robot dans la structure.

2.2.6.5 Intégration des communications automate, robot, caméra

La communication automate-caméra se fait par le réseau Ethernet/IP (Industrial Protocol). Le module Ethernet déjà en place dans le châssis de l’automate permet de prendre en charge ce protocole E/S. Il doit d’abord être déclaré comme passerelle dans la configuration E/S (I/O Configuration) du projet RSLogix. À ce module, viendra ensuite se greffer le module de communication Cognex pour la caméra à connecter. Voici en détails les paramétrages requis dans RS Logix5000 : 1) Dans le panneau de navigation (Organizer), déclarer le module Ethernet du châssis comme

passerelle Ethernet/IP avec : I/O Configuration>New Module… >1756-ENBT. Conseil : Étant donnée des mises à jour matériel fréquentes, s’assurer du numéro et de la révision du module ethernet en scrutant le châssis à l’aide de RSLinx et vérifier les propriétés (Device Properties) du module installé.

FIGURE 2-4 - ILLUSTRATION DE LA PROTECTION WORLDZONE


a) Entrer les paramètres suivants dans la fenêtre des Propriétés du nouveau module, puis accepter les changements (OK)

i) Name : identifier ce module en lui donnant un nom (ex. Eth_IP) ii) IP Address : entrer l’adresse IP suivante : 192.168.5.1 iii) Slot : Indiquer sa position dans le châssis : 2

2) Toujours dans le panneau de navigation (Organizer), déclarer la caméra Cognex sous le nouveau

module passerelle Ethernet/IP avec : I/O Configuration>1756-ENBT Eth_IP->New Module…> In-Sight 5000 Series. Conseil : Pour trouver plus facilement le module Cognex, filtrer les choix avec l’onglet fabricants (By Vendor).

a) Entrer les paramètres suivants selon les divers onglets dans la fenêtre des Propriétés du nouveau module, puis accepter les changements (OK). À ce moment, la table de correspondance E/S sera mise à jour automatiquement au niveau du contrôleur (Controller tags) en ajoutant la structure des tags Cognex_EIP :I et Cognex_EIP :O.

i) General>Name : identifier ce module en lui donnant exactement ce nom : Cognex_EIP ii) General>IP Address : entrer l’adresse IP suivante : 192.168.5.100 iii) General>Conserver les autres paramètres de cet onglet par défaut iv) Connection>RPI : 100 ms

3) Tester la communication

a) Sauvegarder et charger le projet dans l’automate. b) Laisser l’automate en mode Program c) S’assurer que la caméra est en mode « Online » (v. section 2.2.6.8, Visionnement et interface) d) Visionner la table Controller Tags>Monitor Tags dans le projet RSLogix. e) Vérifier la valeur à 1 du Tag contrôleur suivant : Cognex_EIP:I.Status.Online, indiquant le

fonctionnement « Online » de la caméra.

2.2.6.6 Contrôle de la caméra par programme automate

Pour un contrôle par automate, s’assurer que la caméra est en mode Online (section 2.2.6.8). Conseil : Importer les descriptifs (Tag Description) dans le projet RSLogix, retrouvés dans la liste d’E/S (format .csv) fournie avec la documentation du cours (réf. [4]). Note : Utiliser les tags E/S de la caméra tels que déclarés dans la section 2.2.6.5 ci-dessus.

La séquence suivante dans le programme automate permet le déclenchement de la caméra et la lecture des données (se référer aussi à la Figure 2-5 - Séquence de déclenchement de caméra) : 1) Vérifier les conditions initiales de déclenchement.

a) Permissive de déclenchement; Mettre à 1 : .TriggerEnable b) Vérifier et mémoriser l’état de la bascule Inspection Complétée (0 ou 1) : .InspectionCompleted

2) Au moment voulu, déclencher la caméra; Mettre à 1 : .Trigger 3) Attendre la confirmation de déclenchement; Vérifier à 1 : .TriggerAck 4) La commande de déclenchement peut être enlevée après cette confirmation : Mettre à 0 : .Trigger 5) Valider l’exécution du programme vision (durée 1-2 sec.) : Vérifier à 1 : .Acquiring et .Inspecting 6) Valider la fin du traitement vision; Vérifier Bascule (1>0 ou 0>1) : .InspectionCompleted 7) Valider l’état du transfert des nouvelles données complété; Vérifier à 1 : .ResultValid 8) Lire au besoin les données de résultats : InspectionResults[0], [1], [2], [3] 9) Confirmer la lecture des données terminée; Mettre à 1 : .InspectionResultsAck


FIGU

RE 2-5 - SÉQ

UEN

CE D

E DÉCLEN

CH

EMEN

T DE C

AM

ÉRA


2.2.6.7 Interprétation des données

Note : Pour les détails des E/S utilisés, se référer à la Liste des E/S à la section 2.2.8.

Données Caméra Les données reçues de la caméra sur les Tags d’entrée Cognex_EIP:I.INSPECTIONRESULTS[0], [1], [2], [3] ne sont pas directement interprétables. Il faut les transformer. La raison est que les types de donnée (Data Type) de la caméra et de l’automate diffèrent. Par exemple, sur le premier Tag d’entrée (32 bits) : Cognex_EIP:I.INSPECTIONRESULTS[0], les 16 premiers bits contiennent la valeur entière (INT) suivante : « Quantité d’objet trouvés (max. 30) » et les 16 derniers bits contiennent la valeur entière suivante : « Score % ».

Rappel : Les types SINT, INT, DINT, REAL sont compatibles dans le ControlLogix, mais non équivalents.

Le tableau suivant montre en détail cet aspect :

Cognex Insight CAM Ethernet IP

ControlLogix

Données Type Total bit

Comm. Controller Tag Type Total bit

Instruction Type final transformé

Total bit

Qtée (max.30) INT 16 -> Cognex_EIP:I.INSPECTIONRESULTS[0] DINT 32

-> INT 16

Score % INT 16 -> -> INT 16

Coord X FLOAT 32 -> Cognex_EIP:I.INSPECTIONRESULTS[1] DINT 32 -> REAL 32

Coord Y FLOAT 32 -> Cognex_EIP:I.INSPECTIONRESULTS[2] DINT 32 -> REAL 32

Theta FLOAT 32 -> Cognex_EIP:I.INSPECTIONRESULTS[3] DINT 32 -> REAL 32

FIGURE 2-6 – ÉCHANGE DES DONNÉES CAMÉRA > CONTROL LOGIX

Conseil : Dans le projet ControlLogix, on peut considérer la création d’un nouveau type de données structuré qui regrouperait toutes ces valeurs de différent type (Organizer>Data Type>User Defined>New…). Jumelé à l’instruction COP, le transfert de plusieurs données dans un tag structuré s’avère très efficace en termes de traitement.

Données Robot

L’automate peut faire passer des données au robot par sa table d’adressage E/S. Le robot possède 4 entrées analogiques (Analog Input Signals). Les entrées analogiques du robot sont de type entier (INT) 16 bits. Ce type ne permet pas le passage directement d’une valeur à point décimal flottant (REAL). Pour contourner cette limitation et pour conserver une précision au dixième, il suffit de multiplier par 10 la valeur à transmettre au robot et de diviser ensuite par 10 cette valeur reçues dans le robot. Dans ce but, les E/S analogiques du robot ont déjà été paramétrées avec un étalonnage 10:1.

L’instruction MUL du ControlLogix dans l’exemple de la Figure 2-7, inscrit le résultat de la multiplication par 10 du tag MaCamera_X (REAL) dans le tag MaCoord (INT). Si la valeur MaCoord est ensuite transmise au robot sur son entrée analogique, elle sera interprétée à 10:1, soit 3210÷10=321.0.

FIGURE 2-7 – TRANSFORMER UN REAL EN INT * 10


2.2.6.8 Visionnement et interface

Une interface à écran tactile de marque Cognex est installée près du poste de programmation de la cellule 1. L’interface permet le visionnement de l’image acquise par la caméra, le contrôle « Online / Offline » et le déclenchement « Trigger » manuel de la caméra. Fonctionnement : Le mode Online (ou mode auto) est le mode de fonctionnement normalement utilisé avec la caméra. Dans ce mode la caméra est reliée aux E/S de l’automate et répond strictement aux commandes de ce dernier. Le mode Offline (ou mode manuel) est choisi pour faire des essais de prise de vue manuelle en découplant la caméra du contrôle de l’automate. Dans ce mode, le bouton « Trigger » devient disponible à l’usager pour déclencher la caméra. À chaque fois que le bouton Trigger sera activé, la caméra initiera une séquence de prise de vue et de traitement d’image avec résultats. À noter que les états et données de résultats restent toujours visibles depuis l’automate. Le bouton SwitchView, permet de passer d’un mode de vue à un autre : Image uniquement> Image + logo graphique > Image + logo graphique + tableau des résultats. Le logo graphique représentant une cible magenta indique le tube dont les résultats sont affichés (et transmis sur réseau). Le bouton Adjust Image, permet de zoomer une partie de l’image. À remarquer sur l’image, les 4 cercles verts dans les coins, correspondants aux repères sur la table. Advenant que la caméra ait été déplacée, les cercles ne correspondraient plus aux marques, et nécessiterait une calibration. Le cas échéant, aviser le personnel technique responsable, pour faire la calibration matériel.

FIGURE 2-8 – INTERFACE VISIONVIEW DE COGNEX


2.2.6.9 Particularités de mise en marche

Lors de la mise ne marche, il faudra tenir compte de certains aspects particuliers. Effet de perspective La caméra a été calibrée suivant une méthode utilisant une grille. Cette méthode a pour effet « d’enseigner » à la caméra les dimensions réelle (mm) et la linéarité des axes (distorsion optique) à partir d’une feuille de papier marquée de cette grille. Comme résultat, chaque point perçu par la caméra aura une coordonné réelle en mm à la hauteur d’une surface de papier, partout dans le champ de vision. Cependant lorsqu’un objet d’une certaine épaisseur tel que le tube plastique utilisé dans le laboratoire, est perçu par la caméra l’effet de perspective aura pour conséquence de fausser le centre réel de l’objet à mesure qu’on s’éloigne en X ou Y de la lentille (centre vision).

FIGURE 2-9 – EXEMPLE DE CALIBRATION D’IMAGE

Centre perçu

Centre réel

FIGURE 2-10 – EFFET DE LA PERSPECTIVE

Centre vision


Pour corriger ceci, il faudra d’abord trouver par quelques essais le « centre vision » (qui ne correspond pas nécessairement au centre de la table), puis l’erreur de perspective à appliquer à ce centre vision. Dans cet exercice, le robot servira d’instrument de mesure en utilisant la position de l’outil vs le référentiel (WorkObject) de la table vision.

Conseil : Avant tout, s’assurer de la bonne déclaration et utilisation des référentiels du robot (voir section 2.2.6.3 Référentiels caméra/robot et définition d’outil) Note : Dans la méthode qui suit, utiliser le robot en mode Jog et orienter correctement l’outil ventouse approprié (section 2.2.6.1) suivant le référentiel de la table vision (section 2.2.6.3). Utiliser l’interface Cognex pour déclencher les prises de vues en mode Offline, au besoin (section 2.2.6.8)

Trouver le centre vision : 1. À l’œil, placer un tube perpendiculairement à l’axe X près du centre de la table. 2. La caméra en mode Offline, faire une acquisition d’image (trigger) à l’aide de l’interface Cognex

et prendre en note la coordonnée du tube affiché sur l’interface. 3. Déplacer l’outil robot à cette coordonnée X-Y sans toucher au tube et vérifier s’il y a décalage en

X entre le centre de l’outil et le centre du tube. Si c’est le cas, déplacer le tube en X et recommencer les étapes 2 -3.

Le centre vision « X » sera trouvé lorsque dans l’étape 3, le décalage X de l’outil robot sera nul. Noter cette position en X. Répéter ensuite les étapes 1-2-3 pour trouver le centre vison Y. Les 2 positions notées en X et en Y deviendra la coordonnée X-Y du centre vision.

Trouver l’erreur de perspective : 1- À l’œil, placer un tube perpendiculairement à l’axe X près d’une bordure Y de la table. 2- La caméra en mode Offline, faire une acquisition d’image (trigger) à l’aide de l’interface Cognex. 3- Déplacer l’outil robot à cette coordonnée X-Y sans toucher au tube et mesurer le décalage en X

entre le centre de l’outil et le centre du tube. Utiliser le robot pour la mesure. 4- Noter le décalage en X qui est en fait l’erreur de perspective en X. Recommencer les étapes 1-4 pour l’axe Y. À l’aide de ces résultats, calculer le facteur de compensation requis en X et en Y, par rapport au centre vision. Ce facteur devra être appliqué aux coordonnées reçues de la caméra pour compenser l’effet de perspective. Valider les résultats en plaçant un tube à différents endroits et angles sur la table. L’outil ventouse du robot devrait se positionner correctement au centre du tube.

2.2.7 Mode manuel câblé Il n’y a pas de mode manuel câblé sur cet équipement.

2.2.8 Liste des E/S E/S automate : Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie avec la documentation du cours (réf. [4]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 35. Exemple : 35YT0101 Permissive de marche. E/S robot : Le détail du tableau d’adressage du robot ABB se retrouve à la section 2.1.1, Robot ABB et contrôleur IRC5, Liste des E/S. Déclaration des E/S ControlLogix pour la caméra : Voir la procédure de déclaration des E/S ControlLogix spécifiques à la caméra Cognex à la section 2.2.6.5


2.3 Convoyeur de la boucle 1 et variateur CNV-06

2.3.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le document de référence [6] contient les fiches techniques du système de convoyage. Le convoyeur de la boucle 1 sert à acheminer des palettes transportant les tubes, vers les deux stations d’indexage de la cellule 1 et 2. Chaque palette peut contenir un maximum de deux tubes. Pour faire tourner le moteur du convoyeur, un variateur est prévu pour recevoir les commandes de marche / arrêt ainsi que la consigne de vitesse.

2.3.2 Sécurité du système La sécurité de l’équipement motorisé répond à la méthode discutée au chapitre 1. À noter que l’alimentation des points de sortie-automate reliés à cet équipement obéit aux actions d’arrêt d’urgence (réf. [3]).

2.3.3 Principe de fonctionnement général Le convoyeur est entraîné par un moteur CA 3 phases contrôlé par un variateur de vitesse. Les paramètres lecture écriture du variateur sont accessibles via l’adressage Device-Net, son module de communication étant relié au réseau de l’automate. Plusieurs paramètres peuvent être lus ou écrit dans ce modèle de variateur. La plupart de ces paramètres ont préalablement été configurés et ils ne sont pas modifiables dans le cadre de ce laboratoire, comme la configuration physique du variateur (alimentation, type de moteur, etc.). D’autres sont nécessairement disponibles et servent à la commande et à la lecture du variateur (départ, consigne de vitesse etc.). À noter aussi que par protection, une commande d’inter verrouillage externe au variateur est nécessaire pour accepter une commande de marche.

2.3.4 Conditions initiales Comme tout équipement motorisé, avant de lancer une commande de marche, toujours s’assurer qu’il est libre de tourner sans dommages. Pour démarrer le variateur du convoyeur, une condition préalable d’inter verrouillage (Interlock) est nécessaire et doit être appliquée. Cet aspect est vu en détail à la section 2.3.6.

2.3.5 Modes de marche Il existe deux modes de marche : Manuel (local) et automatique (distant). Le choix du mode est fait par un bouton sélecteur et n’est accessible que de l’intérieur du panneau de contrôle 01CP01 (identifié MAN-AUTO). Il est réservé au personnel technique. Le mode manuel (contrôle local) permet de contrôler l’équipement sans programme automate. Il permet entre autre la vérification de l’équipement. Le mode automatique (contrôle distant) est celui qui permet le contrôle par l’automate selon la méthode spécifié plus bas et est donc celui utilisé dans le cadre du laboratoire.

2.3.6 Spécifications de marche automatique Le moteur 06M0001 est relié à son variateur lui-même relié au réseau DeviceNet. La table d’adressage du variateur est représentée dans l’automate par une série d’E/S. L’automate peut donc lire ou écrire des valeurs directement dans le registre du variateur par l’entremise du réseau Device-Net. Un relais externe au variateur appelé relais d’inter verrouillage fourni un niveau de protection contre les faux démarrages. Il doit être activé pour que le variateur démarre. Pour démarrer le variateur et le convoyeur associé, il faut s’assurer que les conditions d’opération arrivent dans la séquence suivante : 1. Le variateur ne doit pas être en faute. Il faut réarmer la faute au besoin de façon momentanée

(activer la sortie automate associée) ;


2. La condition relais d’inter verrouillage (Interlock) doit être présente (activer la sortie automate associée) ;

3. Le variateur doit alors être dans l’état « prêt » (lire l’état par l’entrée automate associée) ; 4. La commande « marche avant » doit être appliquée de façon maintenue (activer la sortie

automate associée), tant et aussi longtemps qu’on veut bouger le convoyeur. La perte d’une de ces conditions pendant la marche du convoyeur fera arrêter le variateur et la séquence 1-2-3-4 devra être reprise. Lorsque le variateur est en état de marche, lui indiquer une consigne de vitesse. Ce paramètre d’écriture retrouvé dans la liste des E/S est de type nombre entier (INT) et est paramétré en tour/minute (RPM) moteur. Pour obtenir une vitesse acceptable du convoyeur, inscrire la valeur 350 (RPM). On peut aussi « lire » la vitesse du moteur par un paramètre lecture d’état.

2.3.7 Mode manuel câblé Le mode manuel câblé (local) n’est disponible que pour le personnel technique par un bouton sélecteur à l’intérieur du panneau 01CP01.

2.3.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste E/S fournie (réf. [4]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 06. Ces valeurs peuvent être du type booléen (ex : marche avant) ou de type INT (ex : Consigne de vitesse). Exemple : 06M0001 Variateur. En faute. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

2.4 Indexeur de palettes IDX-17

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. L’indexeur de palettes (IDX-17) ainsi que les autres indexeurs du laboratoire (IDX-12, IDX-13, IDX-14 et IDX-16) utilisent la même méthode de contrôle et d’identification; seul le numéro de l’équipement est différent. La fiche technique de l’indexeur est donnée dans le document « Convoyeur XM.pdf» (réf. [6]) fourni avec la documentation du cours GPA754.

2.4.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le rôle de cet équipement installé sur un convoyeur, est de recevoir et positionner une palette de façon à ce qu’un robot puisse y faire certaines tâches répétitives. Un dispositif est prévu afin qu’une seule palette à la fois puisse se retrouver à cet endroit. Sur l’indexeur 17 (IDX17), un élément supplémentaire a été installé afin de permettre de détecter la palette « zéro » qui pourrait permettre de tracer l’ordre des palettes en production. De plus, on retrouve sur tous les indexeurs un système d’identification radiofréquence (RFID) pour un suivi individuel de chacune des palettes (voir section 2.4.7 à la page 2-15).


2.4.2 Sécurité du système Aucun dispositif particulier concernant une sécurité câblée n’est installé sur cet équipement. À noter que l’alimentation des points de sortie-automate reliés à cet équipement obéit aux actions d’arrêt d’urgence (réf. [3]).

2.4.3 Principe de fonctionnement général Une palette qui se déplace sur le convoyeur est arrêtée par une butée avant l’indexeur. Cette butée crée une file d’attente de façon à ce qu’une seule palette se retrouve dans l’indexeur. Si l’indexeur est libre, la butée de la file d’attente s’ouvre pour qu’une palette puisse s’engager dans l’indexeur. De là, elle est retenue par une autre butée puis indexée. Le robot peut y faire la tâche requise puis la palette peut ensuite être libérée de l’indexeur. Optionnellement, une étiquette mémoire installée sur chaque palette, peut être accédée en lecture ou écriture grâce à un système radio fréquence. Ceci pourrait permettre de reconnaître une palette donnée et/ou inscrire de l’information qui suivra la palette visée.

2.4.4 Conditions initiales Il n’y a pas de conditions initiales nécessaires pour le bon fonctionnement de cet équipement. Il faut seulement s’assurer avant de débuter qu’aucune palette ne se trouve à un endroit indétectable par les capteurs. Une procédure d’initialisation pourrait être prévue au démarrage sur cet équipement pour s’assurer des conditions de départ de la production.

2.4.5 Modes de marche L’indexeur suit les commandes de marche programmées par l’automate seulement. Aucun mode de marche câblé n’y est associé.

2.4.6 Spécifications de marche automatique La butée d’entrée 17FV0601 activée, bloque l’entrée d’une palette pour former une file d’attente. À cet endroit, le capteur 17ZS0701 détecte la palette. Au besoin et si la station est libre, la butée d’entrée 17FV0601 descend et laisse la palette s’engager dans l’indexeur et remonte après un délai nécessaire de façon à empêcher une deuxième palette d’entrer en même temps. La palette entrant dans l’indexeur est arrêtée par la butée activée 17FV0401. Le capteur 17ZS0201 détecte une palette en position d’indexage. Le vérin indexeur 17FV0101 est alors activé. La présence ou non d’un objet sur la palette (tubes ou gabarit selon l’indexeur) est connue par le capteur 17ZS0501 (et aussi le 17ZS0502 pour le 2e tube). Pour évacuer la palette de l’indexeur, le vérin indexeur 17FV0101 est désactivé, puis la butée de sortie 17FV0401 se désactive (descend). Le capteur 17ZS0301 détecte la sortie de la palette pour terminer ainsi la fin du cycle. Le capteur 17ZS0801 (sur l’indexeur 17 seulement) permet de détecter le passage de la palette zéro (identifiée « 0 ») à cet endroit. Ceci pourrait s’avérer utile dans une stratégie de suivi de production pour rétablir l’ordre des palettes lors d’un départ de production après un arrêt non contrôlé (ex : arrêt d’urgence).

2.4.7 Système d’identification par radiofréquence (RFID) L’indexeur est munis d’un sous ensemble à utilisation optionnelle nommé système d’identification par radio fréquence ou RFID. Un système RFID permet la transmission de données entre une puce mémoire, souvent appelée étiquette et une base de donnée quelconque. L’étiquette se trouve généralement installée sur le produit à tracer. Un système de contrôle de production peut donc connaître ou modifier l’état de chaque produit par cette étiquette lorsque le produit passe à une station RFID. Les données transmises peuvent représenter toute forme de suivi désiré selon les besoins de l’entreprise (ex : no de série, date de fabrication, étape de production, etc.). Les données peuvent être transmises soit en format bit, octet (8 bits) ou mot (16bits) dans une zone mémoire de l’étiquette.


2.4.7.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé

Dans ce laboratoire, les étiquettes sont installées sur chacune des palettes retrouvées sur les convoyeurs de la boucle 1 et 2. Les émetteurs-récepteurs (ou antennes) sont quant à elles installés au niveau des indexeurs de façon a pouvoir lire ou écrire des donnée lorsqu’une palette se trouve à cet endroit. Chacune des étiquettes RFID possède déjà une donnée qui permet d’identifier la palette. Cette donnée réside dans une zone mémoire protégée en écriture. Par exemple, on retrouvera la valeur binaire « 2 » (0000 0010) dans la zone mémoire protégée de l’étiquette installée sur la palette portant ce numéro. Les détails techniques de ceci, seront vus dans la section « Spécifications de marche automatique (mode AUTO) » section [2.4.7.6]

2.4.7.2 Sécurité du système

Aucun dispositif particulier concernant une sécurité câblée n’est installé sur ce sous ensemble.

2.4.7.3 Principe de fonctionnement général

Un contrôleur RFID est relié d’une part à une antenne radiofréquence et d’autre part à l’automate par l’entremise du réseau Device-Net. Lorsque que l’étiquette d’une palette se trouve devant l’antenne (rayon d’action 30 mm), l’information contenue dans le registre du contrôleur RFID peut-être transmis vers l’étiquette ou vice versa. On peut transmettre un bit, un octet ou un mot à la fois selon le format choisi. Le processus peut être répété aussi longtemps que l’étiquette se trouve dans le rayon d’action de l’antenne.

TableAdressage

E/SAutomate Contrôleur RFID Antenne

ÉtiquetteRFID

Réseau D-Net

0000 0000Zone mémoire 0Zone mémoire 1Zone mémoire 2Zone mémoire 3

Zone mémoire 254

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

0000 00000000 00000000 0000

0000 0000

Zone protégéeZone ID palette (protégée)

Zone libre

Scanneur


FIGURE 2-11 – ILLUSTRATION D’UN SYSTÈME RFID RELIÉ À UN AUTOMATE VIA DEVICE-NET

Un processus de transmission se fait en 2 étapes : 1. Le paramétrage du contrôleur RFID. C’est dans cette étape que l’utilisateur défini ce qu’il veut

faire (lecture/écriture, pointage d’une zone mémoire, donnée, etc.). 2. La transmission des données.

Toutes ces informations sont échangées via une table d’adressage de 32 bits en ENTRÉE et de 32 bits en SORTIE reliant l’automate et les systèmes RFID. Ces tables sont présentées en détail dans la liste des E/S (Réf : [4] pour l’indexeur 16 et 17) (Réf :[5] pour l’indexeur 12, 13 et 14). L’étiquette mémoire contient 254 zones mémoire d’un octet chacun ou 254 x 8 bits. Au choix, chaque bit ou octet peut être adressé individuellement dans la plage 0 à 254. Cependant les régions 0 et 1 ont été protégées en écriture. C’est cette région qui contient la donnée numérique binaire, identifiant la palette (ex : palette #5 : Zone 1 = 0000 0101).

2.4.7.4 Conditions initiales

Un système RFID utilise la transmission radiofréquence pour établir la communication entre l’antenne et l’étiquette. L’environnement proche de l’antenne et de la puce (env. 100 mm) doit donc être exempt de toute surface métallique significative, qui pourrait brouiller la transmission avec l’étiquette.

2.4.7.5 Modes de marche

Deux modes de transmission AUTO et SYNC sont possibles pour le contrôleur RFID de marque Omron du laboratoire. Des micro-interrupteurs sur le module permettent ce choix. Le mode SYNC, active la transmission RF lorsqu’une étiquette se trouve dans le rayon d’action mais demande aussi un signal de synchronisation supplémentaire venant de l’automate. Ce mode n’est PAS utilisé ici. Le mode AUTO a été paramétré, dans le cadre de ce laboratoire. Ce mode active une transmission automatiquement entre l’étiquette et l’antenne aussitôt que l’antenne « voit » une étiquette dans son rayon d’action (30 mm). Les conditions préalables à cette transmission doivent tout d’abords être remplies selon un certain protocole.

2.4.7.6 Spécifications de marche automatique (mode AUTO)

Une des trois possibilités suivantes peut être envisagée : - Lire dans la zone protégée de l’étiquette pour connaître son identité (Palette 1 à 10) - Lire dans la zone non protégée de l’étiquette pour connaître les données utiles inscrites - Écrire dans la zone non protégé de l’étiquette pour inscrire les données utiles

Note : La spécification de marche suivante sera démontrée avec l’utilisation du système RFID de l’indexeur 16 : Pour une meilleure compréhension de la signification des E/S utilisés, se référer à la table d’adressage du système 16RFID présentée en détail dans la liste des E/S (Réf : [4]) : Entrée automate 32 bits = 16RFID Sortie module: Sorties automate 32 bits = 16RFID Entrée module:

Lecture dans la zone mémoire (protégée ou non protégée)

Essentiellement il s’agit ici de lire la valeur binaire inscrite soit dans la zone mémoire protégée (#1) ou non protégée (#2 jusqu’à 254) de l’étiquette. La lecture se fait toujours sur 16 bits, donc sur la zone


mémoire pointée (8 premier bits) et la suivante (8 dernier bits). Ainsi si la zone mémoire 1 est pointée, les zones 1 et 2 seront lues.

Le protocole de lecture s’effectue dans cette séquence :

1. S’assurer qu’il n’y a aucune transmission en cours avant de commencer une nouvelle transmission. Vérifier l’état de transmission avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :

⇒ Bit 30 : Normal ; 16RFID Norm : Valeur doit être à OFF = 0 ⇒ Bit 31 : Hand Shake ; 16RFID H/S : Valeur doit être à ON = 1

2. Paramétrer le module pour la tâche à faire. Utiliser la table de SORTIE automate comme suit: ⇒ Bits 0-15 : Donnée écrit. : Non significatifs en mode lecture ⇒ Bit 16-23 : Zone mém. = 1 (max. 254) ; 16RFID A0-7 : Valeur => 23000000116 ⇒ Bit 24 : Format = Byte : Non significatifs en mode lecture ⇒ Bit 25 : Set bit ; Non significatif en mode lecture ⇒ Bit 26 : Longueur = Double (16 bits) : Non significatifs en mode lecture ⇒ Bit 27 : Partie mém. Haute / basse ; Non significatif en mode lecture ⇒ Bits 28, 29 : (Réservé) ; Valeur => 0 ⇒ Bit 30 : Mode = Lecture ; 16RFID R/W : Valeur => 0 ⇒ Bit 31 : Permissive transmission = OFF ; 16RFID EN : Valeur => 0

3. Générer la Permissive de transmission RF. Utiliser la table de SORTIE automate comme suit: ⇒ Bit 31 : Permissive transmission = ON ; 16RFID EN : Valeur => 1

4. Le module retourne alors l’état de transmission Hand Shake. Vérifier avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :

⇒ Bit 31 : Hand Shake ; 16RFID H/S : Valeur doit passer à OFF = 0

5. À ce moment, le module préconfiguré en mode AUTO, attend l’arrivée d’une étiquette devant l’antenne avant d’activer la transmission RF. Si l’étiquette est déjà présente, la transmission débute immédiatement. Le bit Normal (16RFID Norm ) est maintenu à 0 tant que la transmission demandée n’est pas complétée.

6. Une fois la lecture RF complétée (~50-100ms), le module allume le bit d’état Normal (16RFID Norm). Vérifier avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :

⇒ Bit 30 : Normal ; 16RFID Norm : Valeur doit passer à ON = 1

7. La donnée binaire à lire est à ce moment disponible au module et peut être lue par l’automate. Utiliser la table d’ENTRÉE automate comme suit:

⇒ Bit 0-15 : Data 0-15 : 16RFID RD0-15 : Valeur = binaire (16 bits) NOTE : Si seule la valeur d’UNE SEULE ZONE mémoire (8bits) veut être lue, ne tenir compte que des 8 premiers bits lues (16RFID RD0-7).

8. Terminer la transmission en éteignant le bit de Permissive. Utiliser la table de SORTIE automate comme suit:

⇒ Bit 31 : Permissive transmission = OFF ; 16RFID EN : Valeur => 0

9. Le module au repos devrait à ce moment retourner les valeurs d’état du début : ⇒ Bit 30 : Normal ; 16RFID Norm : Valeur doit être à OFF = 0 ⇒ Bit 31 : Hand Shake ; 16RFID H/S : Valeur doit être à ON = 1


Présence étiquetteDélai de transmission

Table ENTRÉE automate

30 Normal

31 HandShake

0-15 Data

Table SORTIE automate

16-23 Zone

30 Lecture

31 Permiss

Bit DataRéactionAction Commande début de lecture

Commande fin de lecture

Données présentes pour lecture par l'automate

FIGURE 2-12 – SCHÉMA DE LA SÉQUENCE DE LECTURE RFID

On peut recommencer la séquence sur autant de zone mémoire à lire que voulu tant que l’étiquette se trouve devant l’antenne.

Écriture dans la zone mémoire non protégée

Supposons qu’on veuille ÉCRIRE la valeur binaire suivante 00010010 (18) dans la partie basse de la zone #5 de l’étiquette (autrement dit, les huit bits du mot situé à l’adresse 5). Contrairement au mode lecture qui transmet 16 bits à la fois (2 zones mémoire consécutives), le mode écriture peut se paramétrer pour affecter 8 ou 16 bits (1 ou 2 zones mémoire). Pour une affectation sur 8 bits, il faudra alors indiquer si la partie basse (zone pointée) ou la partie haute (zone suivante) est visée. Le protocole d’écriture s’effectue dans cette séquence :

1. S’assurer qu’il n’y a aucune transmission en cours avant de commencer une nouvelle transmission. Vérifier les bits d’état de transmission avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :



2. Paramétrer le module pour la tâche à faire. Utiliser les bits de la table de SORTIE automate comme suit:

⇒ Bits 0-15 : Donnée écrit = 18 ; 16RFID WD : Valeur => 15 000100100 ⇒ Bit 16-23 : Zone mém. = 5 (max. 254) ; 16RFID A0-7 : Valeur => 23000010116 ⇒ Bit 24 : Format = Byte ; 16RFID b/B : Valeur => 0 ⇒ Bit 25 : Set bit ; Non significatif en format byte ⇒ Bit 26 : Longueur = Simple (8 bits) ; 16RFID LEN : Valeur => 1 ⇒ Bit 27 : Partie mém. Haute / basse = Basse ; Valeur => 0 ⇒ Bits 28, 29 : (Réservé) ; Valeur => 0 ⇒ Bit 30 : Mode = Écriture ; 16RFID R/W : Valeur => 1 ⇒ Bit 31 : Permissive transmission = OFF ; 16RFID EN : Valeur => 0

3. Générer la Permissive de transmission RF. Utiliser les bits de la table de SORTIE automate comme suit: ⇒ Bit 31 : Permissive transmission = ON ; 16RFID EN : Valeur => 1

4. Le module retourne alors l’état de transmission Hand Shake. Vérifier l’état du bit avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :

⇒ Bit 31 : Hand Shake ; 16RFID H/S : Valeur doit passer à OFF = 0

5. À ce moment, le module préconfiguré en mode AUTO, attend l’arrivée d’une étiquette devant l’antenne avant d’activer la transmission RF. Si l’étiquette est déjà présente, la transmission débute immédiatement. Le bit Normal est maintenu à 0 tant que la transmission demandée n’est pas complétée.

6. Une fois l’écriture complétée (ms), le module allume le bit d’état Normal. Vérifier l’état du bit avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :

⇒ Bit 30 : Normal ; 16RFID Norm : Valeur doit passer à ON = 1 NOTE : Dans cet exemple seule la valeur de la zone mémoire 5 (8 bits) sera affectée.

7. Terminer la transmission en éteignant le bit de Permissive. Utiliser les bits de la table de SORTIE automate comme suit:

⇒ Bit 31 : Permissive transmission = OFF ; 16RFID EN : Valeur => 0

8. Le module au repos devrait à ce moment retourner les valeurs d’état du début. Vérifier les bits d’état de transmission avec la table d‘ENTRÉE de l’automate : :


On peut recommencer la séquence sur autant de zone mémoire à écrire que voulu tant que l’étiquette se trouve devant l’antenne.


Cas d’exceptions, annulation et erreurs de transmission:

Les cas suivants pourraient être désirés : - Canceller une transmission avant qu’elle ne soit complétée - Vérifier et effacer les erreurs. Si le module tombe en erreur, le module met le bit Erreur à

1 (Table de SORTIE automate : 16RFID ERR). Ceci est normalement causé par une perte de contact entre l’antenne et l’étiquette pendant la transmission.

Pour l’un ou l’autre de ces cas, procédez de la même façon en mettant le bit de Permissive à 0 jusqu’au moment ou le bit Hand Shake retourne la valeur 1 :

1. Annuler la permissive. Utiliser les bits de la table de SORTIE automate comme suit: ⇒ Bit 31 : Permissive transmission = OFF ; 16RFID EN : Valeur => 0

2. Le module retourne alors l’état de transmission Hand Shake. Vérifier l’état du bit avec la table d‘ENTRÉE de l’automate :

⇒ Bit 31 : Hand Shake ; 16RFID H/S : Valeur doit être à ON = 1


2.4.9 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf : [4] pour l’indexeur 16 et 17) (Réf :[5] pour l’indexeur 12, 13 et 14). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement : 17 (ou 12, 13, 14, 16 selon le cas). Exemple : Capteur 17ZS0701; Présence de palette ; À l'entrée. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.


2.5 Table à positions indexées TBL-18


2.5.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le but de cet équipement est de donner une alternative au convoyeur de la boucle 1. Les tubes en cours de production pourraient ainsi passer de la cellule 1 vers la cellule 2 ou vice versa, par la table plutôt que par le convoyeur. La table peut aussi servir d’espace tampon qui permettrait de libérer momentanément l’un ou l’autre des indexeurs des cellules 1 ou 2.

2.5.2 Sécurité du système Aucun dispositif particulier concernant une sécurité câblée n’est installé sur cet équipement. À noter que l’alimentation des points de sortie-automate reliés à cet équipement obéit aux actions d’arrêt d’urgence [3].

2.5.3 Principe de fonctionnement général

Sur une table circulaire se trouve huit supports à tubes chacun espacés de 45º. Un dispositif pneumatique relié à un mécanisme fait tourner cette table de façon cyclique de 45º à chaque cycle. Lorsqu’un cycle est terminé, la position de la table est maintenue indexée jusqu’au prochain cycle. La rotation se fait uniquement dans le sens des aiguilles d’une montre.

2.5.4 Conditions initiales Comme tout équipement motorisé, avant de lancer une commande de marche, toujours s’assurer qu’il est libre de tourner sans dommages. Pour démarrer un cycle, la table doit être positionnée et indexée. Sinon, elle ne permet aucun mouvement. On peut s’assurer qu’elle est bien enclenchée dans sa position indexée en essayant de faire tourner la table à la main. NOTE : La position de chaque bloc installé sur la table possède sa propre tolérance (en XYZ) et fait en sorte qu’il peut y avoir une accumulation d’erreurs tangible entre un bloc et un autre. Pour limiter l’erreur au minimum il est fortement recommandé d’utiliser le bloc numéro deux (2) pour l’enseignement d’un point qui pourrait servir sur un autre bloc de la table. La position du bloc numéro deux a été mesuré comme étant à la médiane des écarts. La position des autres blocs est répartie en + et en – par rapport au bloc 2.

2.5.5 Modes de marche La table suit les commandes de marche programmées par l’automate seulement. Aucun mode de marche câblé n’y est associé.

2.5.6 Spécifications de marche automatique Le système de contrôle est entièrement pneumatique. Pour permettre le départ d’un cycle, l’automate doit activer la vanne solénoïde 18FV0101 pendant une durée d’environ 500 msec. Si l’impulsion demeure plus longtemps que la durée d’un cycle, la table redémarre aussitôt pour un autre cycle. La fin du cycle avec une position indexée est détectée par l’interrupteur à pression 18PS0101. Sous la table, deux capteurs côté cellule 1, 18ZS0201 et 18ZS0202, et deux autres, côtés cellule 2, 18ZS0101 et 18ZS0102, sont disposés de façon à détecter la présence de tubes dans les deux supports associés.



2.5.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (réf. [4]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 18. Exemple : 18PS0101 Capteur. Fin de cycle. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

2.6 Magasin de pastilles MAG-22 (idem MAG-21)

La Figure 2-13 montre le dessin 3D du magasin de pastilles MAG-22 à la page 2-24.

2.6.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le rôle de cet équipement est de supporter deux séries de deux plateaux remplis de pastilles. Chaque série de plateau réunis une même couleur de pastille. Ces pastilles seront insérées dans les tubes par un robot selon une recette donnée.


2.6.3 Principe de fonctionnement général Les pastilles sont préalablement déposées à la main dans les espaces prévus sur des plateaux qui peuvent se superposer. L’ordre des plateaux et leur orientation doivent respecter un modèle précis afin de pouvoir présenter au robot le même patron d’une fois à l’autre (Figure 2-13).

2.6.4 Conditions initiales Sur le magasin 22 de la boucle 1, les plateaux numérotés doivent être orientés et disposés tel qu’illustré à la Figure 2-13. Ceci pour tenir compte des tolérances physique des plateaux qui ne sont pas tous parfaitement identique. Remplir chaque plateau avec les pastilles d’une même couleur selon la recette désirée.


FIGURE 2-13 – MAGASIN DE PASTILLES ET NUMÉROTATION DES PLATEAUX.

2.6.5 Modes de marche L’équipement n’a aucun actionneur à commander. Aucun mode de marche câblé n’y est associé.

2.6.6 Spécifications de marche automatique Deux capteurs de type capacitif permettent de détecter la présence du plateau le plus bas de chaque série de plateau du support. Ce sont les capteurs 22ZS0101 (côté gauche) et 22ZS0201 (côté droit). Pour le magasin de pastilles MAG-21, il suffit de substituer le numéro de l’équipement (#21) au numéro 22 de cette description.


2.6.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie avec la documentation du cours (réf. [4]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 22 (ou 21 selon le cas). Exemple : 22ZS0101 Capteur. Présence du support à pastille G.

2.7 Afficheur matriciel InView

2.7.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le module à matrice DEL InView permet la présentation de messages alphanumériques visible sur le plancher de production. L’utilisation d’un affichage matriciel, se fait dans l’esprit de pouvoir communiquer des alarmes, des instructions ou des états de production, simultanément à tout le personnel présent.



2.7.3 Principe de fonctionnement général Les messages qu’on veut faire afficher, sont d’abord écrits et chargés dans le module InView. Ces messages peuvent être constitués de caractères fixes (ex : Moteur_1) et/ou de variables (ex : Moteur_[var x]). Le logiciel « InView Messaging » de Rockwell, est utilisé pour créer une liste de messages et de variables en leurs assignant chacun une identification unique ainsi que pour charger la liste créée vers le module InView. Dans le cadre du laboratoire, une liste de messages et de variables a déjà été créée et chargée pour vous dans les modules InView. Cette liste vous sera remise pour utilisation dans votre projet. Dans le laboratoire, la communication entre le ControlLogix et le module InView se fait par les E/S du module DeviceNet (voir Liste des E/S à la section 2.7.8). Le principe de contrôle de l’affichage InView est assez simple.

Communiquer ces commandes au module InView nécessite cependant l’utilisation d’un protocole sous forme de caractères texte, qu’on appelle protocole ASCII. Ce type de commande porte souvent le nom de « phrase », « string », « frame » ou « message ». Le terme « phrase » sera utilisé dans ce document. La tâche de l’automate consistera donc à :

- Construire une phrase de commande, caractère par caractère. - Affecter le résultat de cette phrase de commande vers sa table E/S liée au module InView. - Déclencher la commande par sa table E/S liée au module InView, pour qu’elle devienne active

dans le module InView. Le programme automate du ControlLogix devra donc utiliser une suite de manipulation de différents types de donnée afin de construire la phrase et de passer l’information de cette phrase vers la table E/S.

2.7.4 Conditions initiales

- Le module d’affichage InView doit préalablement être chargé d’une liste de messages et d’une liste de variables. Cette liste doit vous être fournie pour utilisation.


Déclenchement de l’affichage du message sélectionné

Sélection du # message à

afficher

Étape 1

Étape 2 Déclenchement de prise

d’effet de la nouvelle valeur

Sélection du # variable à affecter

+ Valeur

Étape 1

Étape 2


2.7.6 Spécifications de marche automatique Une phrase de commande InView est divisée en 3 sections. La commande proprement dites, les paramètres de cette commande et une fin de phrase. Les 2 commandes InView possibles sont :

- Message Trigger représenté en caractère ASCII par ^T - Variable Update représenté en caractère ASCII par ^V

La commande Message Trigger est utilisée pour la sélection d’un message existant dans la liste InView tandis que la commande Variable Update est utilisée pour la sélection d’une variable existante dans la liste InView ainsi que l’affectation d’une valeur dans cette variable. Les sections qui suivent décrivent en détail le protocole InView pour ces 2 types de commande, la construction d’une phrase de commande ASCII et le passage de la phrase vers la table E/S du ControlLogix.

2.7.6.1 Protocole InView de type Message Trigger (^T)

Le tableau suivant montre le format et les valeurs acceptables des caractères pouvant être utilisés dans la construction d’une phrase de commande de type Message Trigger (^T) :

FIGURE 2-14 – TABLEAU DU FORMAT DE PROTOCOLE DE TYPE MESSAGE TRIGGER (^T)

2.7.6.1.1 Construction d’une phrase de commande InView de type ^T sur le ControlLogix Note : La spécification de marche suivante sera démontrée par un exemple utilisant le système InView de la boucle 1 : Pour une meilleure compréhension de la signification des E/S utilisés dans l’exemple, se référer à la table d’adressage de l’équipement 32YI0101 (voir section 2.7.8, Liste des E/S).

Exemple : On veut afficher le message #4 de la liste InView (ex. message #4 = ‘‘Convoyeur en marche’’) Dans un premier temps, le programme d’automate doit construire une phrase de commande ASCII afin de sélectionner le message InView (Message Trigger). La phrase sera constituée de caractères ASCII successifs, suivant le format de la Figure 2-14. La manipulation de caractères ASCII dans le ControlLogix se fait à l’aide d’étiquettes (tag) de type (data type) STRING. Chaque caractère utilisé doit être valide.

Note : Les valeurs ASCII « ^T » et « ^M » sont représentées dans le ControlLogix par « $14 », et « $r » respectivement.

Dans notre exemple, le tag de type STRING doit au final, contenir la phrase ‘$144$r’ où : - 1er caractère ($14) : Commande Message Trigger - 2e caractère (4) : Numéro du message InView qu’on veut afficher - 3e caractère ($r) : Fin du message ASCII (Fin de phrase)

PHRASE MESSAGE TRIGGER Section de phrase -> Commande Paramètres Fin de phrase Description (ASCII) Message Trigger (^T) # Message (Num) Retour chariot (^M)

ASCII sur ControlLogix $14 1…. 4000 $r


Le programme automate doit assembler (concaténer) chaque caractère (tag type STRING) un à un dans une destination finale (tag type STRING).

FIGURE 2-15 – ASSEMBLAGE D’UNE PHRASE DE COMMANDE ASCII DE TYPE MESSAGE TRIGGER

FIGURE 2-16 – RÉSULTAT DE LA CONSTRUCTION ^T DANS LA LISTE D’ÉTIQUETTES DU CONTROL LOGIX

2.7.6.1.2 Affecter le résultat de la phrase de commande ^T vers la table E/S Il s’agit de faire passer le contenu de la phrase de commande finale (tag de type STRING), vers la table E/S (tag de type DINT) correspondant au module InView. Comme les 2 formats STRING et DINT ne sont pas directement compatibles, on ne peut affecter la valeur de l’un vers l’autre. Par contre, comme on peut voir à la Figure 2-16, si on décompose l’étiquette de type STRING on remarque ses 2 membres suivants : LEN et DATA. Le premier membre (LEN) est de type DINT et contient en valeur numérique, la quantité de caractères utilisés dans l’étiquette. Le deuxième membre (DATA) est un groupe (array) de 82 étiquettes de type SINT[82] dont chacune contient la valeur numérique des caractères ASCII utilisés (SINT[82] = max. 82 caractères). Dans la liste d’étiquette de RSLogix 5000, on peut choisir la base de représentation d’une étiquette par le champ Style (colonne Style). En choisissant le style ASCII, la valeur d’étiquette SINT sera

Utilisation d’un groupe [5] type String pour construction de phrase ASCII

Membres LEN et DATA[82] d’une étiquette de type STRING

Résultat de la construction de la phrase ASCII dans une étiquette STRING

Caractères individuels inscrits dans l’étiquette STRING. NB. ‘$00’ = aucun caractère ACSII présent


représenté par son équivalent ASCII. Par exemple, la valeur décimale « 20 » prend la valeur ‘$14’ sur la base du style ASCII. Comme les étiquettes de type SINT peuvent affecter une valeur à une étiquette de type DINT, le programme pourra donc transférer la phrase de commande vers la table E/S de l’afficheur InView.

FIGURE 2-17 – AFFECTATION DE LA PHRASE DE COMMANDE ^T VERS LA TABLE E/S DU MODULE INVIEW

À noter à la Figure 2-17, la longueur de transfert (Length = 4) de l’instruction COP. La destination sera donc vers les étiquettes de la table E/S suivantes : Local:4:O.Data[29] à Local:4:O.Data[32] et qui correspond à la plage mémoire du module InView 32YI0101qui reçoit les commande ^T. Cette longueur de 4 DINT, peut ainsi recevoir une phrase de commande ^T d’un maximum de 16 caractères (4DINT=16SINT).

IMPORTANT : Comme dans chaque utilisation d’instruction de transfert (i.e. COP), soyez vigilent quant à la longueur Length employée. L’étiquette de destination ainsi que les « 1*Length » suivantes seront affectées par l’instruction. Une longueur Lenght trop grande pourra affecter des étiquettes déjà utilisées ailleurs dans le programme, pouvant créer un comportement inattendu et dangereux.

FIGURE 2-18 - TABLE E/S CONTROL LOGIX, CORRESPONDANT AU MODULE INVIEW DE LA BOUCLE 1

Destination de la phrase de commande ^T 4 DINT = 16 SINT = 16 caract. max.


2.7.6.1.3 Déclenchement ^T pour activation du message InView Pour que le choix du message InView précédemment sélectionné s’active dans le module InView, une commande de déclenchement est nécessaire. L’étiquette Local:4:O.Data[28] (DINT) correspond à cette commande de déclenchement dans le InView 32YI010. Pour déclencher, la valeur DINT l’étiquette doit passer de 0 (décimal) à 1(décimal).

FIGURE 2-19 - INSTRUCTION POUR LA COMMANDE DE DÉCLENCHEMENT ^T INVIEW


2.7.6.2 Protocole InView de type Variable Update (^V)

Les types de variables InView pouvant être sélectionnées et affectées avec cette commande peuvent être de type numérique ou alphanumérique. Pour savoir lequel de ces types est associé à chaque variable utilisé dans les modules InView du laboratoire, consultez la liste des messages et des variables InView qu’on vous a fourni. Le tableau suivant montre le format et les valeurs acceptables des caractères pouvant être utilisés dans la construction d’une phrase de commande de type Variable Update (^V) :

FIGURE 2-20 - TABLEAU DU FORMAT DE PROTOCOLE DE TYPE VARIABLE UPDATE (VARIABLE NUMÉRIQUE)

** Le nombre de caractère alphanumérique possible est prédéterminé par chaque variable InView. Voir la liste fournie

FIGURE 2-21 – TABLEAU DU FORMAT DE PROTOCOLE DE TYPE VARIABLE UPDATE (VARIABLE ALPHA NUMÉRIQUE)

2.7.6.2.1 Construction d’une phrase de commande InView de type ^V sur le ControlLogix NOTE : LA CONSTRUCTION D’UNE PHRASE DE TYPE ^V EST SIMILAIRE À LA CONSTRUCTION D’UNE PHRASE DE TYPE ^T VU PRÉCÉDEMMENT À LA SECTION 2.7.6.1.1. RÉFÉREZ-VOUS À CETTE SECTION POUR LES DÉTAILS EN TENANT COMPTE DES EXIGENCES DU PROTOCOLE ^V À LA FIGURE 2-20 ET À LA ** Le nombre de caractère alphanumérique possible est prédéterminé par chaque variable InView. Voir la liste fournie

Figure 2-21.

Note : que les valeurs ASCII « ^V » et « ^M » sont représentées dans le ControlLogix par « $16 », et « $r » respectivement.

Exemple de phrase de commande complète pour donner la valeur alpha numérique « Mon message ! » à la variable #11 (de type alpha numérique) : ‘$16˝Mon_message_ !˝ \11$r’ - 1er caractère ($16) : Commande Variable Update - 2e caractère (˝) : Caractère guillemet, début de la suite des caractères alpha numériques - 3e caractère (Mon message !) Suite des caractères alpha numériques désirés - 4e caractère (˝) : Caractère guillemet, fin de la suite de caractères alpha numériques - 5e caractère (\) : Barre oblique inversée, délimiteur - 6e caractère (11) Numéro de la variable InView qu’on veut affecter - 7e caractère ($r) : Fin du message ASCII (Fin de phrase)

PHRASE VARIABLE UPDATE (Variable numérique) Section de phrase -> Commande Paramètres Fin de phrase

Description (ASCII) Variable Update (^V) Valeur var. (Num) \ #Var. (Num) Retour chariot

(^M) ASCII sur ControlLogix $16 -32768...+32767 \ 0…99 $r

PHRASE VARIABLE UPDATE (Variable alpha numérique) Section de phrase -> Commande Paramètres Fin de phrase

Description (ASCII) Variable Update (^V) ˝alphanum˝ (caract)** \ #Var. (Num) Retour chariot

(^M)

ASCII sur ControlLogix $16 ˝…aAbB123$%..˝ \ 0…99 $r


Le programme automate doit assembler (concaténer) chaque caractère (tag type STRING) un à un dans une destination finale (tag type STRING).

FIGURE 2-22 - RÉSULTAT DE LA CONSTRUCTION ^V DANS LA LISTE D’ÉTIQUETTES DU CONTROL LOGIX

2.7.6.2.2 Affecter le résultat de la phrase de commande ^V vers la table E/S Il s’agit ici de faire passer le contenu de la phrase de commande finale (tag de type STRING), vers la table E/S (tag de type DINT), correspondant au module InView. De la même façon que pour une commande de type ^T à la section 2.7.6.1.2, il faudra ici affecter la destination suivante : Local:4:O.Data[34] à Local:4:O.Data[37]

FIGURE 2-23 - AFFECTATION DE LA PHRASE DE COMMANDE ^V VERS LA TABLE E/S DU MODULE INVIEW

FIGURE 2-24- TABLE E/S CONTROL LOGIX, CORRESPONDANT AU MODULE INVIEW DE LA BOUCLE 1

Destination de la phrase de commande ^V 4 DINT = 16 SINT = 16 caract. max.


2.7.6.2.3 Déclenchement ^V de modification de variable Pour que la commande ^V prenne effet, une commande de déclenchement est nécessaire. L’étiquette Local:4:O.Data[33] (DINT) correspond à cette commande de déclenchement dans le InView 32YI010. Pour déclencher, la valeur DINT l’étiquette doit passer de 0 (décimal) à 1(décimal).

FIGURE 2-25 - INSTRUCTION POUR LA COMMANDE DE DÉCLENCHEMENT ^V INVIEW


2.7.8 Liste des E/S Le module de conversion DeviceNet de l’afficheur InView, possède une table d’adressage configurable selon les besoins de l’usager. Cette table est paramétrée à l’aide du logiciel InView Messaging. Pour échanger des données avec l’automate ControlLogix, la carte de scrutation DeviceNet 1756-DNB (scanner) associée au contrôleur, doit inclure l’afficheur InView dans sa table de scrutation (Scanlist) et associer une table d’adressage E/S appropriée (I/O mapping). Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf : [4] pour l’afficheur de la boucle 1 et Réf :[5] pour l’afficheur de la boucle 2). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement : 32 (ou 33 selon le cas). Exemple : 32YI0101 ^T D1-4

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : Cellule 2 Page 3-1.

3 CELLULE 2; POSTE MANUFACTURIER #2 ET 5

La cellule 2 inclus les postes #2 et 5 et regroupe les équipements suivants : - Un robot ABB IRB1600 (ROB02); - Un convoyeur en boucle reliant les cellules #1 et #2 (CNV06); - Deux indexeurs de palettes (IDX16 et IDX 14); - Un indexeur de gabarits (IDX15). - Une table à positions indexées reliant les cellules #1 et #2 (TBL18); - Un magasin de pastilles (MAG21); - Un convoyeur XL d’entrée/sortie des pièces (CNV31) ;

Le robot de cette cellule peut travailler sur 2 postes manufacturiers. Au poste 2, il permet d’insérer deux types (couleur) de pastilles dans un tube positionné à l’indexeur IDX16 ou sur la table à positions indexées TBL18. Au poste 5, il est également utilisé pour : 1. Déplacer un tube complété vers le stock tampon TAM-32 ou vers un gabarit installé sur une

palette à l’indexeur IDX-14 ou IDX-15. 2. Déplacer un gabarit entre les convoyeurs d’entrée/sortie (CNV31 ) et celui de la boucle 2

(CNV07) depuis les indexeurs respectifs IDX15 et IDX14.


Les informations concernant les robots ABB est fournie à la section 2.1, page 2-1.

3.2 Convoyeur de la boucle 1 CNV-06

Le convoyeur de la boucle 1 a été décrit à la section 2.2, page 2-2.

3.3 Indexeurs de palettes IDX-14 et IDX-16

La description des indexeurs IDX-14 et IDX-16 est la même que celle de l’indexeur IDX-17 fournie à la section 2.4 à la page 2-14.

3.4 Table à positions indexées TBL-18

La table à positions indexées a été décrite à la section 2.5 à la page 2-22.

3.5 Magasin de pastilles MAG-21

La description du magasin de pastilles MAG-21 est la même que pour le magasin MAG-22 décrit à la section 2.6 de la page 2-23.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : poste #2. page 3-2

3.6 Convoyeur d’entrée/sortie du produit CNV-31


3.6.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le convoyeur XL d’entrée/sortie du produit sert au transport de gabarits vers la ligne d’assemblage (entrée du produit vide déposé par l’opérateur) ou depuis la ligne d’assemblage (sortie du produit assemblé recueilli par l’opérateur). Les gabarits sont directement déposées sur le tablier du convoyeur car il n’y pas de palette. Les gabarits ne sont pas pourvus de roulettes anti-frottement comme les palettes et ne conviennent donc pas à des attentes prolongées sur des convoyeurs en marche.


3.6.3 Principe de fonctionnement général Le moteur du convoyeur entraîne le tablier qui permet le déplacement des gabarits vers ou depuis l’indexeur IDX15. Étant donné l’aspect même des gabarits, le convoyeur doit être en opération seulement lorsque cela est nécessaire afin d’éviter l’usure par frottement des gabarits et du tablier du convoyeur.

3.6.4 Conditions initiales Il faut seulement s’assurer avant de débuter qu’il n’y a pas de pièces autres que les gabarits qui sont sur le convoyeur. Ces derniers doivent aussi être orientés par l’opérateur de façon à ce qu’ils soient reconnus par les capteurs de présence placés sur le convoyeur. Comme tout équipement motorisé, avant de lancer une commande de marche, toujours s’assurer qu’il est libre de tourner sans dommages.

3.6.5 Modes de marche Il existe deux modes de marche : Manuel (Local) et automatique (distant). On peut choisir le mode désiré par un bouton sélecteur accessible que de l’intérieur du panneau de contrôle 05CP02 (identifié MAN-AUTO) et est utilisé seulement par le personnel technique. Le mode manuel permet de contrôler l’équipement sans programme automate (contrôle local). Il permet la vérification de l’équipement. Le mode automatique est celui qui permet le contrôle par l’automate selon la méthode spécifié plus bas et est donc celui retrouvé dans le cadre du laboratoire.

3.6.6 Spécifications de marche automatique Ce convoyeur est pourvu d’un variateur simple (marche/arrêt), à vitesse fixe. Pour démarrer le variateur et le moteur 31M0001, activer la sortie automate associée. Étant donné l’aspect même des gabarits, le convoyeur doit être en opération seulement lorsque cela est nécessaire afin d’éviter l’usure par frottement des gabarits et du tablier du convoyeur.

3.6.7 Mode manuel câblé Le mode manuel câblé (local) n’est disponible que pour le personnel technique par un bouton sélecteur à l’intérieur du panneau 05CP02


3.6.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste E/S fournie (réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 31. Exemple : 31M0001 Variateur Convoyeur entrée-sortie du produit. Commande de marche avant

3.7 Indexeur de gabarit IDX-15

3.7.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le premier rôle de cet équipement installé sur le convoyeur XL d’entrée et sortie du produit est de positionner un gabarit vide pour qu’il puisse être prit par le robot #2 et introduit dans la ligne d’assemblage. Un dispositif est prévu afin qu’une seule palette à la fois puisse se retrouver à l’indexeur. Le second rôle est de recueillir, le produit fini apporté par le robot 2 pour être transporté à l’extérieur de la cellule par le convoyeur XL.


3.7.3 Principe de fonctionnement général Entrée du produit vide

Un gabarit vide est déposé par l’opérateur à l’entrée du convoyeur qui l’achemine vers une butée. Cette butée créera une file d’attente de façon à ce qu’un seul gabarit à la fois se retrouve au poste d’indexage. Si ce poste est disponible, un gabarit est libéré de la file d’attente pour s’engager dans la station d’indexage. Là, il est arrêté par une butée fixe. Ensuite au besoin, le gabarit sera pris par le robot 2 pour l’acheminer vers le convoyeur de la boucle 2. Sortie du produit complété Lorsque l’assemblage est complété, le gabarit est amené sur le convoyeur entrée-sortie par le robot 2. Une butée bloque le gabarit afin de permettre au robot de se retirer sans accrocher le produit fini. La butée s’ouvre ensuite et le gabarit complété est transporté jusqu’à la sortie de la cellule vers l’opérateur.

3.7.4 Conditions initiales Il n’y a pas de conditions initiales nécessaires pour le bon fonctionnement de cet équipement. Il faut s’assurer seulement avant de débuter qu’aucun gabarit ne se trouve à un endroit indétectable par les capteurs. Une procédure d’initialisation pourrait être prévue au démarrage sur cet équipement pour s’assurer des conditions de départ de la production

3.7.5 Modes de marche L’indexeur suit les commandes de marche programmées par l’automate seulement. Aucun mode de marche câblé n’y est associé.

3.7.6 Spécifications de marche automatique Entrée du produit vide : La butée d’entrée 15FV0501 est activée et bloque l’arrivée d’un gabarit. A cet endroit, le capteur 15ZS0601 détecte le gabarit. Si le capteur 15ZS0201 ne détecte aucun gabarit dans l’indexeur, la butée d’entrée 15FV0501 s’ouvre, laisse entrer le gabarit vers l’indexeur et se referme aussitôt de façon à empêcher un deuxième gabarit d’entrer. Le gabarit qui entre dans


l’indexeur est arrêté par une butée fixe (tige de métal). Le capteur 15ZS0201 détecte un gabarit en position d’indexage. C’est le robot qui évacuera le gabarit de l’indexeur. Sortie du produit complété : Le gabarit complété amené par le robot est déposé entre la butée fixe et la butée activée (bloque) 15FV0101. Désactiver la butée 15FV0101 pour faire sortir le gabarit vers l’extérieur de la cellule. Le capteur 15ZS0301 détecte la sortie du gabarit de l’indexeur ; ce qui indique la fin du cycle. Le capteur 15ZS0401 permet de détecteur l’accumulation (niveau haut) de produits complétés dans la file d’attente du poste de déchargement manuel.


3.7.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf. [4]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 15. Exemple : 15ZS0101 Capteur Position rétractée de la butée. Vérin 15FV0101. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

3.8 Stock tampon des tubes TAM-33

3.8.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le rôle de cet équipement est de stocker au besoin de façon temporaire des tubes dont la production est complétée, afin d’optimiser le travail du robot.


3.8.3 Principe de fonctionnement général Douze orifices également distribués sur trois niveaux peuvent accueillir jusqu’à 12 tubes. Le support est installé sur pied entre les convoyeurs de la boucle 1 et 2, de façon à servir de tampon entre le sous assemblage et l’assemblage final. Le montage est fait de façon à ce que chaque tube peut être déposé et repris par un robot, sans obstruction.

3.8.4 Conditions initiales Il serait de bon usage de s’assurer que le support de stockage soit vide avant l’initialisation de ligne de production.


3.8.6 Spécifications de marche automatique L’équipement n’a aucun capteur ni actionneur. L’utilisation du tampon doit donc être mémorisée par les équipements programmables.



3.8.8 Liste des E/S L’équipement n’a aucun capteur ni actionneur et n’utilise donc aucune entrée ou sortie.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : poste #3.


On retrouve dans cette cellule qu’un seul poste. La cellule #3 regroupe les équipements suivants : - Un robot ABB IRB1600 (ROB03) ; - Un convoyeur en boucle reliant les cellules #2, #3 et #4 (CNV07) ; - Un indexeur de palettes (IDX12) ; - Un convoyeur parallèle (CNV20) ; - Deux stations de transfert (TXF24 et TXF25) ; - Un bol vibrant pour l’alimentation des rondelles (VIB11) ; - Un bol vibrant pour l’alimentation des bouchons (VIB09) ;

Ce poste permet l’ajout ou le retrait des composantes rondelles et/ou bouchons sur le produit (gabarit) à assembler.


Les informations concernant les robots ABB sont fournies à la section 2.1, page 2-1.


4.2.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le document de référence [6] contient les fiches techniques du système de convoyage. Le rôle de ce convoyeur consiste à faire circuler les palettes qui s’y trouvent dans une boucle qui rejoint les cellules 2, 3, 4. Sur ce convoyeur on retrouve les stations de transfert TXF23 dans la cellule 4, TXF24 et TXF25 dans la cellule 3 ainsi que l’indexeur IDX14 dans la cellule 2.


4.2.3 Principe de fonctionnement général Le moteur du convoyeur en boucle entraîne un tablier qui à son tour permet de déplacer des palettes. Chaque palette peut accueillir un seul gabarit. Les palettes sont munies de roulettes qui réduisent le frottement entre le tablier et les palettes lorsqu’elles sont retenues dans une file d’attente.

4.2.4 Conditions initiales Comme tout équipement motorisé, avant de lancer une commande de marche, toujours s’assurer qu’il est libre de tourner sans dommages. Il n’y a pas de conditions initiales nécessaires pour le bon fonctionnement de cet équipement. Il faut s’assurer avant de débuter que les gabarits ont la bonne orientation sur les palettes et qu’il n’y a pas d’autres pièces que les palettes sur le convoyeur.


4.2.5 Modes de marche Il existe deux modes de marche : Manuel (Local) et automatique (Distant). Le choix du mode est fait par un bouton sélecteur accessible que de l’intérieur du panneau de contrôle 03CP02 (identifié MAN-AUTO) et est utilisé seulement par le personnel technique. Le mode manuel permet de contrôler l’équipement sans programme automate (contrôle local). Il permet la vérification de l’équipement. Le mode automatique (contrôle distant) est celui qui permet le contrôle par l’automate selon la méthode spécifié plus bas et est donc celui retrouvé dans le cadre du laboratoire.

4.2.6 Spécifications de marche automatique Ce convoyeur est pourvu d’un variateur simple (marche/arrêt), à vitesse fixe. Pour démarrer le variateur et le moteur 07M0001, activer la sortie automate associée.


4.2.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste E/S fournie (réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 07. Exemple : 07M0001 Entraînement Commande de marche. Convoyeur boucle 2 (CNV7).


La description de l’indexeur IDX-12 est la même que l’indexeur IDX-17 fournie à la section 2.4 de la page 2-14.

4.4 Convoyeur parallèle CNV-20

Le convoyeur parallèle CNV-20 est décrit plus loin à la section 5.4 de la page 5-1.

4.5 Station de transfert unidirectionnel TXF-25

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. La fiche technique de la station de transfert est donnée dans le document « Convoyeur XM.pdf» (réf. [6]) fourni avec la documentation du cours GPA754.

4.5.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le rôle de cet équipement installé entre le convoyeur en boucle CNV07et le convoyeur parallèle CNV20 est de permettre le passage d’une palette vers le convoyeur parallèle et la station d’indexage 12. Il existe au total un ensemble de trois (3) stations de transfert (TXF23 - TXF24 - TXF25) qui joue le rôle d’aiguillage entre le convoyeur en boucle et les postes d’assemblages robotisés selon les exigences du procédé d’assemblage et de la disponibilité éventuelle des robots.


Une série de butées, de capteurs et d’actionneurs pneumatique ont été prévus de façon à limiter le passage d’une seule palette à la fois dans la station..


4.5.3 Principe de fonctionnement général Pour acheminer une palette qui circule sur le convoyeur en boucle vers un poste d’assemblage robotisé, la palette doit nécessairement passer vers le convoyeur parallèle par une station de transfert. Sur le convoyeur en boucle la palette doit d’abord être arrêtée par une butée située en amont de la station. La butée crée une file d’attente de façon à ce qu’une seule palette à la fois se retrouve dans la station de transfert. Si la station est disponible, une palette est libérée de la file d’attente pour s’engager à l’entrée de la station jusqu'à une deuxième butée. De là, la palette est d’abord élevée puis entraînée par la courroie de transfert jusqu’au convoyeur parallèle CNV20. En l’atteignant, la courroie s’arrête et redescend pour déposer la palette sur le convoyeur de destination.


4.5.5 Modes de marche La station de transfert suit les commandes de marche programmées par l’automate seulement. Aucun mode de marche câblé n’y est associé.

4.5.6 Spécifications de marche automatique Pour permettre la libre circulation des palettes sur le convoyeur en boucle CNV07, la butée de file côté boucle 25FV0301 et d’entrée boucle 25FV0801 doivent être laissées désactivées (abaissées). Pour démarrer un cycle de transfert activer d’abord ces 2 butées (25FV0301 et 25FV0801). La prochaine palette qui arrive du convoyeur en boucle est donc bloquée et détectée dans la file par le capteur 25ZS0701. Si la station est disponible, la butée 25FV0301 s’ouvre et se referme aussitôt pour ne laisser qu’une palette s’engager. Le capteur 25ZS0601 détecte la palette à l’entrée, bloquée par la butée 25FV0801. Ensuite en séquence, le vérin de levée de la station 25FV0101 s’active (monte) puis le moteur de courroie 25M0001 démarre en marche arrière. Le variateur 25 possède un mécanisme d’entre barrage qui doit toujours être activé avant une commande de marche (voir la liste des E/S réf. [5]). Le transfert s’effectue. Le capteur 25ZS0501 détecte l’arrivée de la palette à destination. Le moteur 25M0001 stoppe aussitôt puis l’élévateur de la station 25FV0101 redescend. La palette est maintenant à destination sur le convoyeur parallèle.


4.5.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement : 25. Exemple : 25ZS0701 Capteur Présence de palette. À la file d’attente côté boucle.


Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

4.6 Station de transfert bidirectionnel TXF-24

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. La fiche technique de la station de transfert est donnée dans le document « Convoyeur XM.pdf» (réf. [6]) fourni la documentation du cours GPA754.

4.6.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le rôle de cet équipement installé entre le convoyeur en boucle CNV07et le convoyeur parallèle CNV20 est de permettre le passage d’une palette soit vers le convoyeur parallèle, soit vers le convoyeur en boucle. Un jeu de trois (3) stations de transfert au total (TXF23 - TXF24 - TXF25) est prévu afin de permettre d’aiguiller une palette vers les stations d’indexage 12 ou 13 au besoin. Par exemple ceci pourrait permettre d’éviter qu’une palette passe par une station d’indexage alors qu’elle est hors fonction. Une série de butées, de capteurs et d’actionneurs pneumatique ont été prévus de façon à limiter le passage d’une seule palette à la fois dans la station.


4.6.3 Principe de fonctionnement général Pour acheminer une palette qui circule sur le convoyeur en boucle vers le poste d’assemblage robotisé 4, ou à l’inverse quitter le poste d’assemblage 3 et retourner vers le convoyeur en boucle, la palette doit nécessairement passer d’un convoyeur à l’autre par une station de transfert. Que ce soit à partir du convoyeur en boucle CNV07 ou du convoyeur parallèle CNV20, la palette doit d’abord être arrêtée par une butée située en amont de la station. La butée crée une file d’attente de façon à ce qu’une seule palette à la fois se retrouve dans la station de transfert. Si la station est disponible, une palette est libérée de la file d’attente pour s’engager à l’entrée de la station jusqu'à une deuxième butée. De là, la palette est d’abord élevée puis entraînée par la courroie de transfert jusqu’à l’autre convoyeur. En l’atteignant, la courroie s’arrête et redescend pour déposer la palette sur le convoyeur de destination.




4.6.6 Spécifications de marche automatique Du convoyeur en boucle CNV07 vers le convoyeur parallèle CNV20 :

Pour permettre la libre circulation des palettes sur le convoyeur en boucle CNV07, la butée de file côté boucle 24FV0301 et d’entrée boucle 24FV0801 doivent être laissées désactivées (abaissées). Pour démarrer un cycle de transfert vers le convoyeur parallèle, activer d’abord ces 2 butées (24FV0301 et 24FV0801). La prochaine palette qui arrive du convoyeur en boucle est donc bloquée et détectée dans la file par le capteur 24ZS0701. Si la station est disponible, la butée 24FV0301 s’ouvre et se referme aussitôt pour ne laisser qu’une palette s’engager. Le capteur 24ZS0601 détecte la palette à l’entrée, bloquée par la butée 24FV0801. Ensuite en séquence, le vérin de levée de la station 24FV0101 s’active (monte) puis le moteur de courroie 24M0001 démarre en marche arrière. Le variateur 24 possède un mécanisme d’entre barrage qui doit toujours être activé avant une commande de marche (voir la liste des E/S réf. [5])Le transfert s’effectue. Le capteur 24ZS0501 détecte l’arrivée de la palette à destination. Le moteur 24M0001 stoppe aussitôt puis l’élévateur de la station 24FV0101 redescend. La palette est maintenant à destination sur le convoyeur parallèle. Pendant tout le cycle la butée 24FV0901 est maintenue activée (bloque) pour prioriser la sortie des palettes de la station de transfert sur le convoyeur parallèle. La butée 24FV0201 est laissée désactivée (abaissée).

Du convoyeur parallèle CNV20 vers le convoyeur en boucle CNV07 :

Pour permettre la libre circulation des palettes sur le convoyeur parallèle CNV20, la butée de file côté parallèle 24FV0901 et d’entrée parallèle 24FV0201 sont laissées désactivées (abaissées). Pour démarrer un cycle de transfert vers le convoyeur en boucle, activer d’abord ces 2 butées (24FV0901 et 24FV0201). La prochaine palette qui arrive du convoyeur parallèle est donc bloquée et détectée dans la file par le capteur 24ZS0401. Si la station est disponible, la butée 24FV0901 s’ouvre et se referme aussitôt pour ne laisser qu’une palette s’engager. Le capteur 24ZS0501 détecte la palette à l’entrée, bloquée par la butée 24FV0201. Ensuite en séquence, le vérin de levée de la station 24FV0101 s’active (monte) puis le moteur de courroie 24M0001 démarre en marche avant. Le variateur 24 possède un mécanisme d’entre barrage qui doit toujours être activé avant une commande de marche (voir la liste des E/S réf. [5]). Le transfert s’effectue. Le capteur 24ZS0601 détecte l’arrivée de la palette à destination. Le moteur 24M0001 stoppe aussitôt puis l’élévateur de la station 24FV0101 redescend. La palette est maintenant sur le convoyeur en boucle. Pendant tout le cycle, la butée 24FV0301 est maintenue activée (bloque) pour prioriser la sortie des palettes de la station de transfert sur le convoyeur en boucle. La butée 24FV0801 est laissée désactivée (abaissée).


4.6.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (réf.[5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement : 24. Exemple : 24ZS0701 Capteur Présence de palette. À la file d’attente côté boucle. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

4.7 Bol vibrant des rondelles VIB-11



La Figure 4-1 illustre en 3D la chute de sortie du bol vibrant avec la numérotation des différentes composantes.

FIGURE 4-1 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES RONDELLES.

4.7.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le but de cet équipement est de faire passer des rondelles qui se trouvent en vrac au centre du bol vers la chute de sortie de façon à ce qu’elles soient présentées uniformément au robot de la cellule 3.


4.7.3 Principe de fonctionnement général Une bobine magnétique montée sur un système à ressort (moteur vibrant) fait vibrer le bol qui contient les rondelles pêle-mêle. Cette action fait monter les rondelles sur une rampe située sur le pourtour intérieur du bol. Cette rampe est dotée d’une « logique mécanique » qui rejette les pièces mal orientées. En atteignant la sortie du bol, les rondelles glissent par gravité vers un dispositif qui laisse passer une rondelle pour qu’elle puisse être saisie par le robot Le niveau de pièces dans le bol est maintenu par un dispositif câblé (donc non programmable) qui actionne une trémie vibrante. Lorsque le niveau du bol est bas, la trémie est activée automatiquement pour faire tomber des rondelles vers le bol jusqu’à-ce que le bol soit suffisamment plein.

4.7.4 Conditions initiales S’assurer que la trémie possède suffisamment de pièce dans son réservoir. Ajouter des pièces au besoin. Vérifier qu’aucune pièce n’est coincée dans la chute de sortie du bol.

11LSH0301

11FV0101

11ZS0101

11FV0201

11ZS0201

11ZS0301

11ZS0401


4.7.5 Modes de marche Le bol vibrant suit les commandes de marche programmées par l’automate seulement. Aucun mode de marche câblé n’y est associé.

4.7.6 Spécifications de marche automatique Le bol vibrant doit maintenir une quantité de pièces dans la chute de sortie au capteur haut niveau 11LSH0301. Activer le moteur du bol vibrant 11M0001 pour remplir la chute au besoin. En attente tous les actionneurs sont désactivés. 11FV0101 est étendu et 11FV0201 est rétracté. Les capteurs 11ZS0101 et 11ZS0201 sont prévus pour valider la position des vérins lorsqu’ils sont activés. Pour qu’une seule rondelle se retrouve au point de saisie robot, activer d’abord le vérin d’entrée 11FV0101 (rétracte). Le laisser activé un certain temps pour permettre le passage d’une rondelle dans le distributeur puis le désactiver (étendu). Une rondelle devrait se trouver entre les deux vérins de passage servant d’écluse devant le capteur 11ZS0301. Ensuite, activer le vérin de sortie 11FV0201 (rétracte) et le laisser activé pour permettre à la rondelle de passer vers la position de saisie robot. Le capteur 11ZS0401 détecte la présence d’une rondelle à cet endroit. Désactiver le vérin de sortie 11FV0201 (étendu). Lorsque la rondelle est saisie par le robot, le capteur 11FV0401 ne détecte plus de rondelle et le cycle peut être recommencé au besoin.


4.7.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 11. Exemple : 11LSH0301; Capteur Niveau haut dans l'accumulateur de pièces. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

4.8 Bol vibrant des bouchons VIB-08

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. La figure 4-2 illustre en 3D la descente de sortie du bol vibrant avec la numérotation des différentes composantes.


FIGURE 4-2 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES BOUCHONS VIB-08.

4.8.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le but de cet équipement est de faire passer des bouchons qui se trouvent en vrac au centre du bol vers la chute de sortie de façon à ce qu’elles soient présentées uniformément au robot de la cellule 3.


4.8.3 Principe de fonctionnement général Une bobine magnétique montée sur un système à ressort (moteur vibrant) fait vibrer le bol qui contient les bouchons pêle-mêle. Cette action fait monter les bouchons sur une rampe située sur le pourtour intérieur du bol. Cette rampe est dotée d’une « logique mécanique » qui rejette les pièces mal orientées. En atteignant la sortie du bol, les bouchons glissent par gravité vers un dispositif qui laisse passer un bouchon pour qu’il puisse être saisi par le robot. Le niveau de pièces dans le bol est maintenu par un dispositif câblé (donc non programmable) qui actionne une trémie vibrante. Lorsque le niveau du bol est bas, la trémie est activée automatiquement pour faire tomber des rondelles vers le bol jusqu’à-ce que le bol soit suffisamment plein.


08ZS0101

08ZS0201

08FV0101

Désactivé = Étendu

08FV0201

08LSH0301

08LSL0301

08ZS04022 08ZS0401



4.8.6 Spécifications de marche automatique Le bol vibrant doit maintenir une quantité de pièces dans l’accumulateur de la chute entre les capteurs haut et bas niveau 08LSH0301 et 08LSL0301 respectivement. Activer le moteur du bol vibrant 08M0001 pour remplir la chute au besoin. En attente, tous les actionneurs sont désactivés. 08FV0101 est étendu et 08FV0201 est rétracté. Pour qu’un seul bouchon se retrouve au point de saisie robot, activer le vérin d’entrée 08FV0101 (rétracte). Une pièce devrait se trouver entre les deux vérins de passage servant d’écluse. Le capteur 08ZS0402 détecte la pièce à cet endroit. Ensuite, en séquence, désactiver le vérin d’entrée 08FV0101 (étendu) et activer le vérin de sortie 08FV0201 (rétracte) jusqu’au passage de la pièce vers la position de saisie robot. Le capteur 08ZS0401 détecte la présence d’une pièce à cet endroit. Désactiver le vérin de sortie 08FV0201 (étendu). Lorsque le bouchon est saisi par le robot, le capteur 08ZS0401 ne détecte plus de pièce et le cycle peut être recommencé au besoin.


4.8.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 08. Exemple : 08LSL0301; Capteur Niveau bas dans l'accumulateur de pièces. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : poste #4.


Le poste #4 regroupe les équipements suivants : - Un robot ABB IRB1600 (ROB04); - Un convoyeur en boucle reliant les cellules #2, #3 et #4 (CNV07); - Un indexeur de palettes (IDX13); - Un convoyeur parallèle reliant les cellules 3 et 4 (CNV20); - Une station de transfert (TXF23); - Un bol vibrant pour l’alimentation de pistons (VIB09); - Un bol vibrant pour l’alimentation de tees (VIB10).

Ce poste permet l’ajout ou le retrait des composantes pistons et/ou tees sur le produit gabarit


Les informations concernant les robots ABB est fournie à la section 2.1, page 2-1.


La description du convoyeur CNV-07 est donnée à la section 0 de la page 4-1.


La description de l’indexeur IDX-13 est la même que celle pour l’indexeur IDX-17 fournie à la section 2.4 à la page 2-14.

5.4 Convoyeur parallèle et variateur de vitesse CNV-20

5.4.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le document de référence [6] contient les fiches techniques du système de convoyage. Le convoyeur parallèle est installé parallèlement au convoyeur en boucle et sert à acheminer des palettes transportant le gabarit, vers les stations d’indexages de la cellule 3 et 4. Chaque palette contient un seul gabarit. On retrouve sur ce convoyeur, en plus des indexeurs, trois (3) stations de transfert qui permettent le passage des palettes du, ou vers le convoyeurs en boucle (CNV07). Pour faire tourner le moteur du convoyeur, un variateur est prévu pour recevoir les commandes de marche / arrêt ainsi que la consigne de vitesse.


Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : Cellule #4. page 5-2

5.4.3 Principe de fonctionnement général Le convoyeur est entraîné par un moteur CA 3 phases contrôlé par un variateur de vitesse. Les paramètres lecture écriture du variateur sont accessibles via l’adressage Device-Net, son module de communication étant relié au réseau de l’automate. Plusieurs paramètres peuvent être lus ou écrit dans ce modèle de variateur. La plupart de ces paramètres ont préalablement été configurés et ils ne sont pas modifiables dans le cadre de ce laboratoire, comme la configuration physique du variateur (alimentation, type de moteur, etc.). D’autres sont nécessairement disponibles et servent à la commande et à la lecture du variateur (départ, consigne de vitesse etc.). À noter aussi que par protection, une commande d’inter verrouillage externe au variateur est nécessaire pour accepter une commande de marche.

5.4.4 Conditions initiales Comme tout équipement motorisé, avant de lancer une commande de marche, toujours s’assurer qu’il est libre de tourner sans dommages. Pour démarrer le variateur du convoyeur, une condition préalable d’inter verrouillage (Interlock) est nécessaire et doit être appliquée. Cet aspect est vu en détail à la section 5.4.6

5.4.5 Modes de marche Il existe deux modes de marche : Manuel (local) et automatique (distant). Le choix du mode est fait par un bouton sélecteur et n’est accessible que de l’intérieur du panneau de contrôle 04CP02 (identifié MAN-AUTO). Il est réservé au personnel technique. Le mode manuel (contrôle local) permet de contrôler l’équipement sans programme automate. Il permet entre autre la vérification de l’équipement. Le mode automatique (contrôle distant) est celui qui permet le contrôle par l’automate selon la méthode spécifié plus bas et est donc celui utilisé dans le cadre du laboratoire.

5.4.6 Spécifications de marche automatique Le moteur 20M0001 est relié à son variateur lui-même relié au réseau DeviceNet. La table d’adressage du variateur est représentée dans l’automate par une série d’E/S. L’automate peut donc lire ou écrire des valeurs directement dans le registre du variateur par l’entremise du réseau Device-Net. Un relais externe au variateur appelé relais d’inter verrouillage fourni un niveau de protection contre les faux démarrages. Il doit être activé pour que le variateur démarre. Pour démarrer le variateur et le convoyeur associé, il faut s’assurer que les conditions d’opération arrivent dans la séquence suivante : 5. Le variateur ne doit pas être en faute. Il faut réarmer la faute au besoin de façon momentanée

(activer la sortie automate associée) ; 6. La condition relais d’inter verrouillage (Interlock) doit être présente (activer la sortie automate

associée) ; 7. Le variateur doit alors être dans l’état « prêt » (lire l’état par l’entrée automate associée) ; 8. La commande « marche avant » doit être appliquée de façon maintenue (activer la sortie

automate associée), tant et aussi longtemps qu’on veut bouger le convoyeur. La perte d’une de ces conditions pendant la marche du convoyeur fera arrêter le variateur et la séquence 1-2-3-4 devra être reprise. Lorsque le variateur est en état de marche, lui indiquer une consigne de vitesse. Ce paramètre d’écriture retrouvé dans la liste des E/S est de type nombre entier (INT) et est paramétré en tour/minute (RPM) moteur. Pour obtenir une vitesse acceptable du convoyeur, inscrire la valeur 350 (RPM). On peut aussi « lire » la vitesse du moteur par un paramètre lecture d’état.



5.4.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste E/S fournie (réf.[5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 20. Ces valeurs peuvent être du type booléen (ex : marche avant) ou de type INT (ex : Consigne de vitesse). Exemple : 20M0001 Variateur. En faute. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document pouvant raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

5.5 Station de transfert unidirectionnel TXF-23

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. La fiche technique de la station de transfert est donnée dans le document « Convoyeur XM.pdf» (réf. [6]) fourni la documentation du cours GPA754.

5.5.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le rôle de cet équipement installé entre le convoyeur en boucle CNV07 et le convoyeur parallèle CNV20 est de permettre le passage d’une palette vers le convoyeur en boucle après la station d’indexage 13. Un jeu de trois (3) stations de transfert au total (TXF23 - TXF24 - TXF25) est prévu afin de permettre d’aiguiller une palette vers les stations d’indexage 12 ou 13 au besoin. Par exemple ceci pourrait permettre d’éviter qu’une palette passe par une station d’indexage alors qu’elle est hors fonction. Une série de butées, de capteurs et d’actionneurs pneumatique ont été prévus de façon à limiter le passage d’une seule palette à la fois dans la station.


5.5.3 Principe de fonctionnement général Pour acheminer une palette qui circule sur le convoyeur parallèle vers le convoyeur en boucle, la palette doit nécessairement passer par une station de transfert. Sur le convoyeur parallèle la palette doit d’abord être arrêtée par une butée située en amont de la station. La butée crée une file d’attente de façon à ce qu’une seule palette à la fois se retrouve dans la station de transfert. Si la station est disponible, une palette est libérée de la file d’attente pour s’engager à l’entrée de la station jusqu'à une deuxième butée. De là, la palette est d’abord élevée puis entraînée par la courroie de transfert jusqu’au convoyeur en boucle CNV07. En l’atteignant, la courroie s’arrête et redescend pour déposer la palette sur le convoyeur de destination.




5.5.6 Spécifications de marche automatique Pour permettre la libre circulation des palettes sur le convoyeur en boucle CNV07, la butée de file côté boucle 23FV0301 doit être laissée désactivée (abaissée). Sur cette station, la butée 13FV0401 (de l’indexeur 13) est utilisée comme butée de file côté parallèle de cette station de transfert. Ainsi cette butée joue un double rôle. Celui de laisser sortir une palette de l’indexeur 13 (décrit en 5.3 à la page 5-1) et celui de gérer la file d’attente pour la station de transfert 23. Pour démarrer un cycle de transfert vers le convoyeur en boucle, l’indexeur 13 laisse d’abord sortir une palette si la station de transfert 23 est disponible. La palette qui sort de l’indexeur, est arrêtée par la butée d’entrée fixe. Le capteur 23ZS0501 détecte la palette à l’entrée. Ensuite en séquence, le vérin de levée de la station 23FV0101 s’active (monte) puis le moteur de courroie 23M0001 démarre en marche avant. Le variateur 23 possède un mécanisme d’entre barrage qui doit toujours être activé avant une commande de marche (voir la liste des E/S réf. [5])Le transfert s’effectue. Le capteur 23ZS0601 détecte l’arrivée de la palette à destination. Le moteur 23M0001 stoppe aussitôt puis l’élévateur de la station 23FV0101 redescend. La palette est maintenant sur le convoyeur en boucle. Pendant tout le cycle la butée 23FV0301 est maintenue activée (bloque) pour prioriser la sortie des palettes de la station de transfert sur le convoyeur en boucle.


5.5.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement : 23. Exemple : 23ZS0601 Capteur Présence de palette. Sortie côté boucle. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

5.6 Bol vibrant des pistons VIB-09

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. La Figure 5-1 illustre en 3D la chute de sortie du bol vibrant avec la numérotation des différentes composantes.


FIGURE 5-1 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES PISTONS VIB-09

5.6.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le but de cet équipement est de faire passer des pistons qui se trouvent en vrac au centre du bol vers la chute de sortie de façon à ce qu’ils soient présentés uniformément au robot de la cellule 4.

5.6.2 Sécurité du système Aucun dispositif particulier concernant une sécurité câblée n’est installé sur cet équipement. À noter que l’alimentation des points de sortie de l’équipement est reliée au système central de sécurité et obéit aux actions d’arrêt d’urgence (réf. [3]).

5.6.3 Principe de fonctionnement général Une bobine magnétique montée sur un système à ressort (moteur vibrant) fait vibrer le bol qui contient les pistons pêle-mêle. Cette action fait monter les pistons sur une rampe située sur le pourtour intérieur du bol. Cette rampe est dotée d’une « logique mécanique » qui rejette les pièces mal orientées. En atteignant la sortie du bol, les bouchons glissent par gravité vers un dispositif qui laisse passer un bouchon pour qu’il puisse être saisi par le robot.



09ZS0201

09ZS0202

09FV0101

Relâché = Anti horaire

09ZS0101

09ZS0102

Arrivée des pièces


5.6.6 Spécifications de marche automatique Le bol vibrant doit maintenir une quantité de pièces dans l’accumulateur de la chute de sortie jusqu’au au niveau du capteur 09ZS0201. Activer le moteur du bol vibrant 09M0001 pour remplir la chute au besoin. En attente, l’actionneur rotatif 09FV0101 qui joue le rôle d’écluse, est désactivé. Ceci permet à une pièce de s’introduire dans l’écluse. Le capteur 09ZS0202 détecte la présence d’une pièce à cet endroit. Pour qu’une seule pièce à la fois puisse passer vers l’extérieur pour être saisie par le robot, activer l’actionneur 09FV0101. La rotation de l’actionneur aura pour effet de libérer la pièce captive (vers le robot) et de bloquer les autres pièces en amont. Désactiver l’actionneur à nouveau pour recommencer le cycle au besoin.


5.6.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 09. Exemple : 09FV0101 Actionneur Vérin rotatif de la chute VIB09. Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

5.7 Bol vibrant des tees VIB-10

Se référer au document [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R pour visualiser l’emplacement de l’équipement et ses composantes numérotées. La Figure 5-2 illustre en 3D la descente de sortie du bol vibrant avec la numérotation des différentes composantes.

5.7.1 Utilisation de l’équipement dans le procédé Le but de cette machine est de faire passer des tees qui se trouvent en vrac au centre de la machine vers la descente de sortie de façon à ce qu’ils soient présentés uniformément au robot de la cellule 4.


FIGURE 5-2 – SCHÉMA 3D DE LA SORTIE DU BOL DES TEES VIB-10

5.7.2 Sécurité du système Aucun dispositif particulier concernant une sécurité câblée n’est installé sur cet équipement. À noter que l’alimentation des points de sortie de l’équipement est reliée au système central de sécurité et obéit aux actions d’arrêt d’urgence (réf. [3]).

5.7.3 Principe de fonctionnement général Une bobine magnétique montée sur un système à ressort (moteur vibrant) fait vibrer le bol qui contient les tees pêle-mêle. Cette action fait monter les tees sur une rampe située sur le pourtour intérieur du bol. Cette rampe est dotée d’une « logique mécanique » qui rejette les pièces mal orientées. En atteignant la sortie du bol, les tees glissent par gravité vers un dispositif qui laisse passer un tee pour qu’il puisse être saisi par le robot.



5.7.6 Spécifications de marche automatique Le bol vibrant doit maintenir une quantité de pièces dans l’accumulateur de la chute de sortie jusqu’au au niveau du capteur 10ZS0201. Activer le moteur du bol vibrant 10M0001 pour remplir la chute au besoin.

10ZS0201

10ZS0202

10FV0101

Relâché = Anti horaire

10ZS0101

10ZS0102

Arrivée des pièces


Plus bas dans la chute, l’actionneur rotatif 10FV0101 joue un rôle d’écluse de façon à ce qu’une seule pièce à la fois puisse passer vers l’extérieur. Pour ce faire, laisser d’abord l’actionneur désactivé pour permettre à une pièce de s’introduire dans l’écluse. Le capteur 10ZS0202 détecte la présence d’une pièce à cet endroit. Au besoin, pour libérer la pièce captive (vers le robot) et bloquer les autres pièces en amont, activer l’actionneur 10FV0101. Désactiver l’actionneur à nouveau pour recommencer le cycle.


5.7.8 Liste des E/S Le tableau d’adressage des points d’E/S de l’automate pour cet équipement se retrouve dans la liste d’E/S fournie (Réf. [5]). La description associée à chaque point débute donc par le numéro d’équipement 10. Exemple : 10M0001 Moteur vibrant Bol vibrant (VIB10). Note : Vérifier la liste d’E/S qui peut contenir d’autres points d’E/S disponibles non décrits dans ce document et qui pourraient être utilisés pour raffiner la méthode de contrôle et la gestion des événements.

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : Documentation de référence.

6 DOCUMENTATION DE RÉFÉRENCE

Ce document réfère aux autres documents suivants du cours GPA754 :

[1] Présentation_cellule ***.pdf [2] Plan laboratoire : 00_LYT01_R**_PUB [3] Matrice Guide des arrêts urgence ***.pdf [4] Liste des ES_B1_***.csv [5] Liste des ES_B2_***.csv [6] Convoyeur XM.pdf [7] Règles de sécurité niveau ** (document d’autorisation signé) [8] Conventions et numérotations_**.xls [9] Projet d’affichage InView [10] ABB Mapping DN_SlaveToClx_r**.xlsx

Description du fonctionnement des équipements du laboratoire 0610 : Documentation de référence.

7 RÉVISIONS

Liste et commentaires sur les révisions

Date Rév. Commentaires

19 jan 04 R8 Section : 2.5.4 ; Numérotation introduction

30 sept 04 R9 Section : (Centrifugeuse équipement supprimé jan 2011); Modification du contrôle de sécurité centrifugeuse

Général : Normalisation des termes cellule et poste. Section : 3.8 Ajout du Stock Tampon TAM32 Éléments de la boucle 2 mis à jour Révision générale du texte

14 déc. 05 R10 Modification à la sortie du bol vibrant 11 (bol rondelles) Ajout du système RFID Retrait des dessins CAD pour mise en référence seulement

24 jan. 06 R11 Correction numérotation capteur centrifugeuse, Section (Centrifugeuse équipement supprimé jan 2011)

25 jan. 06 R12 Correction spécification de marche RFID, Section 2.4.7.6 Correction numérotation Figure 5-1 – Schéma 3D de la sortie du bol des pistons VIB-09

14 févr. 06 R13 Ajout de détails sur spécification de marche RFID, Section 2.4.7.6

30 oct. 06 R14 Correction mode lecture RFID, Section 2.4.7.6

10 avril 07 R15 Ajout de détail Indexeur, Section 2.4.6 Changement nom et numéro du cours

23 oct. 07 R16-17 Ajout InView, Section 2.7

15 oct. 08 R18 - R18a Modification pour intégration des robots ABB Modif. de num. d’équipement TAM32 pour TAM33 section 3.8 Passage au format Word 2007

Mars 09 R19 Clarification du fonctionnement de CEN19 section (Centrifugeuse équipement supprimé jan 2011)

Clarification du fonctionnement de CNV-20 section 5.4 et CNV-06 section 2.2 Correction formatage Système RFID section 2.4.7 Changements d’utilisation et clarification du fonctionnement du module InView section 2.7

Février 11 R20.2 Suppression de la section pour l’équipement CEN19 Centrifugeuse (équipement retiré). Ajout de l’équipement VIS35 TAM35 Table vision à la section 2.2

Avril 12 R20.3 Révision de la section 2.7, Afficheur matriciel InView

Mai 14 R20.4 Correction numéro capteur Figure 5-2

Documents

GPA754 Cellules de production robotisée - ÉTS : Cours ... · actionneurs, moteurs, etc. Dans la convention de numérotation, ... robot tandis qu’un POSTE est plutôt relié au