TP n°1 Mécatronique Système automatisé

Soient les 2 systèmes automatisés suivant

Presse

Manipulateur

1

Allumage de l'OrdinateurSi l'ordinateur est éteint, l'allumez et attendez longuement à l'affichage « Performing automatic IDE configuration »Puis, à l'affichage de « Strike the F1 key to continue, ... » tapez « F1 ».

Login : etumot de passe : etu

Une fois ceci effectué, attendez longuement avant d'utiliser la souris ou le clavier.

l’API (Automate Programmable Industriel)

Automate Mitsubishi Melsec QnAS.

L’automate est alimenté en 240V. Le CPU (type Q2AS cpus) est le cerveau de l’automate, il permet la réception de données par l’intermédiaire d’une communication RS 232.

L’automate comprend aussi deux blocs de 32 entrées et deux blocs de 32 sorties permettant de répondre au nombre de sorties et d’entrées nécessaires à la presse et au manipulateur.

Les modules d’entrée reçoivent les données de l’extérieur par un signal en 24V (boutons poussoirs, capteurs, etc.). A l’inverse, les modules de sorties émettent un signal en 24V, pilotant des composants externes, (distributeurs, voyants, etc.).

La programmation de cet automate se fera avec le logiciel industriel « GX IEC Developer ».

Le manipulateur 5 axes ainsi que la presse d’emboutissage sont issus d’une ligne industrielle Mitsubishi de séparation et de test, de cartes électroniques pour téléphones portables.

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Description du manipulateurLe manipulateur assure le transport des cartes électroniques. Cette ligne

possède 8 actionneurs permettant d’effectuer les différentes opérations de manipulation des cartes comme illustrés sur la photo ci-aprés sous un point de vue « commande ».

Description de la presse d’emboutissageLa presse d’emboutissage est équipée de deux actionneurs :- Un vérin pneumo hydraulique de marque Tox-Pressotechnik pour la presse.- Un vérin pneumatique de marque Hoerbiger-Origa pour le convoyeur.La photo suivante montre les différentes actions pouvant être effectuées par la presse

(désignation sous un point de vue « opérateur »).

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Pressehaut

Pressebas

Convoyeur gauche Convoyeur droite

Le Pupitre principal

Le pupitre permet de réaliser les

fonctionnalités suivantes:

ON / OFFCe bouton rotatif est un interrupteur permettant l’alimentation de l’ensemble de l’îlot.

Sélection Presse / ManipulateurCe bouton est de même type que pour la fonction ON / OFF. Il permet la sélection du

système automatisé sur lequel l’on souhaite effectuer la manipulation. Départ cycle et fin de cycle

Ces boutons poussoirs avec voyants permettent de lancer un cycle automatique ou de l’arrêter en fin de cycle si le mode auto est activé. Mode auto / Mode Pas à pas / Mode Automatique

Ce bouton rotatif avec trois positions permet de choisir entre le mode manuel, le mode automatique et le mode pas à pas. Pas+1

Permet si le mode pas à pas est activé, de réaliser les étapes une par une. C’est un bouton poussoir avec voyant. Remise à zéro

Lorsque une défaillance est détectée ou lorsque l’ARU est activé, ce bouton poussoir avec voyant permet de faire un mise à l’état initial du système. Acquittement défaut

Ce bouton permet lors d’une défaillance ou de l’activation de l’ARU de reprendre le cycle où il s’est arrêté. Arrêt d’urgence ( ARU)Il permet de stopper le système en cas de problème.

Schéma de câblage fonctionnel

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Les Grafcets

Un API peut recevoir plusieurs Grafcet (Grafcet « Mode Manuel », Grafcet « Sécurité », Grafcet « Allumage des boutons », Grafcet « Mode Automatique »…

Grafcet Mode Manuel Presse

Grafcet RAZ (permettant la remise à l’état initial de la presse)

Grafcet des voyants

Capteur X actif

10Voyant X

Capteur X non actif

0

Travail à RéaliserAllumez l'ordinateur et connectez vous avec login « etu » et password « etu ».

Sur le bureau, visualisez les raccourcis « TP1GXIEC... ».

Examinez le fonctionnement du vérin pneumo hydraulique de la presse en regardant le

gif animé et à partir de la documentation (Tox-Pressotechnik).

Le prof viendra faire fonctionner les 2 systèmes.

5

0

10ATT ENTE

30sPresseHaut

40sConvDroite

20sPresseBas

50sConvGauche

BPconvGaucheBPconvDroiteBPpresseHaut BPpresseBas

eConvGaucheeConvDroiteePresseHautePresseBas

BP_Manu AND BP_Selection_presse

Question 1 : Ecrire (le document papier sera rendu) un Grafcet du fonctionnement

automatique en boucle de la presse de chacun des points de vue « opérateur » puis

« commande » en veillant à ce qu'un appui sur « arrêt fin de cycle » stoppe le fonctionnement

en boucle.

Programmer alors votre cycle en langage SFC (Séquential Function Chart) avec le

logiciel GXIEC .

Question 2 : Reprendre la question précédente pour le manipulateur .

Etape 1 -Le logiciel de programmation Ouvrir GX IEC

Ce logiciel permet une programmation du Grafcet sous différents formats (graphique

ou sous forme de lignes de codes), nous nous pencherons sur la programmation en SFC

(Sequential Fonction Chart).

Compilation (à la fin) Téléchargement dans l’automate

(rebuilt all) (download )

6

Etape 2 - Programmer votre grafcet dans « POU » Projet faire OPEN

POU faire Clic Droit new POU

-Sequential Function Chart (pour programmer en SFC)

On affecte le POU à la tâche souhaitée.

-Nommer le (ex votre nom )

-Clic droit sur le nom choisi OPEN pour écrire votre programme

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Sequential Function Chart

Clic+ F2 pour choisir les entrées (e…)

On rentre le nom de POU

On choisit le langage de programmation souhaité

Double-clic puis F2 pour

choisir les actions (s…)

Etape 1

Etape 3 - Affecter dans « TASK » Affecter votre travail à une tâche (TASK POOL)

Faire new task

POU NAME COMMENTTravailP1

Etape 4 - Transfert et test Compiler l’ensemble de votre travail (Rebuilt all) , puis transférer (download) votre

programme à l’API .

Attention, l’automate doit être en position « RUN » lors du transfert.

Lors du cycle du manipulateur, on peut également visualiser les étapes actives du grafcet,

en cliquant sur le bouton « visualisation ».

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Rebuild all

(Monitoring mode)

Download project

TP n°2 Mécatronique Système Robotisé

L’objectif de ce TP est de découvrir des méthodes de programmation d’un robot Mitsubishi 6 axes. Vous disposez pour cela d’une Teaching-Box et du logiciel COSIROP.

A) Les différents modes : Il existe trois grands modes de pilotage d’un robot multi-axes : le mode outil (TOOL), le mode axe

par axe (JOINT) et le mode XYZ.

B) Prise en main du robot:

Une fois le robot sous tension, mettre la Teaching-Box (TB) en mode actif (« enable »). Appuyer et maintenir le bouton « STEP/MOVE », sélectionner le mode voulu (Tool / Joint / XYZ),

puis bouger le robot grâce aux touches correspondant aux axes. Tester tous les modes.Si vous allez en butée sur une liaison, l'alarme se déclenche et vous désactivez le servo-contrôleur.

Vous devez alors appuyer sur « alarme-reset » sur la TB pour stopper l’alarme. Pour ce faire, sur la TB, aller dans le menu « 2 :Run » puis « 1 :servo » et allumer le servo-contrôleur du robot. Le servo se coupera à chaque mise en butée et devra être réactivé. SVP, éviter les mises en butée successives. La mise en marche du servo engendre un bruit de déclenchement.

C) COSIROP

Allumer le PC et lancer « COSIROP ». Dans « fichier », choisir « Project Wizard », donner le nom du projet (votre nom de famille et rien

d'autre !) et le chemin du projet (mettre sur le disque D, dossier L2 et nulle part ailleurs !) et le numéro du programme (mettre 8). Certains numéros de programmes sont sauvegardés dans le robot et protégés en écriture.

Faire « Next », puis choisir le robot (RV-E4NC-SA) et le langage (MELFA BASIC III).Faire « Finish ».La TB devra toujours être désactivée (mode « disable ») lors des communications PC-robot. Dans le

cas contraire, l'alarme retentit. Il suffit d'appuyer sur la touche « Alarm Reset » de la Teaching-Box en mode actif (mode « enable »).

D) Sauvegarde des positions du robot (dans la fenêtre 8.POS)

Pour sauvegarder une position, dans l’éditeur de position (Jog Opérateur (chercher l'icone)), choisissez le numéro du point, puis faire « Current position -> Pos. List ».

Vous pouvez écraser un point existant, vous pouvez ne pas utiliser un point créé.

L’indication pince ouverte ou fermée ne fonctionne que si l'air comprimé est branché, Vous tournerez délicatement le robinet d'alimentation en air comprimé pour faire fonctionner la pince le temps voulu (l'air comprimé : ça fait du bruit !).

E) Edi ter un programme (dans la fenêtre 8.MBA)

Le programme est à écrire en MELFA BASIC III. Voici les fonctions principales :• MOV P1 ….aller au point P1• HND 1=1 ….pince ouverte (pression active pour ouvrir la pince)• HND 1=0 ….pince fermée (pression active pour fermer la pince)• DLY 0.2 …. attendre 0.2 seconde• DLY 2 ….. attendre 2 secondes• JSPEED 1 … pour être à vitesse normale• JSPEED 5 … pour être 5 fois plus vite que la vitesse normale...• JSPEED 0.1 … pour être 10 fois plus lent que la vitesse normale• END terminer le programme.

Chaque test du programme se fera en présence du prof : n'hésitez pas à m'appeler.

Votre programme devrait ressembler à :DLY 5JSPEED 1MOV P1…JSPEED 2MOV …...END

Le délai d’attente de 5 secondes en début de programme nous donnera une sécurité lors de son lancement (on aura le temps de reculer).

Vos mouvements lents se feront en JSPEED 1, les rapides en JSPEED 2 dans un premier temps puis 5 dès que le prof vous le permet.

Si vous réécrivez des lignes de commandes entre deux lignes déjà écrites, la numérotation ne se met pas à jour. Utiliser alors la fonction de renumérotation des lignes (CTRL R). Penser à renuméroter avant d'envoyer votre programme au robot.

Vous pouvez utiliser un éditeur de texte comme « NotePad » pour sauver différentes lignes de votre programme.

Il serait judicieux de mémoriser la position de vos points par un schéma papier pour éventuellement corriger les coordonnées d'un point.

Avant d'écrire le programme final, tester votre compréhension en recopiant ces lignes et exécutant ce programme :

DLY 5JSPEED 1MOV P1MOV P2DLY 1HND 1=1JSPEED 2MOV P1DLY 1HND 1=0MOV P2DLY 1JSPEED 15MOV P1MOV P2END

F) Transférer un programme du PC au Robot

La TB doit être en mode «disable».Sélectionnez la fenêtre des coordonnées de points et cliquez sur l'icône « Download » pour

transférer du PC au robot les coordonnées de points. La sauvegarde s'effectue avant le transfert.Sélectionnez la fenêtre du programme et cliquez sur l'icône « Download » pour transférer du PC

au robot le programme. La sauvegarde s'effectue également avant le transfert.N’utilisez jamais la fonction « Upload » car cela transfère les points, ou les programmes en

mémoire dans le contrôleur du robot vers le PC et efface donc toutes vos données pour les remplacer par les anciennes en mémoire.

Vérifiez que le contrôleur du robot affiche le bon numéro de programme, c-à-d « 8 ».Appelez le prof pour lancer le programme.

Travail à Réaliser

Question 1 : Réalisez un schéma cinématique en couleurs de l'ensemble du robot.

.Question 2 : Pour les premières et dernières liaisons pivots de votre chaine cinématique, quelles

sont les amplitudes de mouvement ? Vous choisirez votre point de départ P1 de la trajectoire du robot pour la programmation suivante

en évitant d'être proche d'une butée sur une liaison et vous positionnerez la pince à plus de 60 cm au dessus de la table.

Question 3 : Mettre en place avec le logiciel COSIROP, un programme permettant, en partant de votre position P1,

• d'appuyer sur le bouton vert de démarrage du chronomètre, • de saisir une boite et de la mettre dans la poubelle,• de renouveller autant de fois que vous le souhaitez l'opération précédente,• et enfin d'arrêter le chronomètre en appuyant sur le bouton rouge.

Chaque boite devra être saisie par la pince indépendamment. Vous n'avez pas le droit de mettre plusieurs boites en même temps dans la poubelle.

Vous ne devez pas écraser les boites.Vous ne devez pas détériorer le chrono ou le robot.Le robot ne doit en aucun cas toucher la table.Avant d'essayer de faire votre programme pour toutes les boites, vous testerez un programme pour

1 seule boite.Le nombre de points récoltés et le temps du chronomètre seront notés par le prof sur le document

réponse fourni.Nous testerons ensemble (au moins 20 mn avant la fin) votre programme et augmenterons

éventuellement la vitesse rapide si le programme est correct : il faudra donc anticiper cette possible augmentation de vitesse pour les mouvements qui la permettent.

SECURITE Restez à distance du robot quand il exécute un programme.Ne circulez pas dans la zone des câbles.Ne détériorez pas l'arrivée d'air comprimé.