Création d’une cellule automatisée Robot industriel / Convoyeur
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- ROTH Cédric et les Techniciens des différents labos
- Les ressources extérieures
- La Démarche de Projet Première partie : Cahier Des Charges Fonctionnelles
- Environnement du produit
- Expression Fonctionnelle du besoin
- Critères d’appréciations
L’INSA de StrasbourgRENAUD PierreM. RENAUD Pierre, Professeur/Checheur en robotique médicale à l’INSA de Strasbourg, en tant que tuteur du projet possède l’historique de celui-ci. Il est en mesure de transmettre les documents et les informations concernant son évolution. Il est également pilote des évolutions de la cellules qui sont envisagée pour l’INSA de Strasbourg. Je cite, par exemple, l’intégration d’une partie vision au convoyeur. ROTH Cédric et les Techniciens des différents labosM. ROTH Cédric, technicien responsable du laboratoire mécatronique de la plateforme mécanique est votre interlocuteur au sujet du matériel disponible dans l’inventaire de récupération qu’il a mis en place. Il peut être sollicité, tout comme M. Karchi, sur le choix de matériel, le câblage et l’implantation de l’armoire. Les techniciens des différents laboratoire constitue du côté INSA la ressource la plus immédiate disponible. Les ressources extérieuresElectro-RhinL’équipe d’Electro Rhin, fournisseur Siemens de la région de Strasbourg, est à votre disposition pour vos questions de programmation. Le spécialiste programmation de la maison est M. Riedinger qui pourra vous renseigner sur des questions pointues concernant par exemple la communication Profibus-DP. Si une commande de matériel est nécessaire, M. Oberlé est la personne qui a suivi la commande du matériel siemens pour les deux manipulations. Norcan & SEWNorcan est un fabricant de profilé aluminium pour la réalisation de banc ou de machine spéciale. Dans la gamme des produits finis qu’il propose, se trouve le convoyeur retenu pour ce projet. Votre contact chez Norcan est M. BRUCKER qui s’est occupé de la définition du cahier des charges pour notre application. Pour information, Les motorisations utilisées par Norcan sont fournies par SEW-USOCOME. Le motoréducteur installé sur le convoyeur est un motoréducteur de la gamme Spiroplan WA 10 de SEW.
Di-soricDi-soric est le fabricant des capteurs reflex installés sur la manipulation. Ce fournisseur a été retenu pour sa réactivité et ses prix très compétitifs. Son distributeur en France est Enel-Assemblage et le contact auprès de Enel Assemblage est M. LAPLUME Philippe. La Démarche de ProjetPremière partie : Cahier Des Charges FonctionnellesLe projet correspond à un besoin exprimé par l’INSA Strasbourg, maître d’ouvrage, en la personne de Pierre Renaud et par le lycée Marcel Rudloff, second maître d’ouvrage, en la personne de Gilbert Cloarec. Dans cette partie une description des besoins et le cahier des charges sont décrits. Présentation
Ce projet à pour objectif l’intégration d’un convoyeur à une cellule robotisée constituée jusqu’à présent d’un seul robot industriel et son espace de travail. Ce convoyeur a pour objectif d’approvisionner le robot en pièces qui sont palettisées à des endroits différents selon un critère préétabli.
Le retour attendu est la présentation aux élèves manipulant sur cette cellule des possibilités d’intégration d’éléments de périphérie à un robot industriel. Cet ensemble constitue une cellule robotisée. Il est intégré, dans cette manipulation, l’utilisation d’un bus de terrain, élément essentiel à toute installation industrielle actuelle où les contraintes de supervision imposent une communication de l’automate avec un ou plusieurs éléments périphériques. Enfin, on souhaite une gestion dynamique de l’approvisionnement en pilotant en vitesse le moteur du convoyeur d’approvisionnement. Contexte
Concernant l’INSA, la plateforme mécanique souhaite se doter d’un pôle automatisme et d’un pôle robotique. Ces deux installations seront le siège de travaux pratiques concernant les modules d’ISR de MIQ et des modules d’automatisme industriel de la filière GM IP. L’interconnexion de ces deux pôles permettrait de faire le lien entre ces deux matières souvent liées dans le milieu industriel. Le lycée Marcel Rudloff possède un parc de machine conséquent et souhaite intégrer une application réelle à un robot industriel en provenance de l’IREPA Laser. Cette application sera ensuite l’objet de travaux pratiques concernant aussi bien la partie pilotage du convoyeur que la partie programmation du robot industriel.
Ces deux manipulations auront chacune une suite envisagée. Toujours concernant l’INSA, le pôle robotique ce dotera d’un système de vision permettant de situer les pièces géographiquement sur le convoyeur et d’en déterminer le point de prise. Le pôle automatisme lui se verra doter d’un réseau en anneau Profibus-DP reliant l’API du convoyeur à d’autres applications pédagogiques. On peut, par exemple, citer des bancs pneumatiques du fabriquant FESTO. Le lycée Marcel Rudloff a récemment acquit un robot Staübli qui pourra, après réparation, lui aussi être intégré à la manipulation. Les problématiques de gestion de trajectoire et de périphérie décentralisée seront abordées.
Il s’agit de concevoir, de réaliser et enfin de mettre en service le système de convoyage pour l’approvisionnement. Par conception, il faut comprendre sa commande et son intégration à la cellule robotisée existante. L’objectif est également de fournir les documents techniques nécessaires à la compréhension et à la maintenance du système. Ce document rassemble ces données et constitue la source principale d’information fournie aux maîtres d’ouvrage.
Cette section est traitée dans le chapitre 1 intitulé Acteur du projet. Chaque collaborateur y est présenté. Au sujet des utilisateurs, ce seront principalement les élèves de MIQ 5 et GM5 IP du département mécanique de l’INSA de Strasbourg et les élèves de BAC pro MSMA du lycée Marcel Rudloff. Ennoncé du Besoin
On distingue deux niveaux de besoin qui sont pris en compte dans l’étude. L’un considère la cellule comme l’objet à concevoir. Ce niveau met en lumière les objectifs pédagogiques de la manipulation. L’autre se focalise sur la valeur ajoutée au système existant, c'est-à-dire le convoyeur. Ces deux niveaux de besoin sont à prendre en compte dans les fonctions à remplir par le système. Environnement du produit
Le diagramme des interacteurs ci-dessus montre les différentes interactions entre la valeur ajoutée et les éléments périphériques qui constituent son environnement.
L’utilisateur sera l’élève qui manipulera mais aussi le technicien mainteneur et le professeur responsable des manipulations.
Les pièces à convoyer seront définies en fonction du préhenseur du robot. Elles auront une caractéristique qui permettra de réaliser une sélection entre elles et donc de définir plusieurs zones de palettisation en fonction de cette caractéristique.
Le robot est un élément fixé de l’environnement. C’est un robot de type sphérique Fanuc L100 pour la manipulation du lycée Marcel Rudloff et un robot anthropomorphe de type Fanuc M6iB pour celle de l’INSA. L’effecteur du L100 est une pince pneumatique à mors parallèles. L’effecteur du M6iB est à définir lors de son achat futur. La forme des pièces dépend de ce dernier.
La sécurité est un paramètre environnemental assuré par des éléments de sécurité choisi par le maître d’ouvrage. En l’occurrence, pour le lycée Marcel Rudloff, ce paramètre est assurée par une enceinte grillagée dont l’ouverture est prise en compte par le pupitre de commande. Alors que pour l’INSA, il s’agit d’une barrière immatérielle qui mémorisera la configuration des lieux avant intrusion. L’information issue de cet élément devra être prise en compte dans le pupitre de commande.
La flexibilité est liée au partage du convoyeur entre les pôles automatisme et robotique. Chacun doit pouvoir exploiter la manipulation à des fins pédagogiques propres.
Comme tout matériel pédagogique, la manipulation doit pouvoir supporter les différentes dégradations liées à son utilisation par du personnel apprenant. Ce paramètre est donc un paramètre environnemental fixé.
Ce paramètre déterminera la puissance et le type de convoyeur utilisé, il est fixé par le maître d’œuvre pendant la phase de conception.
Celles-ci sont imposées par le caractère pédagogique de la manipulation. La commande doit pouvoir être améliorée ou utilisée à des fins définies ultérieurement. Elle doit pouvoir être améliorée sans avoir à refaire le travail initial.
Une commission de validation devra valider l’installation pour son utilisation en milieu scolaire. Cette commission vérifiera le respect des normes de conception liées à ce type de système. C’est un élément déterminant de l’environnement car la législation sur l’utilisation des robots industriels est dense.
C’est l’unique ressource du système. Son utilisation doit être maîtrisée et sécurisée.
Les lieux d’utilisation concernés sont les ateliers de la plateforme mécanique et l’atelier du bâtiment K de l’INSA de Strasbourg et du lycée Marcel Rudloff respectivement. Il est donc évident que, non seulement ces lieux possèdent des règles de fréquentation, mais leurs caractéristiques géographiques vont influencer l’implantation de la cellule. Expression Fonctionnelle du besoin
FP1 : Acheminer les pièces se trouvant à l’entrée du système (chargées par l’étudiant manipulateur) vers la zone de travail du robot FP2 : Indexer la position des pièces pour assurer une prise systématique du robot. FP3 : Synchroniser la vitesse du convoyeur avec la tâche de palettisation du robot concerné.
FC1 : L’énergie utilisée pour cette manipulation sera l’énergie électrique secteur (230 et/ou 400V). Cette énergie devra obligatoirement être transformée dans une armoire règlementaire. Il sera nécessaire de prévoir pour la partie opérative du pôle commande séquentielle le matériel nécessaire à une installation électrique (Jeux de barre, sectionneur, borniers …) FC2 : Le système de convoyage devra être partagé entre le pôle robotique et le pôle commande séquentielle et devra donc s’adapter à différents scénarii d’utilisation en fonction des TPs prévus de ces deux sections. FC3 : Il est nécessaire de prévoir une partie opérative permettant la mise à jour de la manipulation à des systèmes de contrôle avancés (vision, bus de terrain ethernet ). Cette même partie opérative sera également utilisée par le pôle commande séquentielle et devra donc satisfaire leurs besoins également. FC4 : Différents types de pièces devront être traités, un paramètre physique mesurable devra dans un premier temps permettre la distinction. En second temps, l’intégration d’un système vision permettra des possibilités plus nombreuses. FC5 : Les systèmes de sécurité intégrés aux baies de commande (barrière immatérielle, verrou de portes, relais de sécurité) des différents robots devront être en état de fonctionner pendant les manipulations des étudiants. Les manipulations à chaud de l’automate devront, elles aussi, être documentées pour limiter tout risques électriques. FC6 : Normes FC7 : La manipulation devra garder son aspect fonctionnel plusieurs promotions d’étudiants et pour cela devra comporter des systèmes de prévention de pannes permettant d’éviter l’endommagement du matériel. FC8 : Il est nécessaire de mutualiser les constituants des deux systèmes étudiés afin de minimiser les coûts et de bénéficier d’une manipulation similaire dans les deux lieux d’apprentissage.
Table de tri
Histogramme des fonctions 
La fonction FC8 qui intègre la mutualisation du matériel ressort nettement comme la première fonction contrainte. En effet, c’est l’objectif même de l’association des deux établissements de pouvoir rassembler les ressources pour faire à la fois des économies de temps et d’argent. En poussant un peu plus loin, il est dans l’intérêt des deux établissements de mutualiser les connaissances car les deux formations sont à mon sens complémentaires. La fonction FC2 requiert plus de la future organisation des deux pôles de travaux pratiques que du système en lui-même mais elle impose tout de même le choix d’une solution extensible par ajout de modules décentralisés sur bus de terrain par exemple. La flexibilité du système peut également être évaluée par les différentes applications qu’il peut accueillir, je pense tout particulièrement pour début 2008 au projet MediMiQ qui va encore devoir se greffer sur l’automate et qui doit donc pouvoir accéder aux entrées/sorties TOR en fond d’armoire. Enfin la fonction de sécurité est essentielle à la validation de la manipulation par la commission de vérification qui se chargera de contrôler l’installation. Intégrer les systèmes de sécurité couvrant la totalité de l’espace de travail du robot est obligatoire pour ce type de manipulation. Aussi prévoir dans la conception des réserves permettant de rajouter un contact à la boucle d’Arrêt d’Urgence fait partie des considérations qui découlent directement de cette fonction. Critères d’appréciations
On peut constater que le système comporte un certain de nombre de critères sans flexibilité qui devront être à tout prix rempli par le système. Je cite par exemple la flexibilité, les types de pièces à discrétiser, la précision de prise. Ses différents critères permettre de mieux gérer mes priorités de conception et d’orienter mon travail afin de ne pas faire de sur-qualité et de ne pas oublier un point essentiel.
On peut aisément constater que concernant le lycée Rudloff les prioritées sont un peut moins marquées avec des marges de conception un peu plus larges. Cependant la priorité reste à la sécurité et à la robustesse qui pour l’environnement du lycée est un critère certainement plus déterminant du fait de la dégradation plus rapide du matériel. Yüklə 331,25 Kb. Dostları ilə paylaş:
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ête à corne