[0001] L'invention concerne les installations d'usinage en cinématique continue ; elle s'applique
en particulier, mais non exclusivement, aux chaînes de fabrication de munitions d'armes
légères.
[0002] La "cinématique continue" signifie que les pièces à traiter se déplacent une à une,
en séquence continue, sur des roues alvéolées et des postes de travail convenablement
aménagés pour se passer lesdites pièces les uns aux autres. De manière connue, une
roue alvéolée prend une pièce dans l'un de ses alvéoles, en un point déterminé de
sa rotation. En un autre point, elle transfère la pièce à une autre roue alvéolée,
ou à un poste de travail, de même, une pièce sortira d'un poste de travail par une
roue alvéolée, pour aller vers un autre poste de travail ou vers un réceptacle. L'avantage
essentiel de la cinématique continue est d'accroître les cadences de fabrication,
tout en réduisant les coûts de production. En revanche, du fait du mouvement permanent
des pièces, se posent de délicats problèmes de surveillance de l'installation, ainsi
que de métrologie.
[0003] La présente invention vient apporter une solution pour assurer une métrologie, un
contrôle et surtout une surveillance d'ensemble satisfaisants dans une installation
d'usinage de pièces en cinématique continue.
[0004] L'installation en question comporte :
- un module alimenteur apte à recevoir dans un bac un stock de pièces d'usinage, et
à les placer en position prédéterminée sur une roue alvéolée débitrice,
- au moins un module de travail, apte à définir une cinématique continue des pièces
entre une roue alvéolée amont, coopérant avec la roue alvéolée débitrice, et une roue
alvéolée aval, au moins un barillet de travail étant prévu entre les roues alvéolées
amont et aval, et ce barillet de travail étant apte à effectuer au moins une opération
d'usinage sur les pièces tandis qu'elles transitent par lui,
- au moins un module de contrôle apte à définir une cinématique continue des pièces
entre une roue alvéolée d'entrée, coopérant avec la roue alvéolée précédente, et sa
roue alvéolée de sortie, au moins un barillet de contrôle étant prévu entre les roues
alvéolées d'entrée et de sortie pour permettre au moins une opération de mesure en
relation avec l'opération d'usinage précitée, et
- des moyens logiques de commande aptes à superviser et coordonner l'action des modules
consécutifs compte-tenu de la cinématique continue des pièces, tout en effectuant
en temps réel des mesures sur chaque pièce et en éjectant celles dont une mesure se
trouve hors tolérance.
[0005] Selon la présente invention, le nombre de postes (p) du barillet de travail est supérieur
au nombre de postes (q) du barillet de contrôle, ces deux nombres n'étant pas multiples
l'un de l'autre (bien que, comme on le verra plus loin, on puisse choisir p = 10 et
q = 8, ces deux nombres seraient avantageusement premiers entre eux).
[0006] De leur côté, les moyens logiques de commande comprennent un dispositif logique de
base apte aux fonctions d'acquisition des mesures, d'étalonnage et de correction des
mesures en fonction de l'étalonnage, en interaction avec le module de contrôle, ainsi
qu'un dispositif logique d'exploitation, en interaction avec les modules d'alimentation,
de travail, et de contrôle, pour surveiller l'ensemble de l'installation.
[0007] Le dispositif logique d'exploitation comprend tout d'abord un dispositif logique
de premier niveau, qui comporte une unité logique pour chacun des modules, l'unité
logique associée au module de contrôle étant connectée au dispositif logique de base,
tout en étant agencée pour commander l'éjection au rebut des pièces dont la mesure
n'est pas comprise entre lesdites mesures maximale et minimale. Ensuite, le dispositif
logique d'exploitation comporte une unité logique de second niveau, interconnectée
aux unités logiques de premier niveau, ainsi qu'à un pupitre de commande générale.
Cette unité de second niveau centralise l'ensemble des données disponibles au niveau
de l'installation, dont' des données "produit" émises à chaque fois que la cinématique
continue progresse d'une position, ces données"produit"comportant une partie d'identification
avec au moins un numéro modulo p et un numéro modulo q, l'indication d'un rejet éventuel,
et des mesures effectuées, ce qui permet d'établir en temps réel et d'une manière
simple une statistique de production.
[0008] Dans ce qui précède, on a considéré une installation avec un module alimenteur suivi
d'au moins un module de travail, puis d'au moins un module de contrôle. En pratique,
on utilise souvent des stockages intermédiaires de pièces reconnues bonnes, et l'on
repart d'un tel stockage avec un nouveau module alimenteur. A côté de cela, les modules
de travail et de contrôle sont prévus dans une séquence adaptée, avec les éventuels
stockages et modules alimenteurs intermédiaires, compte-tenu des opérations d'usinage
à effectuer. On appellera alors "tronçon" d'installation la suite constituée d'un
module alimenteur, et d'un ou plusieurs modules de travailet/ou un ou plusieurs modules
de contrôle combinés dans l'ordre convenable.
[0009] Dans ces conditions, et selon un autre aspect de l'invention, différentes unités
de second niveau associées à différents tronçons (indice i) de cinématique continue
sont reliées à une même unité logique de troisième niveau, qui en reçoit au moins
les données "produite", et est agencée pour les stocker, ainsi que pour:
- compter (QEi) le nombre de données produit reçues, qui correspond au nombre de position dont a
avancé la cinématique continue,
- compter (QFi) le nombre de produits sortis de l'alimenteur,
- compter (QDi) le nombre de produits alimentés à l'endroit,
- compter (QSi) le nombre de produits bons sortis normalement de la machine, et
- compter (QPijk) le nombre total de rejets sur le tronçon i, sur le poste j pour le motif k, et pour
déterminer des rendements correspondants.
[0010] - De préférence, l'unité de troisième niveau compte en outre :
- le nombre total (QMi) de rejets sur module de contrôle,
- le nombre (QLi) d'échantillons prélevés,
- les nombres (QVi) et (QAi) de produits prélevés et ajoutés respectivement au stock aval, et
- le nombre (QIi) de pièces d'un stock aval ou intermédiaire entre deux tronçons.
[0011] Très avantageusement, l'unité de troisième niveau est agencée pour établir poste
par poste, pour chaque mesure, des informations de moyenne filtrée, écart-type filtré,
comptage de rejets et pourcentage de rejets par motifs, ainsi que pour établir, sans
distinction de poste pour chaque mesure, une moyenne arithmétique, et un écart-type
arithmétique.
[0012] Il est également avantageux que l'unité de troisième niveau conserve en accès rapide
un nombre choisi des dernières valeurs de mesure pour chaque poste au choix.
[0013] Selon d'autres caractéristiques additionnelles de l'invention :
- l'unité logique de troisième niveau surveille les suites de rejets sur chaque poste
et leur arrivée à un nombre préétabli de rejets consécutifs,
- l'unité logique de troisième niveau surveille les pourcentages de rejets pour chaque
type de défaut et les compare à des limites préétablies,
- l'unité logique de troisième niveau compare les valeurs de mesure à des valeurs
limites comprises entre les valeurs de rejets, ce qui permet une surveillance de l'usure
des outils.
[0014] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de
la description détaillée qui va suivre, ainsi qu'à l'examen des dessins annexés, sur
lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des vues schématiques, respectivement en élévation et de
dessus, d'un groupe de modules constituant une section d'une installation d'usinage
selon la présente invention, et comprenant un module.alimenteur, un module de travail
et un module de contrôle ;
- la figure 3 est une vue partiellement détaillée du module de contrôle MC représenté
sur les figures 1 et 2 ;
- la figure 4 est une vue (détaillée d'une autre manière) d'une partie du même module
de contrôle ;
- la figure 5 est un diagramme schématique donnant la structure générale des moyens
électroniques incorporés à l'installation de la présente invention ;
- la figure 6 est un schéma électrique plus détaillé de l'unité logique de mesure
600 de la figure 5 ;
- la figure 7 est un schéma partiellement détaillé montrant la captation des informations
de mesure, et la première étape de leur traitement ;
- la figure 8 est un schéma électrique plus général montrant le rassemblement des
informations de mesure captées dans le dispositif d'acquisition 800 de la figure 5
;
- la figure 9 est le schéma partiellement détaillé de l'unité centrale d'étalonnage
et du pupitre d'étalonnage notés respectivement 900 et 950 sur la figure 5 ;
- la figure 10 est le schéma de la face avant du pupitre d'étalonnage 950 ;
- la figure 11 est le schéma général du système logique d'exploitation 500 de la figure
5 ;
- la figure 12 est le schéma électrique détaillé d'une unité logique de premier niveau
;
- la figure 13 est le schéma électrique détaillé du dispositif logique de second et
troisième niveaux et
- la figure 14 illustre le format des échanges de données entre le niveau II de mise
en forme des informations et le niveau III ou les informations sont centralisées.
[0015] Comme précédemment indiqué, la présente invention concerne des installations d'usinage
en cinématique continue, et plus particulièrement les chaînes de fabrication de munitions
d'armes légères.
[0016] Dans ce domaine, différents moyens ont déjà été décrits, dans les publications-brevets
suivantes :
2 346 072, 2 356 464, 2 379 335, 2 376 049, 2 333 412, 2 330 476, 2 475 946, 2 459
196 et 2 463 081. Ces descriptions antérieures pourront permettre de mieux comprendre
certains des éléments de la présente description détaillée.
[0017] Pour une plus simple description des moyens de mesure des pièces, et d'étalonnage,
il est fait référence à la demande de brevet déposée ce jour au . nom de la demanderesse,
sous le numéro et intitulée "Installation d'usinage en cinématique continue avec contrôle
dimensionnel perfectionné".
Eléments mécaniques
[0018] Si l'on se réfère maintenant aux figures 1 et 2, une section d'une installation d'usinage
en cinématique continue comporte :
- un module alimenteur MA, apte à recevoir dans un bac MA10 un stock de pièces à usiner,
et à les placer en position prédéterminée sur une roue alvéolée débitrice MA13. Entre
le bac MA10 et la roue MA13 peuvent intervenir d'autres roues de transfert telles
que MA11, ou chargées d'une opérationparticulière telle que MA12. La roue MA12 servira
par exemple à la fonction de vérification que la pièce, par exemple l'ébauche d'une
douille de cartouche, a été prélevée dans le bon sens par la chaîne de cinématique
continue.
- au moins un module de travail MT, apte à définir lui aussi une cinématique continue
des pièces entre une roue alvéolée amont MT11, coopérant avec la roue alvéolée débitrice
MA13, et une roue alvéolée aval MT16. Au moins un barillet de travail MT14 est prévu
entre les roues alvéolées amont MT11 et aval MT16. Et ce barillet de travail possède
dix postes de travail aptes chacun à effectuer au moins une opération d'usinage (la
même) sur les pièces tandis qu'elles transitent par eux. D'autres roues telles que
MT12, MT13 et MT15 sont utilisées dans le module de travail pour assurer le transfert
des pièces entre son entrée et sa sortie. On notera également que dans la plupart
des cas, un module de travail réalisant une opération d'usinage fera subir aux pièces
un changement de niveau, que l'on voit particulièrement sur la figure 1 où les roues
MT12 et MT13 sont placées à un niveau plus élevé que les roues MT15 et MT16.
[0019] Enfin, les figures 1 et 2 montrent un module de contrôle, qui est lui aussi apte
à définir une cinématique continue des pièces entre une roue alvéolée d'entrée MC11
et une roue alvéolée de sortie MC14. La roue MC11 coopère avec la roue alvéolée aval
MT16 du module de travail.Et au moins un barillet de contrôle MC12 est prévu entre
les roues alvéolées d'entrée MC11 et de sortie MC14, pour permettre au moins une opération
de mesure en relation avec l'opération d'usinage précitée qui a été effectuée dans
le barillet de travail. Le barillet de contrôle MC12 qui possède huit postes coopère
avec un organe de mesure MC13 d'une manière que l'on détaillera plus loin en référence
à la figure 4. Enfin, et selon un aspect particulier de la présente invention, le
module de contrôle présente d'autres roues MC15, MC16 et MC17, qui sont placées entre
la roue alvéolée de sortie MC14 et la roue alvéolée d'entrée MC11.
[0020] Dans ce qui précède, on a ajouté des qualificatifs variables pour les "roues alvéolées",
par exemple roue alvéolée débitrice pour le module alimenteur, roues alvéolées amont
et aval pour le module de travail et roues alvéolées d'entrée et de sortie pour le
module de contrôle. L'homme de l'art comprendra que cette terminologie variée n'est
utilisée que pour permettre une reconnaissance plus facile des éléments, étant donné
que ces roues peuvent être de structure rigoureusement identique.
[0021] A titre d'exemple, le module alimenteur peut être réalisé de la manière décrite dans
l'une des publications-brevets 2 346 072, 2 356 464, 2 379 335 ou 2 376 049 déjà citées.
[0022] Au passage, on notera que le dispositif décrit particulièrement dans le fascicule2
379 335 permet l'éjection commandée de pièces. Cela est intéressant en particulier
pour la mise en oeuvre de l'invention, comme on le verra plus loin, de façon à créer
des manques dans la succession de pièces relatives à la cinématique continue. Une
autre manière de créer des manques est décrite dans la publication 2 459 196.
[0023] En ce qui concerne le module de travail, celui-ci peut être par exemple l'une des
machines décrites dans les publications 2 333 412, 2 330 476, ou encore 2 475 946.
Dans la description détaillée qui va suivre, on supposera qu'il s'agit d'une machine
de coupe de pièces tubulaires telles que des douilles de cartouche, cette opération,
simple, facilitant la description, et cette machine pourra être par exemple celle
de la publication 2 333 412.
Description particulière du module de contrôle
[0024] Pour ce qui est du module de contrôle, la figure 3 en illustre schématiquement la
structure à plus grande échelle. On retrouve la roue alvéolée d'entrée MC11, suivie
du barillet de contrôle MC12 coopérant avec le dispositif capteur MC13, puis de la
roue alvéolée de sortie MC14. La roue MC11 va donc prendre des pièces d'un module
précédent qui est normalement un module de travail. Ces pièces vont transiter par
le barillet de contrôle où elles sont vérifiées en particulier au niveau du dispositif
capteur MC13. Enfin, lesdites pièces sont reprises par la roue alvéolée de sortie
qui va soit les transférer à un module suivant (module de travail ou de contrôle),
soit les entreposer dans un dispositif de stockage. On notera que la roue MC14 comporte
encore une position de rejet normal MC141, position qui est précédée d'un poste de
rejet spécial MC142, et suivie d'un test de présence normale MC140, qui permet de
s'assurer qu'une opération de rejet désirée a bien été effectuée, et par là même du
fait que les pièces transférées en aval sont acceptées. Les dispositifs de rejet peuvent
être réalisés de la manière décrite dans la publication 2 379 335 déjà citée.
[0025] En amont de ces dispositifs MC140 à M0142, . les emplacements de la roue alvéolée
de sortie MC14 vont venir en coopération avec une roue de transfert HC15, suivie d'une
autre roue alvéolée de transfert HC16, et d'une troisième roue alvéolée de transfert
HC17, qui est alors apte à ramener les pièces sur la roue alvéolée d'entrée HC11.
[0026] Ainsi, dans le module de contrôle se trouve défini un dispositif de recyclage à roues
alvéolées HC15 à HC17, aptes à renvoyer sur commande les pièces de la roue alvéolée
de sortie MC14 à la roue alvéolée d'entrée MC11. Four réaliser effectivement le recyclaae,
il suffira de déplacer des aiguillages prévus entre les roues MC15 et MC13 et les
roues MC11 et MC14.
[0027] Enfin, on notera que la roue alvéolée d'entrée MC11 possède un emplacement d'insertion
d'étalons noté MC110. L'insertion d'étalons peut se faire par exemple à l'aide d'une
cheminée, placée tangentiellement au-dessus de la trajectoire des alvéoles, et permettant
de relâcher une pièce étalon de façon qu'elle vienne s'insérer dans l'alvéole.
Dispositif de mesure
[0028] On se référera maintenant à la figure 4 qui décrit d'une manière plus particulière
la façon dont est effectuée la mesure au niveau du barillet de contrôle MC12, dont
seul un poste se trouve représenté ici. Le poste en question est placé en regard du
dispositif capteur noté généralement MC13 sur la figure 4.
[0029] Donc, le poste en question du barillet NC12 comporte un bâti-support en fonte, en
deux pièces 1205 et 1210, reposant sur le corps de barillet, qui apparaît en partie
basse. La pièce 1205 est munie d'un alésage traversant vertical, à travers -lequel
coulisse un manchon cylindrique à décrochement 1204. Le manchon est muni d'une tête
d'extrémité 1202, apte à venir insérer une douille de cartouche 1200 contre une pièce
support 1201. Transversalement, de part et d'autre de la douille 1200 peuvent être
placés des organes de préhension en saillie tels que 1203. La pièce coulissante 1204
se retrouve en partie haute notée 1206, et elle est alors munie d'un galet de couplage
1207 avec une tige 1208 articulée à rotation en 1209 sur le bâti 1210. A son autre
extrémité, la tire 1208 vient à nouveau s'articuler à rotation sur le galet 1211 d'un
ensemble 1212 et 1213, qui forment un organe apte à solliciter la partie gauche de
la pièce 1208 à rotation vers le haut. Au cours de la rotation du barillet, une came
non représentée, va solliciter le dispositif de façon que l'arbre 1204-1206 aille
vers le bas, et vienne donc enserrer sous un effort prédéterminé la douille 1200 dont
il y a lieu de mesurer la hauteur, après l'opération de découpe déjà citée (ceci lorsqu'on
arrive au droit du poste de mesure MC13).
[0030] Pour la mesure, la pièce 1206 se complète en partie supérieure d'une équerre 1220,
sur laquelle on fixe de manière prédéterminée une cible 1225, de forme préétablie
et d'usinage soigné, de préférence un disque en acier à faces parallèles rectifiées.
[0031] De manière fixe par rapport au module de contrôle, l'organe de mesure MC13 comporte
un bâti 1303, dont la partie supérieure 1302 vient supporter un dispositif de mesure
1301 comportant une cage cylindrique de format comparable à la périphérie de la cible
1225, cage qui vient loger intérieurement un capteur 1300, qui va mesurer sa distance
à l'égard de la cible 1225. Le capteur 1300 est relié par une liaison électrique 1305
au reste de la structure.
[0032] On voit que la position de la cible 1225 est reliée mécaniquement à la position verticale
de la pièce 1204, et par conséquent au niveau haut de la douille 1200, le niveau bas
étant fixe par rapport au bâti du barillet MC12, que l'on suppose à son tour demeurer
en position verticale stable par rapport au corps MC13, en dépit de sa rotation.
[0033] Dans un mode de réalisation préférentiel, le capteur 13CO est une sonde à courant
de Foucault, telle que la sonde commercialisée par la société VIBRO-METER sous la
désignation VIBRAX TQ102. Cette sonde 1300 est reliée par le câble 1305 à un boîtier
conditionneur, qui peut être celui vendu par la même société sous la désignation IQS603.
[0034] De cette manière, la sonde 1300 va mesurer sa distance à l'égard de la cible 1225.
[0035] Il reste un problème majeur, à savoir tenir compte d'une part des possibilités de
composantes verticales existant dans le mouvement de rotation du barillet MC12, ainsi
que de ses variations, et d'autre part des fluctuations qui peuvent résulter dans
l'indication mesurée en fonction de la température notamment, et d'autres paramètres
qui peuvent intervenir.
[0036] Pour cela, la présente invention prévoit une combinaison de moyens dont certains
ont déjà été décrits.
[0037] En outre, on prévoit sur le barillet de contrôle pour chaque mesure au moins une,
de préférence deux cibles embarquées "fixes" (non représentées). Ces cibles sont montées
comme la cible 1225, mais sur un support 1220 qui serait solidaire du barillet.
[0038] Interviennent aussi les moyens logiques de commande notés généralement 500 et 600
sur la figure 5, avec leurs compléments 800, 900 et 950.
[0039] On se rappellera maintenant que les publications-brevets 2 379 335 ainsi que 2 459
196 enseignent comment créer des manques dans la succession de pièces sortant du module
alimenteur, ou encore de l'un des modules de travail placés en amont du module de
contrôle MC.
Fonctionnement général
[0040] Ces enseignements peuvent être utilisés selon la présente invention, afin de créer
des lacunes-dans la cinématique continue en amont du module de contrôle. Dans l'hypothèse
ou ces lacunes sont crées au niveau du module d'alimentation, l'organe logique concerné
est le bloc 511 de la figure 11, comme on le verra plus loin. Une variante simple
consiste à vider complètement de pièces tous les modules de l'installation, et arrêter
l'alimentation, si nécessaire.
[0041] Le reste des opérations intéresse essentiellement le module de contrôle. L'opération
suivante consiste à réaliser l'insertion d'au moins un étalon minimal et un étalon
maximal dans deux, de préférence consécutives, des lacunes ainsi créées dans la cinématique
continue (opération manuelle ou automatique).
[0042] Après cela, à l'aide de l'organe capteur 1300 de la figure 4, on acquiert les mesures
maximale et minimale relatives à ces étalons pour définir des valeurs de rejet. L'acquisition
des mesures en question comporte leur transport jusqu'au dispositif d'acquisition
800 que l'on décrira ci-après en référence à la figure 5.
[0043] Tout cela s'effectue dans une phase d'étalonnage de l'installation d'usinage.
[0044] Par la suite, en phase de production, on commandera au niveau de la roue alvéolée
de sortie l'éjection au rebut des pièces dont la mesure n'est pas comprise. entre
les valeurs de rejet maximale et minimale. Cette commande s'effectue logiquement par
l'intermédiaire de l'organe 513 de la figure 11, qui est responsable du module de
contrôle MC. Matériellement, le rejet se fait au niveau de l'organe MC141 de la figure
3.
[0045] Pour la mise en oeuvre qui vient d'être décrite, il suffit de deux étalons par mesure,
qui vont transiter par deux postes successifs du barillet de contrôle MC12, et être
mesurés successivement par l'intermédiaire de . leur cible respective 1225, par le
même capteur 1300. Cette disposition peut suffire dans certaines applications, mais
la demanderesse a observé que des fluctuations pouvaient intervenir dans les mesures
entre les divers postes du barillet de contrôle. Ceci est particulièrement vrai lorsque
la grandeur à mesurer est relayée par un dispositif du type décrit à propos de la
figure 4, et comportant un intermédiaire de mesure tel qu'une cible 1225.
[0046] Dans ce cas, il est souhaitable d'utiliser un dispositif de recyclage comme décrit
à propos de la figure 3, en prévoyant que le nombre de postes du barillet de contrôle
MC12 et le nombre de pas du dispositif de recyclage constitué par les roues MC15 à
MC17 soient premiers entre eux. Par exemple, le barillet de contrôle MC12 comporte
8 postes, alors que le nombre de pas du dispositif de recyclage est égal à 13. Ce
nombre de pas est à calculer compte-tenu de la partie des roues alvéolées de sortie
et d'entrée qui intervient dans le dispositif de recyclage, ainsi que de la distance
au niveau du barillet de contrôle entre l'emplacement d'introduction des pièces et
l'emplacement de leur retrait. Tout ceci intervient en effet dans la définition de
la "boucle de recyclage".
[0047] Dans ces conditions, les moyens logiques de commande 500 et 600 sont agencés pour
effectuer les opérations suivantes :
a) en phase d'étalonnage
- admettre un nombre de lacunes supérieur au produit du nombre de pas du dispositif
de recyclage et du nombre de postes du barillet de travail. (En effet, un nombre de
pas égal à ce produit suffit pour un étalon.Compte-tenu du fait qu'on utilise à chaque
fois un étalon maximal et un étalon minimal, il est souhaitable que le nombre de lacunes
soit supérieur au produit des deux nombres précités). Ensuite, les deux étalons sont
placés consécutivement dans les deux premières lacunes. Après cela, l'unité 600 acquiert
à travers les organes qui coopèrent avec elle les mesures maximale et minimale-relatives
aux deux étalons pour définir des valeurs de rejet pour chaque poste du barillet de
contrôle, chaque étalon changeant de poste après être passé par la boucle de recyclage.
(Cela tient compte du fait que les deux nombres précités sont premiers entre eux).
Enfin, les étalons sont enlevés manuellement, ou automatiquement, par exemple au rejet
spécial MC142.
b) Par la suite, en production le système électronique commande au niveau de la roue
alvéolée de sortie l'éjection au rebut des pièces dont la mesure n'est pas comprise
entré lesdites valeurs de rejet maximale et minimale qui correspondent au poste de
contrôle par lequel est passée chaque pièce.
[0048] On prévoit de préférence une pluralité de paires d'étalons qui sont respectivement
maximal et minimal dans chaque paire, de façon qu'une paire d'étalons corresponde
par exemple à une grandeur à mesurer.
Eléments électroniques - Description détaillée
[0049] On décrira maintenant plus en détail le système électronique, dont la structure générale
est donnée sur la figure 5.
[0050] Ce système comporte tout d'abord un système logique d'exploitation désigné généralement
par 500, et qui sera décrit plus en détail ci-après à propos de la figure 11. (Sur
cette figure 11, on retrouve la structure générale du dispositif 500 à l'intérieur
du cadre en trait .tireté).
[0051] Ce dispositif comporte tout d'abord un bloc codeur numérique ou "encodeur" relié
à un ou plusieurs codeurs incrémentaux notés généralement par
CO, et ayant pour fonction de déterminer la position machine permettant de détecter
la présence de pièces en divers points de l'installation, de façon que l'électronique
puisse à tout moment déterminer la position des pièces dans la cinématique continue.
[0052] Dans un mode de réalisation particulier, chaque bloc encodeur comporte trois sorties.
La première délivre un index à chaque tour du barillet associé. La seconde délivre
des impulsions à raison de 180 par poste du barillet, en marche avant. La troisième
fait de même, mais en marche arrière.
[0053] A côté de cela, à chacun des modules de l'installation est associé un bloc logique
de premier niveau (NIVEAU 1). Par exemple, le module d'alimentation MA est associé
à un bloc logique de Niveau I noté 511 ; le module de travail MT est associé à un
bloc logique de Niveau I noté 512 ; et le module de contrôle MC est associé à un bloc
logique de Niveau I noté 513. On remarque également sur la figure 11 que l'ensemble
des opérations d'acquisition d'étalonnage et de mesures est réalisé par un bloc 6
00, en interaction avec le module de contrôle. Le bloc 6
00 rend compte des opérations qu'il effectue, directement au bloc logique de Niveau
1 513 se trouvant précisément associé au module de contrôle.
[0054] Les différents blocs 510 à 513 sont en interaction par des liaisons parallèles à
8 bits avec un dispositif logique de second niveau (NIVEAU II) noté 520. Celui-ci
est de préférence associé par une liaison asynchrone à un pupitre de commande générale
521 de l'installation, que l'on ne décrira pas plus en détail ici.
[0055] Enfin, le bloc logique 520 de Niveau II est optionnellement associé à un bloc logique
de troisième Niveau 530, qui peut être chargé par exemple de contrôler non seulement
la section de l'installation d'usinage que l'on décrit ici, mais bien tout l'ensemble
de l'installation, qui effectue des opérations conjointes sur le même produit. A cet
effet, il est relié à d'autres blocs logiques de second niveau par des liaisons série
asynchrones illustrées sur la figure 11. Par exemple, en admettant que l'installation
d'usinage décrite concerne la découpe des douilles, d'autres installations d'usinage
placées après celle-ci viendront réaliser les opérations ultérieures de matriçage
en continu, ainsi que-de rétreint et de calibrage, par exemple. Ce bloc logique de
Niveau III noté 530 réalise des opérations de surveillance générale qui ne seront
pas décrites plus en détail dans le cadre de la présente demande de brevet.
[0056] Si l'on revient maintenant à la figure 5, on voit que le système logique d'exploitation
noté globalement 500 va se trouver en liaison par l'intermédiaire de son élément de
NIVEAU 1 513 avec le bloc 600, illustré plus en détail sur la figure 6. Ce bloc 6QO
constitue une unité logique de mesure, ou unité de Niveau 0. L'unité 600 dialogue
par des lignes asynchrones avec une unité d'acquisition des mesures 800 décrit plus
en détail à propos de la figure 8. Des signaux de synchronisation sont également transmis
par l'unité de Niveau ⌀ 600 à l'unité d'acquisition 800, qui reçoit par ailleurs des
entrées analogiques de signaux de mesures (par exemple, 5 entrées analogiques pour
5 capteurs donc au moins 5 grandeurs à mesurer, étant observé que le même capteur
peut effectuer successivement des mesures de nature différente).
[0057] Enfin, l'unité de Niveau ⌀ 600 dialogue également, toujours par des lignes asynchrones,
avec une unité d'étalonnage 900 qui est en propre chargée des opérations d'étalonnage,
et d'opérations annexes. L'unité 900 se trouve associée par la ligne bus 901 au pupitre
de commande d'étalonnage 950. L'unité 900 et le pupitre 950 sont illustrés plus en
détail sur la figure 9.
Description détaillée de l'unité 600 (Niveau ⌀)
[0058] La figure 6 fait apparaître la structure particulière de l'unité de niveau φ 600.
Celle-ci comporte un bus interne 601, sur lequel est connecté un processeur de mesure
602, ainsi que des mémoires 603 et 604. La mémoire 603 est une mémoire morte programmable
ou pROM, de capacité 8 kilooctets, par exemple, tandis que la mémoire 604 est une
mémoire à accès direct ou mémoire RAM, de capacité 4 kilooctets.
[0059] Le bus 601 est également connecté à l'interface parallèle 608, possédant un port
A et un port B, chargés respectivement des informations arrivant du système d'exploitation
500, et des informations qui vont aller vers lui.
[0060] Un autre interface parallèle 609 est prévu, en option, pour 16 entrées-sorties disponibles
à des fins définissables par l'utilisateur.
[0061] En haut et à droite de la figure 6, sont également prévus un interface série 607,
ainsi que deux compteurs-temps 605 et 606. L'interface série 607 est en intercommunication
avec le bus 601, et possède deux jeux de sorties notés respectivement ligne A, qui
va vers l'unité d'étalonnage de la figure 9, et ligne B qui va vers l'unité d'acquisition
de la figure 8. L'horloge pour la ligne A est définie par le compteur-temps 605, qui
reçoit les signaux de synchronisation provenant du dispositif encodeur 510. L'horloge
pour la ligne B est définie par le compteur-temps 606, qui n'est relié qu'à l'interface
série 607.
[0062] Il ressort de cette description que l'unité de niveau ⌀ de la figure 6 est apte à
recevoir toutes les informations brutes de mesure provenant de l'unité d'acquisition
800, ainsi qu'à dialoguer avec l'unité d'étalonnage 900 et le pupitre de commande
d'étalonnage 950 qui s'y trouve associé. Cette unité 600 de la figure 6 va donc se
charger d'établir l'étalonnage, puis ensuite d'en tenir compte sur les mesures réelles
effectuées sur les produits en cours de fabrication.
[0063] Par l'interface parallèle 608, l'unité 600 de la figure 6 pourra enfin rendre compte
de ses interventions à l'ensemble 500 de la figure 5 et de la figure 11, en même temps
que solliciter celui-ci pour réaliser l'éjection convenable des pièces en cours de
fabrication qui ne seront pas conformes aux données d'étalonnage, à travers l'unité
logique 513 de premier niveau, à laquelle se trouve directement relié le dispositif
600.
Unité d'acouisition 800
[0064] On se référera maintenant aux figures 7 et 8, qui représentent l'acquisition des
informations disponibles au niveau des capteurs.
[0065] Sur la figure 7, on voit en haut et à gauche une ligne qui provient du capteur 1300
de la figure 4, ou plus précisément du conditionneur de signaux qui lui est connecté.
Cette ligne est amenée à travers une résistance 8310 sur l'entrée inverseuse de l'amplificateur
différentiel 831.Cette entrée inverseuse est aussi reliée à la sortie à travers une
résistance ajustable 8311.
[0066] L'entrée non-inverseuse du même amplificateur 831 est reliée d'une part à la masse
à travers une résistance ajustable 8312, et d'autre part à une résistance 8313 qui
va vers un inverseur 8314.
[0067] Lorsqu'une mesure intéresse un seul capteur, l'inverseur 8314 est dans la position
représentée, pour relier l'entrée non-inverseuse de l'amplificateur 831 à la masse.
Lorsqu'au contraire une mesure fait intervenir deux capteurs, en mode différentiel,
le capteur second se trouve alors relié à l'entrée située en bas et a gauche de la
figure 7, l'inverseur 8314 étant donc dans l'autre position.
[0068] Dans les deux cas, on retrouve l'information de mesure des capteurs en sortie de
l'amplificateur 831. Cette information est amenée sur l'entrée analogique d'un convertisseur
analogique numérique 821, qui reçoit un ordre de déclenchement d'acquisition en provenance
du processeur d'acquisition 802, à travers le bus interne 801 (liaison non représentée
sur la figure 8). Lorsque la conversion en numérique d'un échantillon d'entrée est
achevée, la fin de conversion est indiquée par la sortie située en bas et à droite
du bloc 821 à l'interface parallèle 811. Celui-ci acquiert alors les 12 bits de conversion
disponibles sur les sorties parallèles du convertisseur, pour les transmettre sur
le bus interne de l'acquisition 801 (données de mesure brutes, en unités internes).
[0069] Cette structure se trouve généralisée sur la figure 8 au cas de 5 capteurs. On observera
au passage que ces 5 capteurs peuvent faire bien plus de 5 mesures, en coopérant chacun
avec plusieurs cibles du même poste de contrôle, sur lesquelles ils font des mesures
en séquence rapide. Cela est très avantageux, en particulier compte-tenu de la place
prise par la potence associée à chaque capteur (figure 4).
[0070] Pour les 5 capteurs, on retrouve donc 5 ampli-
fi
cateurs différentiels 831 à 835, suivis de 5 convertisseurs analogiques-numériques
821 à 825, puis de 5 interfaces parallèles 811 à 815, respectivement. Tous les interfaces
parallèles sont en communication avec le bus interne d'acquisition 801.
[0071] En partie haute de la figure 8, apparaît tout d'abord le processeur d'acquisition
des mesures noté 802. Lui sont associées deux mémoires 803 et 804. La mémoire 803
est une mémoire morte programmable ou pROM de capacité 4 kilooctets, tandis que la
mémoire 804 est une mémoire à accès direct ou RAM de capacité 2 kilooctets. Au bus
interne d'acquisition des mesures 801 est également relié un compteur de temps 806,
qui reçoit les signaux de synchronisation provenant du dispositif encodeur 510. Ce
compteur-temps 806 définit des signaux d'horloge pour l'interface série 807 qui pourra
transmettre les grandeurs mesurées vers l'unité 600 de la figure 6.
[0072] On voit immédiatement que toutes les opérations d'acquisition de mesures sont réalisées
par les organes illustrés sur la figure 8.
Unité d'étalonnage 900 et pupitre 950
[0073] La figure 9 illustre les deux organes d'étalonnage constitués d'une unité centrale
et d'un pupitre.
[0074] Le bus interne d'étalonnage est noté 901, et se trouve relié (à droite dans l'unité
900) à un processeur d'étalonnage 902, associé à trois mémoires 903, 904 et 9
05. La mémoire 903 est une mémoire morte programmable ou p
ROM de.capacité 10 kilooctets. La mémoire 904 est une mémoire à accès direct ou RAM de
capacité 4 kilooctets.
[0075] Enfin, la mémoire 905 est une mémoire à accès direct également RAM, de capacité 2
kilooctets, mais sauvegardée, c'est-à-dire capable de conserver les informations qu'elle
contient lorsque le dispositif et l'ensemble de l'installation ne sont pas en fonctionnement.
Cette mémoire RAM 905 est utile pour conserver les données d'étalonnage même lorsque
l'installation d'usinage ne travaille pas, compte-tenu des moyens utilisés selon la
présente invention.
[0076] Enfin, le bus interne 901 est relié (en partie droite) à un compteur de temps 906,
qui définit des informations d'horloge pour interface série 907 lequel est relié d'une
part au bus interne d'étalonnage 901 et d'autre part à l'unité logique de mesure 600
de la figure 6.
[0077] Sur la gauche de la figure 9, les liaisons avec le pupitre d'étalonnage comportent
4 interfaces parallèles 951 à 954, chargées respectivement d'assurer les connexions
avec les éléments du pupitre d'étalonnage; Avant d'examiner ces connexions, on décrira
le pupitre d'étalonnage en référence à la figure 10.
[0078] Celui-ci comporte tout d'abord des boutons qui sont notés 971 à 981, et permettent
de définir un certain nombre d'informations d'état pour l'installation d'usinage (voir
plus loin). Chaque bouton est associé à un voyant qui indique si l'état en question
se trouve validé ou non. Tous ces boutons sont gérés par l'intermédiaire de l'interface
parallèle 951.
[0079] Le pupitre d'étalonnage comporte également un clavier 962, ainsi que des commutateurs
961, 963, 964 et 965. Le clavier et ces commutateurs sont gérés à travers l'interface
parallèle 952 de la figure 9.
[0080] L'ensemble des diodes d'affichage associées aux boutons, ainsi que d'autres diodes
notées 991 à 994 sont gérées à travers l'interface parallèle 953 de la figure 9.
[0081] Enfin, le pupitre d'étalonnage comporte un bloc d'affichage 995 pour les données
de mesures affichées, ainsi qu'un bloc d'affichage 996 pour indiquer le numéro de
poste concerné par l'affichage. Ces deux afficheurs numériques sont gérés à travers
l'interface parallèle 954 de la figure 9.
Commandes du pupitre 950
[0082] Comme précédemment indiqué, deux modes opératoires sont prévus, à savoir respectivement
la production (touche 971), et l'étalonnage (touche 972). La clé 961 est une clé d'étalonnage.
En position HORS, elle interdit l'étalonnage et toute modification des données qui
s'y rapportent. En position EN, elle autorise le passage en étalonnage. Si durant
un étalonnage la clé est remise en position HORS, l'étalonnage est instantanément
stoppé.
[0083] Le sélecteur rotatif de mesure 965 permet de choisir la cote à mesurer, parmi celles
qui sont prévues, et sont au maximum au nombre de 5. Ce sélecteur est associé aux
touches 979 (ETALON EMBARQUE), 976 (LIMITE
MAX/MIN), 978 (COTE POSTE), 977 (DERIVE), 975 (CORRECTION DE POSTE) et 974 (COTES ETALONS).
[0084] De son côté, la visualisation des données est associée au commutateur 963, qui indique
si on choisit d'afficher la donnée minimale ou maximale, ainsi qu'à la touche 981,
qui demande une MODIFICATION DE VALEUR.
[0085] Le tableau I ci-après donne les actions com- binées permises (OUI) ou interdites
(NON) sur différentes touches et en fonction de l'état "étalonnage" ou "production".
[0086] On décrira maintenant l'utilisation de diverses autres touches.
[0087] La touche 973 constitue un commutateur pour le passage des mesures en millimètres
aux mesures en unités internes, c'est-à-dire aux valeurs numériques brutes obtenues
par conversion des tensions de sortie des conditionneurs des capteurs. En production,
ce commutateur n'a pas d'action, étant donné qu'il est couplé aux commandes de mise
au point (non représentées, et destinées à la maintenance).
[0088] La touche de modification de valeur 981 permet de commencer à entrer une nouvelle
valeur au clavier 962. La touche effacement (EFF) du clavier permet d'effacer le dernier
nombre rentré. La touche validation (VAL) du clavier est à presser impérativement
pour la prise en compte du nombre rentré par les circuits électroniques, auquel cas
la touche effacement n'agit plus.
[0089] Les touches de sélection de poste (flèches verticales) du clavier 962 permettent
d'incrémenter ou décrémenter les numéros de poste, en association avec les touches
de visualisation illustrées dans le tableau 1 ci-dessus.
[0090] Le commutateur 963 est associé aux touches 974 (COTE ETALON), 976 (LIMITE MAX/MIN),
et 979 (ETALON EMBARQUE) et 977 (DERIVE).
[0091] Enfin, l'interrupteur 964 permet d'allumer toutes les diodes du panneau d'affichage.
Dans le cas contraire, l'opérateur identifie immédiatement les diodes défectueuses..
Et la touche SIGNE (-) du clavier est à utiliser pour modifier les corrections.
[0092] La figure 12 illustre à titre d'exemple le schéma de l'une des unités de NIVEAU I,
qui sont notées
511 à 513 sur la figure 11.
[0093] Chaque unité comprend, autour d'un bus interne 505, une unité centrale de traitement
501, une mémoire de programme 502 (PROM, 8 kilooctets) et une mémoire de travail 503
(RAM, 8 kilooctets). Il s'y ajoute les interfaces parallèles 504A et 504B (en plus,
en option 507), qui vont, à travers un couplage à isolation optique, vers le module
concerné. En plus on prévoit un compteur-temps 5
06, et un interface parallèle tel que 508, en communication via un interface homologue
tel que 524, avec le bus de contrôle système du NIVEAU II, noté 525. (Pour des raisons
matérielles, l'interface 524 est implanté sur la même carte que son interface associé
508 du NIVEAU I).
[0094] La figure 13 illustre le schéma du NIVEAU II. On y retrouve le bus 525 et pour mémoire,
des interfaces 524A, 524B etc. associés aux différentes unités de NIVEAU I concernées.
Le coeur du NIVEAU II est l'unité centrale de traitement 520, associée à une mémoire
de programme 522 (PROM, 10 kilooctets) et à une mémoire de travail 523 (RAM 6 kilooctets).
Sont également prévus deux compteurs-temps 527A et 527B, ainsi
que,d
e préférence, deux interfaces parallèles supplémentaires 526A et 526B.
[0095] Enfin, et surtout, le bus 527 est relié à travers un interface série 528, par lignes
asynchrones, d'une part au pupitre de commande 521, et d'autre part à l'unité logique
de NIVEAU III 530.
[0096] L'unité de NIVEAU III 530 se compose de préférence d'un miniordinateur, tel que le
calculateur ECLIPSE S 140 de Data General, comprenant :
- une capacité mémoire de 192 kilomots de 16 bits
- une unité de disque : 12,5 mégaoctets fixe ou disque fixe + cartouche amovible 2
x 5 mégaoctets
- une imprimante rapide
- 1 à 21 consoles de visualisation.
[0097] Cela permet de gérer jusqu'à deux chaines modulaires composées chacune de dix modules.
Description sommaire du fonctionnement
[0098] Dans la suite les organes 900 et 950 de la figure 5 sont notés en abrégé "étalonnage".
L'organe 800 est noté "acquisition". L'unité logique de mesure 600 est notée "NIVEAU
⌀". Enfin, les éléments 511 à 513 de la figure 11 sont notés généralement "NIVEAU
I".
[0099] En bref, l'électronique de Niveau 0 reçoit, toutes les fois que la machine progresse
d'un pas, le résultat des mesures réalisées par la carte d'acquisition, soit un bloc
de 5 données, en unités internes, qui représente les valeurs des cotes du produit
présent. A ces cotes peuvent s'en ajouter une ou deux supplémentaires, qui sont les
cotes en unités internes des cibles fixes embarquées. Pour certaines positions de
la machine, ces valeurs peuvent naturellement être absentes, car il n'est pas toujours
nécessaire de prévoir deux cibles fixes embarquées pour chaque poste de contrôle.
[0100] En résumé, en phase étalonnage, les communications du Niveau ⌀ avec l'unité d'étalonnage
consistent à communiquer à celle-ci les données brutes en provenant de l'unité d'acquisition.
Dans ce cas, le Niveau 0 de l'électronique peut également transmettre au Niveau I
les données brutes, mais en unités internes, puisque les corrections et les coefficients
de conversion déjà mentionnés ne sont pas encore connus.
[0101] En phase production, le Niveau 0 a essentiellement pour fonction d'utiliser les signaux
de synchronisation, en particulier ceux qui proviennent de là carte encodeur 510 de
la figure 11, pour affecter à chacune des 5 données en provenance de l'unité d'acquisition
[0102] le numéro de poste sur lequel a eu lieu la mesure, et l'identité du produit concerné.
En ce qui concerne les valeurs de cibles fixes embarquées, le Niveau ⌀ réalise par
cible une moyenne Glissante sur les 16 dernières valeurs (par exemple). Ce sont les
5 mesures brutes et les moyennes glissantes non corrigées et en unité interne qui
sont donc transmises à l'unité d'étalonnage.
[0103] Réciproquement, à chaque tour du barillet en mode production, l'unité d'étalonnage
communique les nouveaux coefficients de conversion de façon à tenir compte des moindres
variations et dérives de la machine.
[0104] Lors de la phase de production, l'unité de Niveau ⌀ connaît donc maintenant les valeurs
converties en microns des mesures, et peut procéder au tri au moyen des cotes de rejet
en micron émises en fin d'étalonnage ou en début de production. La validité des cotes
est vérifiée par simple comparaison avec les deux valeurs limites. Toutes ces données
converties sont transférées en microns au Niveau 1, affectées d'un indicateur donnant
le résultat du contrôle des cotes, à savoir BON, au-delà du maximum, ou en deçà du
minimum.
[0105] Bien que la décision de rejet d'unie pièce en production puisse être exécutée dans
le Niveau ⌀, qui est proche de l'acquisition (800) et de l'étalonnage (900), la structure
qui est illustrée sur la figure 11 procède différemment : il existe un Niveau I pour
chacun des élénents de la machine à savoir pour le nodule de contrôle, aussi bien
que pour le module de travail et le module d'alimentation. Dans ces conditions, les
informations qui viennent d'être indiquées sont utilisées en fait par l'unité de niveau
I 513 pour déclencher l'éjection du produit si un rejet est nécessaire. Cette éjection
pourra par exemple se faire au niveau du poste de rejet normal noté MC141 sur la figure
3.
[0106] L'homme de l'art comprendra maintenant que les dispositions précitées permettent
d'obtenir une section d'installation d'usinage capable d'effectuer cadence élevée
les opérations d'usinage avec un contrôle extrêmement fiable quant à la précision
de l'usinage effectué. Cela est important dans de nombreux domaines techniques, et
en particulier pour la production de douilles de cartouches. On notera que l'opérateur
n'a pratiquement à intervenir que pendant la phase d'étalonnage. Une fois que celle-ci
est effectuée, la production peut se dérouler normalement sans aucune intervention
humaine. Les organigrammes précédemment décrits montrent clairement que, sur un incident
de production, la machine pourra s'arrêter d'elle-même, et demander à l'opérateur
de réaliser l'intervention souhaitable qui peut être par exemple une nouvelle opération
d'étalonnage.
[0107] Par ailleurs, et à titre complémentaire, les dispositifs de la présente invention
permettent un contrôle physique des.pièces en production. A cet effet, on peut vérifier
en particulier le fonctionnement du nodule de contrôle, en introduisant une ou plusieurs
pièces étalons au vol au niveau du poste MC110 de la figure 3, et en commandant l'affichage
des cotes de ces étalons de la manière convenable à l'aide du pupitre 650. Les étalons
n'auront pas alors besoin de passer par la boucle de recyclage, et pourront ressortir
par le rejet spécial MC142.
[0108] De même, il est possible de prélever au niveau du même rejet spécial MC142 des pièces
en production, dont on connaît les valeurs mesurées par la machine, valeurs que l'on
peut contrôler par des mesures effectuées manuellement ou de toute autre manière.
[0109] On s'intéressera maintenant à titre d'exemple au cas particulier de la fabrication
de munitions qui peut faire intervenir, dans une même chaîne de fabrication, les modules
suivants, donnés en regard d'un numéro d'identification en hexadécimal :
[0110] Les modules d'alimentation et d'usinage peuvent créer des rejets de pièces par eux-mêmes
(position incorrecte de pièce, par exemple). Mais la plupart des rejets interviennent
sur un module de contrôle, comme précédemment décrit.
[0111] Toutes les informations correspondantes passent par le ou les NIVEAUX II, où elles
sont mises en forme pour être centralisées par le NIVEAU III. Les échanges entre NIVEAU(X)
II et NIVEAU III se font par des lignes asynchrones en duplex total (full duplex),
à une vitesse de 9 600 bits/seconde, et sur un format de 11 bits : 1 bit départ, 8
bits données, 2 bits stop.
[0112] Comme le montre la figure 14, tout échange est constitué d'un ensemble de 3 blocs
:
- Préambule : Octet 1 : SYN (16H) . 2 : Fonction 3-4 : Réserve 5 : Longueur du bloc
de données
- Données : La longueur et la nature des données sont quelconques (définies par les
octets 2 et 5 du préambule).
- Postambule : Octet 1 : Parité des données, calculée uniquement sur les octets de
données au moyen d'un OU exclusif entre tous les multiplets.
Octet 2 : ETX (⌀3H)
[0113] Plusieurs types de données sont échangés de cette manière ; le plus important (type
dit NDE) concerne les données "produit".
[0114] En ce cas, l'octet de "Fonction" est 4, et le sens de transmission va du Niveau II
au Niveau III.
[0115] Un bloc de ce type est émis par le Niveau II à chaque fois que la machine progresse
d'une position. Les données décrivent l'état de la position sortante, qui peut être
vide ou garnie d'un produit.
[0116] Le bloc est constitué de deux parties distinctes : une partie fixe, dont la structure
ne dépend pas de la machine et une partie variable décrivant le produit.
Partie fixe :
[0117]
[0118]
CP : La position sortante est garnie d'un produit.
MT : La position n'a jamais été occupée (pas d'alimentation).
RN : Le produit a été éjecté par une station de rejet normale.
RS : La position a été vidée pour insertion d'étalon ou pour échantillonnage.
IC : Demande d'insertion.
MOD 10 : Numéro de poste (de travail) modulo 10 ou est passée la position.
MOD 8 : Numéro de poste(de contrôle)modulo 8 (après stockage s'il y a lieu).
MOD 8 TO : Modulo 8 initial (avant stockage). Station
de rejet (3 bits de poids fort). Usage interne.
IDENTIFICATEUR MODULE : (5 bits) Numéro du module où a eu lieu l'éjection.(voir plus
haut).
MOTIF DE REJET : Positionné par le fait ayant provoqué le rejet.
[0119] Le format du motif de rejet est le suivant :
[0120] Des exemples de code de rejet sont donnés ci-après:
Rejets généraux :
[0121]
Rejets pour contrôle
[0122]
Rejets pour échantillonnage
[0123]
[0124] Des exemples de codes de mesures (identifiés plus haut par des X) sont donnés ci-après.
[0125] 1 . Longueur entre appuis 4 . Diamètre bourrelet 2 . Diamètre collet 5 . Epaisseur
bourrelet 3 . Longueur totale 6 . Diamètre gorge 7 . Hauteur enclume 8 . Profondeur
logement amorce 9 . Diamètre maximal logement amorce 10 . Forme totale 11 . Contrôle
trou d'évent 12 . Contrôle d'aspect 13 . Contrôle de structure interne du collet.
[0126] La partie variable des données dépend du type de machine, mais non de l'état de la
position. (Elle existe même lorsqu'il n'y a pas de produit).
[0127] Elle est constituée de la suite des cotes et diagnostics effectués sur la machine.
[0128] La structure d'une donnée "cote" est la suivante:
En l'absence de mesure → R Max-Min = 1 1 1
En mode étalonnage → R Max Min = 0 0 1
R : Indicateur cote bonne ou mauvaise. Une cote mauvaise a engendré un rejet.
Max : Cote supérieure au max permis.
Min : Cote inférieure au min.
Mesure Donnée 13 bits signée en complément à 2. Cette donnée traduit l'écart de la
cote par rapport au milieu de l'intervalle de tolérance.
Etalon Donnée 13 bits concernant l'étalonnage du système de mesure. La signification
de la donnée dépend de la valeur de l'INDICATEUR :
INDICATEUR :
[0129]
[0130] La même structure permet sous une forme un peu différente, de transmettre les coefficients
A (pente) et B (abscisse à l'origine) établis lors de l'étalonnage des capteurs de
mesure.
[0131] Le NIVEAU III dispose ainsi d'informations complètes sur les opérations de l'installation.
[0132] D'autres échanges entre le NIVEAU III et le NIVEAU II peuvent intervenir, en particulier
:
* provenant du NIVEAU II :
- événement, tels que démarrage, arrêt d'urgence, configuration de stockage ;
- inhibition d'un poste de contrôle (modulo 8) ou d'un poste de travail (modulo 10)
;
- demande d'insertion d'une pièce de référence ;
- résultat des mesures sur la pièce de référence insérée ;
- demande d'échantillonnage ;
- défaut sur module.
* provenant du NIVEAU III :
- demande d'inhibition de poste, modulo 8 ou modulo 10, suivant le cas ;
- demande d'arrêt de la machine.
[0133] On décrira maintenant l'utilisation statistique des mesures.
[0134] Toutes les données issues du Niveau 0 transitent par le Niveau I vers le niveau II
lequel les transmet au Niveau III pour réaliser des traitements statistiques.
[0135] Le Niveau III reçoit un bloc de données du Niveau II à chaque fois que la machine
progresse d'une position. Les données décrivent l'état de la position sortante qui
peut être vide ou pleine. Le détail complet de ce bloc de données a été donné plus
haut.
[0136] Pour toutes les réceptions, toutes les cotes sont sauvegardées poste par poste que
la mesure soit bonne ou non. Le Niveau III établit alors :
- poste par poste pour chaque cote
. moyenne filtrée
. écart type filtré
. pourcentage de rejet par motifs
. comptage de rejets
- sans distinction de poste pour chaque cote :
. moyenne arithmétique
. écart type arithmétique.
[0137] En fin d'exercice, le Niveau III calcule les rendements de production, les taux de
rejet, les courbes d'usure des outils, notamment. Au moyen d'écrans de visualisation
et d'imprimantes il peut visualiser et éditer à tout moment les résultats sur demande
de l'opérateur.
[0139] Se déduit par l'égalité :
[0140] Le Niveau III calcule alors les rendements suivants :
[0141] Comme précédemment indiqué, le Niveau III assure l'acquisition et la sauvegarde après
traitement de toutes les données issues des machines via les Niveaux II. Ces données
sont de deux types : données métrologiques et événements.
DONNEES METROLOGIQUES
[0142] Toutes les fois qu'une machine progresse d'une position, le Niveau III reçoit un
bloc de données dans lequel sont consignées toutes les caractéristiques de la position
sortant de la machine : numéro de poste de travail et de contrôle, valeurs des cotes
mesurées que le produit soit bon ou non et dans ce dernier cas, le motif du rejet.
[0143] Toutes les cotes générées par les machines sont stockées en mémoire par poste de
travail et par poste de contrôle de façon à permettre :
- la visualisation des 20 dernières cotes sur un poste donné
- le calcul de la moyenne et de l'écart type filtrés
- le calcul de la moyenne et de l'écart type arithmétiques
- la mise à jour des compteurs de produits.
[0144] Les moyennes et écarts types arithmétiques sont calculés pour chaque cote, tous postes
confondus, pour caractériser complètement un lot de pièces.
[0145] Les calculs sont les suivants :
Moyenne arithmétique :
= échantillons Ecart type arithmétique
[0146] Par contre, les moyennes et écarts types filtrés sont évalués poste par poste pour
chaque cote. L'application du filtrage a pour avantage de faire intervenir le temps
dans les calculs de telle façon que chaque échantillon se voit affecté d'un coefficient
de pondération, celui-ci est maximum pour la valeur la plus récente et va en décroissant
jusqu'à la plus ancienne valeur.
[0147] Ce moyen est très utile pour réaliser un suivi précis de chacun des postes, car toute
anomalie peut être détectée très rapidement, ce qui permet de déclencher les sécurités
au plus tôt.
[0148] Les calculs sont les suivants :
Moyenne filtrée Mfi = αXi + (1-α) Mfi-1 où X. = échantillon = coefficient de filtrage compris entre O et 1. Mfi-1 = Moyenne filtrée précédente.
Ecart type filtré :
où Mfi = Moyenne filtrée de coefficient α M2fi = Moyenne filtrée des carrés des échantillons et de coefficient β M2fi = β(Xi)2+(1-β) M2fi-1
[0149] Dans le cas où la position sortant de la machine est vide, le bloc de données reçu
par le Niveau III contient la raison de l'absence de la douille : soit il n'y a pas
eu d'alimentation à l'entrée de la machine, soit le produit a été rejeté lors d'un
contrôle ; dans tous les cas le Niveau III peut déterminer le module qui a rejeté
le produit et la raison exacte du rejet.
[0150] ces informations de rejets sont sauvegardées en mémoire de la même manière que les
cotes de façon à pouvoir disposer de 3 types de données :
- pourcentage de rejets : permet une surveillance individuelle de chaque outillage
et poste de contrôle.
- rejets consécutifs : permet une détection rapide d'incident grave (casse d'outil).
Les actions appropriées sont entreprises par le système en cas de dépasssement d'un
seuil prédéfini .
- totaux de rejets : nombre total cumulé pour l'équipe d'opérateurs et le lot de produits
par motif.
[0151] Par la surveillance des rejets consécutifs, un défaut brutal sur un poste peut être
détecté très rapidement. (La vitesse de réaction nécessaire ne peut être atteinte
même par une surveillance de moyenne filtrée). Aussi, le système surveille les suites
de rejets sur chaque poste. Une action appropriée est prise en cas de dépassement
d'un nombre préétabli de rejets consécutifs.
[0152] Par ailleurs, un pourcentage maximum de rejets est admis pour chaque type de défaut.
Les pourcentages limites acceptables sont définis par l'utilisateur.
[0153] Afin de détecter une usure progressive des outils, l'utilisateur a la possibilité
de définir un jeu de cotes limites, intérieures aux cotes de rejets utilisées par
les modules de contrôle. Il est ainsi possible au système d'intervenir et de prévoir
une intervention de l'opérateur.
[0154] Les actions déclenchées par le Niveau III peuvent être, suivant l'option choisie
: alarme seule sur console de visualisation, alarme plus inhibition de poste ou alarme
plus arrêt machine.
[0155] On voit ainsi que les choix des nombres de postes des modules de travail et de contrôle,
en combinaison avec des moyens de mesure précise, et avec une hiérarchie particulière
des moyens logiques de commande, permettent une surveillance centralisée particulièrement
précise et efficace du fonctionnement d'ensemble de la machine.
[0156] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit,
et s'étend à toute variante s'inscrivant dans le cadre des revendications ci-après.
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