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La présente invention concerne les systèmes de programmation employés pour la commande des machines dans les fabrications automatiques. On entend ici, sous le terme général'de fabrication, toutes opérations d'usinage, traitement, sélection de pièces, montage ou assemblage, contrôle ou essais etc. On entendra sous le terme de machine, toute machine proprement dite ou section de chaîne de fabrication, par exemple une machine à poinçonner, une cuve de décapage, un banc d'assemblage etc.
. On sait que les chaînes de machines ou les machines complexes qui sont prévues pour exécuter automatiquement divers programmes d'opérations de fabrica- tion sur des pièces introduites à l'entrée de 'la chaîne, qu'on appellera ici les pièces primaires, sont pourvues d'un dispositif de programmation automatique, met- tant en oeuvre des moyens tels que des cartes perforées, des rubans magnétiques etc. Il est nécessaire toutefois de régler ce dispositif à la main pour faire exécuter un programme déterminé.
Ce système de programmation est saitsfaisant dans les fabrications en grande série, par exemple dans l'industrie de l'automobile, dans celle des produits alimentaires etc. Dans d'autres industries cependant, la diversité des programmes est telle que les manoeuvres de changement de programme prennent de l'importance dans la fabrication. Comme le dispositif de programmation commande l'ensemble d'une chaîne automatique, il faut attendre que la chaîne se vide des pièces en cours avant de changer de programme et d'y introduire des pièces desti- nées à une autre espèce de fabrication. Cela crée des pertes de temps importan- tes lorsque les séries ne sont pas longues relativement à la durée de la fabrica- tion, c'est-à-dire du parcours de chaque pièce à travers la chaîne dont il est question.
Autrement, il faudrait surveiller le passage des pièces d'une machine à l'autre pour modifier séparément le programme de chaque machine quand une autre espèce de pièce y arrive, mais cela aurait pour résultat de remplacer la chaîne d'ensemble désirée par plusieurs machines ou chaînes réduites séparées, chacune avec son dispositif de programmation.
Le problème des changements de programme pour la fabrication de sé- ries relativement courtes se pose notamment dans l'industrie des équipements électroniques, où les efforts pour installer une fabrication automatique sont contrecarrés par la diversité croissante des équipements demandés par les utili- sateurs. C'est le cas, par exemple, des "circuits imprimés", qui se prêtent bien à la fabrication automatique, sauf pour leur diversité. Le même problème se po- se dans beaucoup d'autres cas et d'autres industries.
Un objet de cette invention est d'offrir=un système de programmation automatique qui permet d'éviter les interventions pour faire exécuter des pro- grammes différents. Un autre objet est d'offrir un système de programmation qui permet aux machines successives d'une chaîne d'ensemble automatique d'exécuter des programmes différents. Un autre objet est d'offrir un système de programma- tion qui permet d'introduire dans une chaîne de fabrication des pièces d'espèces différentes sans attendre que la chaîne se soit vidée de l'espèce en cours de fa- brication (on entend par "pièces d'espèces différentes", des pièces destinées à des fabrications d'espèces différentes, qu'elles soient elles-mêmes différentes ou non).
Un autre objet est d'offrir de nouveaux moyens de commande pour la pro- grammation automatique, et un produit industriel nouveau pour les fabrications automatiques.
Suivant une caractéristique de l'invention, les pièces primaires in- troduites dans une machine automatique pourvue d'un dispositif de programmation portent des marques de programme, et,un dispositif d'exploration de marques est associé à la machine pour commander le programme à exécuter sur les pièces d'après les marques qu'elles portent.
Suivant une autre caractéristique, concernant les machines dont le
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dispositif de programmation contient un certain nombre de programmes prédétermi- nés, les pièces primaires portent des marques de code de programme, et un dispo- sitif d'exploration et de décodage des marques est associé à la machine pour la sélection d'un programme à exécuter sur les pièces d'après les marques de code qu'elles portent.
Suivant une autre caractéristique de cette invention, concernant une chaîne comprenant une succession de machines commandées par un dispositif de pro- grammation automatique, les pièces primaires portent des marques de programme concernant chaque machine, et un dispositif d'exploration de marques est associé à chaque machine pour y commander le programme à exécuter sur les pièces d'après les marques qu'elles portent, de façon que les machines successives de la chaîne puissent travailler automatiquement des pièces d'espèces différentes à mesure que de telles pièces parcourent la chaîne.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les marques portées par les pièces constituent d'une part un marquage complet, qui est complètement exploré à'l'entrée de la chaîne pour déterminer un programme complet dans le dis- positif de programmation de la chaîne, et d'autre part des marquages partiels, qui sont explorés à l'entrée de chaque machine de la chaîne pour déterminer un programme partiel d'après le marquage partiel et le programme complet précédem- ment déterminé.
Suivant une autre caractéristique, l'invention offre un produit in- dustriel nouveau, constitué par des pièces à introduire dans une machine de fa- brication automatique, qui portent des marques propres à déterminer automatique- ment les programmes des opérations qui doivent être exécutées sur elles.
Lorsque la fabrication comprend des opérations de montage ou d'assem- blage qui mettent en jeu un certain nombre de pièces, par exemple un support et des organes à monter sur ce support, les pièces primaires dont il est question ici sont en général celles que l'on introduit normalement à l'entrée de la chaîne en tant que pièces de base de la fabrication. Toutefois, pour l'application de l'invention, on peut introduire d'abord, en tant que pièces primaires, d'autres pièces, qui se prêteraient le mieux au marquage dont il est question, même si les premières opérations ne sont pas exécutées sur ces pièces, et lorsque des pièces primaires semblables sont destinées à des espèces de fabrications diffé- rentes, il est évident que ces pièces se distingueront par leurs marquages dif- férents.
Le cas échéant, on peut marquer et explorer aussi d'autres pièces, in- troduites en un point ultérieur de la chaîne.
D'autres caractéristiques et avantages de cette invention apparaîtron dans la description d'exemples de réalisation, qui sera faite ci-après avec réfé- rence aux dessins joints, dans lesquels :
La figure 1 représente une pièce marquée conformément à l'invention ;
La figure 2 représente une chaîne de machines automatiques dont les dispositifs de programmation sont commandés par le marquage complet de la pièce ;
La figure 3 représente une autre pièce marquée conformément à l'in- vention, portant son marquage initial complet et son marquage réduit ;
La figure 4 représente une chaîne automatique dont les programmes partiels sont déterminés par le marquage réduit par coopération avec un disposi- tif de programmation traducteur de marquage ;
La figure 5 représente un indicateur de présence d'une pièce dans la chaîne ;
La figure 6 représente un indicateur de présence d'une série dans la chaîne ; et
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La figure 7 représente une autre pièce marquée conformément à l'in- vention.
En se référant à la Fig. 1, on va décrire un exemple de réalisation de l'invention dans le cas d'un marquage de pièce qui se suffit à lui-même et peut être exploré indépendamment par les dispositifs de programmation de plusieurs machines ou chaînes partielles dont la suite constitue une chaîne d'ensemble du fait du marquage de la pièce qui parcourt cette'suite. On supposera, d'une ma- nière concrète, qu'il s'agit de fabriquer une bobine de relais, ou même un relais complet.
On prend comme pièce primaire une joue de la bobine du relais. La joue de bobine est en général pareille à elle-même pour toutes les espèces de re- lais d'un type adopté par le constructeur. Toutefois, en vue de la fabrication des différentes espèces possibles, des séries de joues porteront des marquages différents, sous forme d'encoches convenablement placées sur son bord. L'opéra- tion d'encochage est effectuée simultanément avec une autre opération, telle que le marquage d'identification usuel (en chiffres et lettres par exemple).
Le mar- quage de chaque espèce indique l'espèce d'opération ou de fourniture qui doit être exécutée'ou apportée dans chaque partie indépendante de la chaîne : nombre des enroulements, sorte de fil et nombre-de spires de chacun, isolant, sorties etc. pour la bobine elle-même ; nombre et variété de contacts, essais avec condi- tions de fonctionnement ou de non-fonctionnement etc. pour le relais complet.
En se référant à la Fig. 2, la chaîne d'ensemble comprend une chaîne partielle de machines, 1, 2, 3 (cette dernière avec des magasins de fournitures 4, 5, 6, par exemple des bobines de fil de différentes sortes), avec son disposi- tif de programmation 7; et des machines ¯8 et 10, avec leurs dispositifs de pro- grammation respectifs 9, 11, la dernière machine comprenant une sélection entre plusieurs sorties.
Des dispositifs d'exploration de marques 12, 13, 14, 15, 16 sont as- sociés, suivant l'invention, à chaque machine de la chaîne d'ensemble. Les piè- ces se présentent en A à l'entrée de la machine 1, pourvue du dispositif d'explo- ration 12. Ce dispositif lit la partie du marquage qui correspond aux machines 1, 2, 3 et transmet sa lecture au programmateur 7, qui commande la machine 1 pour exécuter un programme d'opérations correspondant. Lorsqu'une pièce se présente à la machine.¯2, l'explorateur 13 lit" la partie correspondante du marquage et en- voie sa lecture au programmateur 7, lequel commande la machine ¯2 pour exécuter un programme d'opérations correspondant.
Lorsque la pièce se présente à la machine 3, l'explorateur 14 fonctionne de même, et le programmateur 7 commande l'emploi d'un des magasins de fourniture, 5 par exemple, et les opérations exécutées.sur la machine 3.
La pièce se présente ensuite aux machines 8 et 10, qui sont des ma- chines indépendantes en soi. Leurs explorateurs 15 et 16 explorent les marquages partiels correspondants et les transmettent aux programmateurs respectifs 9, de ces machines, lesquels programmateurs commandent l'exécution d'opérations corres- pondantes sur leurs machines.
On comprend que les pièces d'espèces différentes peuvent se présenter aux machines successives de la chaîne d'ensemble dans un ordre et en quantité quelconque : chaque machine exécutera le programme d'opérations propre à l'espèce de.pièce qui se présente à elle, automatiquement et indépendamment des autres ma- chines de la chaîne.
Au lieu de déterminer directement le programme d'une machine, c'est- à-dire au lieu d'indiquer directement toutes les opérations que doit effectuer cette machine, le marquage peut désigner un N de programme, d'après lequel il est sélecté un programme plus ou moins compliqué, parmi plusieurs programmes pré-
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déterminés que peut commander le programmateur de la machine. Le détail de cha- que programme et son N sont déterminés d'avance par des réglages ou installation faites à la main.
On va décrire maintenant des arrangements plus compliqués, qui peuven être utilisés lorsque la variété des espèces est trop grande pour qu'elles soient toutes désignées par des marquages différents portés par les pièces. C'est, par exemple, le cas des circuits imprimés fabriqués pour des appareils divers dont chacun emploie souvent un grand nombre de circuits imprimés différents.
En se référant à la Fig. 3 (a), on prend comme pièce primaire la pla- que métallisée portant le tracé d'un circuit donné. En même temps que le circuit le tracé comporte, sur un bord de la plaque, un marquage qui peut figurer, en sys. tème binaire, un très grand nombre de N différents, couvrant toutes les espèces fabriquées. Par exemple, le marquage se traduit par le N 640. 213.461 qui design' toutes les particularités du circuit : perçages, organes à monter, essais etc.
Hais on suppose que ce code complet ne pourra plus être lu commodément par les machines après la première, et qu'il devra être remplacé par un N plus simple, et sous une forme plus facile à lire. Il sera transformé par exemple en une peti- te combinaison de trous (Fig. 3 b).
On va décrire la chaîne automatique en se référant à la Fig. 4: Les pièces Fig.'3 (a) sont introduites en B dans une machine 21 qui dissout le métal non encré. C'est une machine "indifférente" en ce sens qu'elle traite indiffé- remment les pièces de toute espèce. Les pièces se présentent alors, dans un état où le code photographié est très lisible, à un dispositif d'exploration primaire 22, photoélectrique par exemple, qui lit le code et le transmet au dispositif de programmation unique 23 de la chaîne. Dans ce dispositif, le N complet représen- te un certain programme d'ensemble, avec toutes ses opérations successives, réglé ou installé au préalable à la main. Ce dispositif enregistre ce N d'espèce en même temps qu'un N d'ordre qu'il attribue à chaque pièce, ? 89 par exemple.
La première machine à programme, 24, est une perceuse, destinée, du point de vue de la fabrication, à percer dans la plaque les trous de connexion aux places indi- quées par le programme. Pour l'application de l'invention, cette machine perce aussi un certain nombre de trous (Fig. 3 b) qui représentent le N 89 en code bi- naire. On remarquera que c'est une caractéristique de l'invention de marquer le code, autant que possible, par des opérations de fabrication, de manière à éviter l'addition de machines de marquage spéciales.
On suppose que la machine suivante 25 est encore une machine indiffé- rente, par exemple une machine de désencrage, rinçage et séchage des plaques. La machine suivante 26, telle qu'une machine à monter des organes électriques sur la plaque, est au contraire essentiellement une machine à programme. Elle est pré- cédée d'un explorateur 27 qui lit le N 89 et l'envoie au programmateur 23. Le programmateur trouve sous ce N le code complet N 640.213.461 et renvoie à la ma- chine 26 le programme qu'elle doit exécuter, c'est-à-dire la désignation des orga- nes à fournir et la place de ces organes sur la plaque. En se référant à la tech- nique des circuits imprimés, on comprend que la plaque passe ensuite dans une ma- chine à souder au tremper, qui est encore une machine indifférente et qui n'est pas représentée sur le dessin.
On suppose, au contraire, que les opérations de la machine 26 comprennent une sélection entre plusieurs sorties, la pièce pouvant être traitée ensuite dans des machines différentes, 28 ou 29, suivant l'espèce.
Ces machines sont précédées de dispositifs d'exploration 30, 31, qui fonctionnent comme le dispositif 27 de la machine 26,
Aux sorties de la chaîne automatique (qui a deux sorties sur le des- sin), on place deux derniers dispositifs d'exploration 32, 33, qui envoient une dernière fois le N de la pièce au dispositif primaire 23. Dans ce dispositif, l'enregistrement "640.213.461 = 89" est alors effacé, et le N d'ordre 89 est libÉ ré et pourra être affecté à une autre pièce. On comprend que le nombre de ces N
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d'ordre, et des enregistrements de code complets correspondants, présente une marge suffisante sur le nombre de pièces qui peuvent se trouver en même temps dans les machines de la chaîne.
Par exemple, si chaque machine à programme peut contenir une pièce, et chaque machine indifférente, une dizaine de pièces, avec quelques pièces entre les machines, la chaîne représentée pourra contenir une cinquantaine de pièces, et 100 N d'ordre suffiront dans ce cas.
Il est possible cependant que des pièces soient définitivement reti- rées de la chaîne avant de parvenir aux derniers explorateurs 32 ou 33. A cet effet, on prévoit dans le dispositif de programmation primaire un indicateur re- présenté sur la Fig. 5, avec, pour chaque ? d'ordre, un voyant "libre" (blanc) ou "occupé (damier) et un bouton d'effacement B. Lorsqu'une pièce portant un N d'ordre, "90" par exemple, est retirée de la chaîne, on appuie sur le bouton ce N , qui efface l'enregistrement correspondant et libère ce N d'ordre.
Cet arrangement convient plutôt à des chaînes de contenance relative- ment faible, et à une fabrication très diverse. Lorsque la chaîne a une conte- nance relativement grande et que la fabrication s'applique à des séries relative- ment grandes, on peut employer un autre arrangement, avec un indicateur comme ce- lui qui est représenté sur la Fig. 6. Le dispositif de programmation primaire affecte alors au code complet de la pièce primaire un N de série au lieu d'un N d'ordre, et chaque machine traite toutes les pièces portant le même marquage de ? de série suivant le même programme.
Là encore, le nombre possible des N de série est prévu largement, de façon que la fabrication d'une série soit sûre- ment terminée lorsqu'on efface la correspondance entre le code d'espèce complet d'une série terminée pour libérer ce N de série et l'attribuer ensuite à une sé- rie d'une autre espèce. Un indicateur à effacement manuel comme celui de la Fig. 5 peut être suffisant, tandis que l'indicateur de la Fig. 6 correspond à un effacement automatique. Dans cet arrangement automatique, le dispositif de pro- grammation 23 compte les pièces de même N de série qui entrent dans la chaîne et qui en sortent (E et S, Fig. 6).
Lorsque l'introduction d'une série est ter- minée et que le nombre des pièces sorties dans cette- série atteint enfin le nom- 'bre des pièces introduites, l'enregistrement, par exemple "396.088 = 27", est ef- facé, et le N de série "27" est libéré. Dans le cas où l'on retire définitive- ment de la chaîne un certain nombre de pièces d'une série, par exemple 2 pièces de la série "27", un bouton permet de commander à la main l'effacement de l'enre- gistrement "396.088 = 27" lorsque le total des pièces comptées à la sortie et des pièces retirées atteint le nombre des pièces introduites, par exemple 972 + 2 = 974; ou bien, ce bouton permettra, en appuyant sur lui une fois pour chaque pièce retirée, d'avancer le compteur de sortie d'autant d'unités pour pro- voquer l'effacement automatique à l'égalité des deux compteurs.
On comprendra que bien d'autres arrangements sont encore possibles dans le cadre de l'invention.
En revenant au cas des circuits imprimés, il est clair aussi que le marquage peut y être prévu de diverses façons. Par exemple, en se référant à la Fig. 7, on peut y former une bande à crans qui sera explorée au moyen de deux ba- lais. Un tel moyen de marquage sera permanent et pourra être employé aussi de la manière décrite eu regard de la Fig. 2, comme les encoches de la joue de bobi- ne Fig. 1.
Bien que l'invention ait été décrite en détail en relation avec des exemples de réalisation particuliers, il est clair qu'elle n'y est pas limitée mais qu'au contraire, elle est susceptible de variantes ou modifications sans sortir de son domaine.