FR2531651A1 - - Google Patents

Abstract

UNE INSTALLATION D'USINAGE EN CINEMATIQUE CONTINUE COMPORTE UN MODULE ALIMENTEUR MA, AU MOINS UN MODULE DE TRAVAIL MT AVEC UN BARILLET DE TRAVAIL MT14 A DIX POSTES, ET AU MOINS UN MODULE DE CONTROLE AVEC UN BARILLET DE CONTROLE MC12 A HUIT POSTES. LES INFORMATIONS DE MESURES, DONNEES PAR LE MODULE DE CONTROLE, SONT REPEREES MODULO 10 ET MODULO 8, ET UTILISEES EN TEMPS REEL POUR LA SURVEILLANCE DE LA MACHINE.

Description

-1

L'invention concerne les installations d'usi-

nage en cinématique continue; elle s'applique en par-

ticulier, mais non exclusivement, aux chaînes de fabri-

cation de munitions d'armes légères.

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 tra-

vail 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'avan-

tage essentiel de la cinématique continue est d'accroî-

tre 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.

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.

L'installation en question comporte g 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, -30 au moins un module de travail, apte à définir une cinématique continue des pièces entre une roue

alvéolée amont, coopérant avec la roue alvéolée débi-

trice, 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 -2- 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'usi-

nage 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. 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).

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 dis-

positif logique d'exploitation, en interaction avec les modules d'alimentation, de travail, et de contrôle, pour

surveiller l'ensemble de l'installation.

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 -3connectée 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 effec-

tuées, ce qui permet d'établir en temps réel et d'une

manière simple une statistique de production.

Dans ce qui précède, on a considéré une ins-

tallation 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 travail et/ou un ou plusieurs modules de contrôle combinés

dans l'ordre convenable.

Dans ces conditions, et selon un autre aspect -de l'invention, différentes unités de second niveau

associées à différents tronçons (indice i) de cinéma-

tique continue sont reliées à une même unité logique de troisième niveau, qui en reçoit au moins les données -4- "produit' et est agencée pour les stocker, ainsi que pour: compter (Q Ei) le nombre de données produit reçues, qui correspond au nombre de position dont a avancé la cinématique continue, compter (Q Fi) le nombre de produits sortis de l'ali- menteur, compter (Q Di) le nombre de produits alimentés à l'endroit,

compter (Q Si) le nombre de produits bons sortis nor-

malement de la machine, et compter (QR ijk) le nombre total de rejets sur le tronçon i, sur le poste j pour le motif k,

et pour déterminer des rendements correspondants.

De préférence, l'unité de troisième niveau compte en outre: le nombre total (QM) de rejets sur module de contrôle, le nombre (Q Li) d'échantillons prélevés, les nombres (Q Vi) et (Q Ai) de produits prélevés et ajoutés respectivement au stock aval, et

le nombre (Q Ii) de pièces d'un stock aval ou inter-

médiaire entre deux tronçons.

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 distinc-

tion de poste pour chaque mesure, une moyenne arith-

métique, et un écart-type arithmétique.

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.

Selon d'autres caractéristiques additionnelles de l'invention: -5- 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.

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, respec-

tivement 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 mon-

trant la captation des informations de mesure, et la première étape de leur traitement;

la figure 8 est un schéma électrique plus général-mon-

trant le rassemblement des informations de mesure captées dans le dispositif d'acquisition 800 de la figure 5; -6- la figure 9 est le schéma partiellement détaillé de

l'unité centrale d'étalonnage et du pupitre d'étalon-

nage notés respectivement 900 et 950 sur la figure 5

la figure 10 est le schéma de la face avant du pupi-

tre 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 ni-

veau II de mise en forme des informations et le niveau III o les

informations sont centralisées.

Comme précédemment indiqué, la présente inven-

tion concerne des installations d'usinage en cinématique continue, et plus particulièrement les chaînes de

fabrication de munitions d'armes légères.

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 des-

criptions antérieures pourront permettre de mieux

comprendre certains des éléments de la présente des-

cription détaillée.

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 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 MA 10 un stock de pièces à usiner, et à les placer en -7- position prédéterminée sur une roue alvéolée débitrice

MA 13 Entre le bac MAJO et la roue MA 13 peuvent inter-

venir d'autres roues de transfert telles que MA 11, ou

chargées d'une opérationparticulière telle que MA 12.

La roue MA 12 servira par exemple à la fonction de véri- fication 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 MT 11, coopérant avec la roue alvéo-

lée débitrice MA 13, et une roue alvéolée aval MT 16 Au moins un barillet de travail MT 14 est prévu entre les roues alvéolées amont MT 11 et aval MT 16 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'au-

tres roues telles que MT 12, MT 13 et MT 15 sont utilisées dans le module de travail pour assurer le transfert des

pièces entre son entrée et sa sortie On notera égale-

ment 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 o les roues MT 12 et MT 13 sont placées

à un niveau plus élevé que les roues MT 15 et MT 16.

Enfin, les figures 1 et 2 montrent unmodule de contrôle, qui est lui aussi apte à définir une cinématique continue des pièces entre une roue alvéolée d'entrée MC 11 et une roue alvéolée de sortie MC 14 La roue MC 11 coopère avec la roue alvéolée aval MT 16 du module de travail Et au moins un barillet de contrôle MC 12 est prévu entre les

roues alvéolées d'entrée MC 11 et de sortie MC 14, pour per-

mettre 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 MC 12 qui pos-

sède huit postes coopère avec un organe de mesure MC 13 -

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-8- 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 MC 15, MC 16 et MC 17, qui sont placées entre la roue alvéolée de sortie MC 14 et la roue alvéolée

d'entrée MC 11.

Dans ce qui précède, on a ajouté des qualifica-

tifs 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.

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.

Au passage, on notera que le dispositif décrit

particulièrement dans le fascicule 2 379 335 permet l'éjec-

tion commandée de pièces Cela est intéressant en particu-

lier pour la mise en oeuvre de l'invention, comme on le

verra plus loin, de façon à créer des manques dans la suc-

cession de pièces relatives à la cinématique continue Une

autre manière de créer des manques est décrite dans la publication 2 459 196.

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, sim-

ple, facilitant la description, et cette machine pourra

être par exemple celle de la publication 2 333 412.

Description particulière du module de contrôle

Pour ce qui est du module de contrôle, la figure 3 en illustre schématiquement la structure à plus grande -9- échelle On retrouve la roue alvéolde d'entrée MC 11, suivie du barillet de contrôle MC 12 coopérant avec le

dispositif capteur MC 13, puis de la roue alvéolée de sor-

tie MC 14 La roue MC 11 va donc prendre des pièces d'un mo-

dule précédent qui est normalement un module de travail. Ces pièces vont transiter par le barillet de contrôle o

elles sont vérifiées en particulier au niveau du disposi-

tif capteur MC 13 Enfin, lesdites pièces sont reprises par la roue alvéolde de sortie qui va soit les transférer * un module suivant (module de travail ou de contrôle), soit les entreposer dans un dispositif de stockage On notera que la roue MC 14 comporte encore une position de rejet normal

MC 141, position qui est précédée d'un poste de rejet spé-

cial MC 142, et suivie d'un test de présence normale MC 140, 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 citÉ En amont de ces dispositifs MC 140 à ';C 142, les emplacements de la roue alvéolée de sortie ?;C 14 vont venir en coopération avec une roue de transfert EC 15, suivie d'une autre roue alvéolée de transfert i C 16, et d'une troisième roue alvéolée de transfert lI:C 17, oui est alors ante à ramener les rièces sur la

roue alvéolée d'entrée ECII.

Ainsi, dans le module de contrôle se trouve défini un dispositif de recyclage à roues alvéolées 1:C 15 à 1 "C 17, aptes a renvoyer sur conmmande les pièces de la roue alvéolée de sortie IlC 14 à la roue alvéolée d'entrée Ii C 11 Pour réaliser effectivement le recyclage, il suffira de déplacer des aiguillages prévus entre

les roues ?lC 15 et 1 i C 13 et les roues 'C 011 et i C 144.

Enfin, on notera cue la roue alvéolée d'entrée HIC 1 possède un emplacement d'insertion d'étalons noté 1 ?C 110 L'insertion d'étalons peut se faire par exemple -10-

à l'aide d'une cheminée, placée tangentiellement au-dessus de la trajec-

toire des alvéoles, et permettant de relâcher une pièce

étalon de façon qu'elle vienne s'insérer dans l'alvéole.

Disrositif de mesure On se référera mp-intenant à la figure 4 qui décrit d'une manière plus particulière la façon dont est effectuée la mesure au niveau du barillet de contrôle MC 12, dont seul un poste se trouve représenté ici Le poste en question est placé en regard du dispositif

capteur noté généralement 1 C 15 sur la figure 4.

Donc, le poste en question du barillet M 012 cornorte un bâti-support en fonte, en deux pièces 1205

et 1210, reposant sur le corps de barillet, qui appa-

raît en partie basse La pièce 1205 est munie d'un alé-

sage traversant vertical, à travers lequel coulisse un manchon cylindrique à décrochement 1204 Le manchon est muni d'une tête d'extr 6 mité 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 1205 La pièce coulissante 1204 se re-

trouve 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 tit 2 e 1208 vient à nouveau s'articu-

ler 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 repré-

(c sentée, 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 MOC 13).

_ 11 _

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.

De manière fixe par rapport au module de con-

trôle, l'organe de mesure Il C 13 comporte un bâti 1303,

dont la partie supérieure 1502 vient supporter un dis-

positif de mesure 1301 comportant une cage cylindrique 1 C 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

1503 ( 5 au reste de la structure.

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 11 C 12, que l'on suppose à son tour 2 C demeurer en position verticale stable par rapport au

corps;C 13, en dépit de sa rotation.

ans un mode de réalisation préférentiel, le capteur 13 C O est une sonde à courant de Foucault, telle oue la sonde commercialisée par la société VIBR 0-HETER sous la désignation VIBRLX TC 1 C 2 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 IQ 5603.

De cette manière, la sonde 1300 va mesurer sa

350 distance à l'égard de la cible 1225.

Il reste un problème majeur, à savoir tenir

compte d'une part des possibilités de composantes verti-

cales existant dans le mouvement de rotation du barillet MC 12, ainsi que de ses variations, et d'autre part des

7; 5 fluctuations qui peuvent résulter dans l'indication me-

-12- surée en fonction de la température notamment, et

d'autres paramètres qui peuvent intervenir.

Pour cela, la présente invention prévoit une

combinaison de moyens dont certains ont déjà été décrits.

En outre, on prévoit sur le barillet de con- trôle 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.

Interviennent aussi les moyens logiques de commande notés généralement 500 et 600 sur la figure 5,

avec leurs compléments 800, 900 et 950.

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 tra-

vail placés en amont du module de contrôle MC.

Fonctionnement général 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.

Le reste des opérations intéresse essentielle-

ment 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 (opéra-

tion manuelle ou automatique).

Après cela, à l'aide de l'organe capteur 1300 de la figure 4, on acquiert les mesures maximale et -13- minimale relatives à ces étalons pour dëfinir 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.

Tout cela s'effectue dans une phase d'étalon-

nage de l'installation d'usinage.

Par la suite, en phase de production, on com-

mandera 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 MC 141 de la figure 3.

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 MC 12, 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 pou-

vaient 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 disposi-

tif du type décrit à propos de la figure 4, et comportant

un intermédiaire de mesure tel qu'une cible 1225.

Dans ce cas, il est souhaitable d'utiliser un

dispositif de recyclage comme décrit à propos de la fi-

gure 3, en prévoyant que le nombre de postes du barillet

de contr 6 le M C 12 et le nombre de pas du dispositif de re-

cyclage constitué par les roues MC 15 à MC 17 soient pre-

miers entre eux Par exemple, le barillet de contrôle MC 12 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 alvéo-

lées de sortie et d'entrée qui intervient dans le dis-

-14- positif de recyclage, ainsi que de la distance au niveau

du barillet de contrôle entre l'emplacement d'introduc-

tion des pièces et l'emplacement de leur retrait Tout ceci intervient en effet dans la définition de la "boucle de recyclage". 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 minimalerelatives aux déux étalons pour définir des valeurs ce rejet pour cha que 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 MC 142.

b) Par la suite, en production le système électronique

commande au niveau de la roue alvéolée de sortie 1 '6-

jection au rebut des pièces dont la mesure n'est pas comprise entre lesdites valeurs de rejet maximale et minimale qui correspondent au poste de contrôle par

lequel est passée chaque pièce.

On prévoit de préférence une pluralité de paires -15- d'étalons qui sont respectivement maximal et minimal

dans chaque paire, de façon qu'une paire d'étalons cor-

responde par exemple à-une grandeur à mesurer.

Eléments électroniques Description détaillée

On décrira maintenant plus en détail le système électronique, dont la structure générale est donnée sur

la figure 5.

Ce système comporte tout d'abord un système lo-

gique 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 géné-

rale du dispositif 500 à l'intérieur du cadre en trait tireté).

Ce dispositif comporte tout d'abord un bloc co-

deur numérique ou "encodeur" relié à un ou plusieurs co-

cẻurs 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 Vins- tallation, de façon que l'électronique puisse à tout mo-

ment déterminer la position des pièces dans la cinémati-

que continue.

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 baril-

let, en marche avant La troisième fait de même, mais en

*marche arrière.

A côté de cela, à chacun des modules de l'ins-

tallation 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'acquisi-

tion d'étalonnage et de mesures est réalisé par un bloc -16- 600, en interaction avec le module de contrôle Le bloc

600 rend compte des opérations qu'il effectue, directe-

ment au bloc logique de Niveau I 513 se trouvant préci-

sément associé au module de contrôle.

Les différents blocs 510 à 513 sont en inter-

action par des liaisons parallèles à 8 bits avec un dis-

positif logique de second niveau (NIVEAU II) noté 520.

Celui-ci est de préférence associé par une liaison asyn-

chrone à un pupitre de commande générale 521 de l'instal-

lation, que l'on ne décrira pas plus en détail ici.

Enfin, le bloc logique 520 de Niveau Il 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'installa-

tion, qui effectue des opérations conjointes sur le même

produit A cet effet, il est relié à d'autres blocs logi-

ques 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 calibra-

ge, 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.

Si l'on revient maintenant à la figure 5, on

voit que le système logique d'exploitation noté alobale-

ment 500 va se trouver en liaison par l'intermédiaire de son élément de NIVEAU I 513 avec le bloc 600, illustré plus en détail sur la figure 6 Ce bloc 600 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 -17- sont également transmis par l'unité de Niveau O 600 à l'unité d'acquisition 800, qui reçoit par ailleurs des entrées analogiques de signaux de mesures (par exemple, entrées analogiques pour 5 capteurs donc au moins 5 grandeurs à mesurer, étant observé que le même capteur

peut effectuer successivenent des mesures de nature différente).

Enfin, l'unité de Niveau O 600 dialogue éga-

lement, toujours par des lignes asynchrones, avec une

unité d'étalonnage 900 qui est en propre chargée des opéra-

tions 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 : Descrintion détaillée de l'unité 600 (Xiveau 0)

La figure 6 fait apparaître la structure par-

ticuliere de l'unité de niveau O 600 Celle-ci comporte

un bus interne 601, sur lequel est connecté un proces-

seur de mesure 602, ainsi que des mémoires 605 et 604.

La mémoire 603 est une mémoire morte programmable ou p ROM, de capacité 8 kilooctets, par exemple, tandis que

la mémoire 604 est une mémoire-8 accès direct ou mé-

noire R Jl M, de capacité 4 kilooctets.

Le bus 601 est également connecté à l'inter-

face 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.

Un autre interface parallèle 609 est prévu, en option, pour 16 entréessorties disponibles à des

fins définissables par l'utilisateur.

En haut et à droite de la figure 6 S 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 -1 ú-

qui va vers l'unité d'acquisition de la figure 8 L'hor-

loge pour la ligne A est définie par le compteur-temps

605, qui reçoit les sicnaux de synchronisa-

tion provenant du dispositif encodeur 510 L'hor-

loge pour la ligne B est définie par le compteur-temps

606, oui n'est relié qu'8 l'interf;ce-série 607.

Il ressort de cette description que l'unité

de niveau O de la figure 6 est apte A recevoir toutes les informations brutes de nesure 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 oui s'y trouve associé Cette unité 600 de la fi-

gure 6 va donc se charger d'établir l'étalonnage, puis

ensuite d'en tenir compte sur les mesures réelles ef-

fectuées sur les produits en cours de fabrication.

Par l'interface parallèle 608, l'unité 600

de la figure 6 pourra enfin rendre compte de ses inter-

ventions à l'ensemble 500 de la figure 5 et de la fi-

gure 11, en même tenps que solliciter celui-ci pour rea-

liser l'éjection convenable des pièces en cours de fa-

brication qui ne seront pas conformes aux données d'é-

talornnage, à travers l'unité logique 513 de prerier ni-

veau, à laquelle se trouve directement relié le dispo-

sitif 600.

Unité d'acou Jisiion 80 C On se référera maintenant aux figures 7 et 8,

qui représentent l'acquisition des informations dispo-

nibles au niveau des capteurs -

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 anenée à travers une ré-

sistance 8310 sur l'entrée inverseuse de l'amnplifica-

teur différentiel 851 Cette entrée inverseuse est aussi reliée à la sortie à travers une résistance ajustable 8511. -19 L'erntre non- inverseuse du même amplificateur

831 est reliée d'une part à la masse à travers une ré-

sistarice ajustable 8312, et d'autre part à une résis-

tance 8315 oui va vers un inverseur 85314.

Lorsqu'une mesure inté(resse un seul Càpteur, l'inv Prseur 8314 est dans la position représentée, pour relier l'entre non-inverseuse de l'amplificateur 831

à la masse Lorsqu'au contraire une mesure fait inter-

venir deux capteurs, en mode différentiel, le capteur C second se trouve alors relié à l'entrée située en bas et à gauche de la figure 7, l'inverseur 8314 étant donc

dans l'autre position.

Dans les deux cas, on retrouve l'information

de mesure des capteurs en sortie de l'amplificateur 851.

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 in-

terne 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 paral-

lèles du convertisseur, pour les transmettre sur le bus interne de l'acquisition 801 (données de mesure brutes,

en unités internes).

Cette structure se trouve généralisée sur la fi-

gure 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 prisa par la potence associée à chaque

capteur (figure 4).

-20-

Pour les 5 capteurs, on retrouve donc 5 ampli-

ficateurs différentiels 831 à 835, suivis de 5 convertis-

seurs analogiques-numériques 821 à 825, puis de 5 inter-

faces parallèles 811 à 815, respectivement Tous les interfaces parallèles sont en communication avec le bus

interne d'acquisition 801.

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 p ROM de capacité 4 kilooctets, tandis que la mémoire 804 est une mémoire à

accès direct ou RAM de capacité 2 kilooctets Au bus inter-

ne d'acquisition des mesures 801 est également relié un

compteur de temps 806, qui reçoit les signaux de synchro-

nisation-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.

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

La figure 9 illustre les deux organes d'étalon-

nage constitués d'une unité centrale et d'un pupitre.

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 905 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.

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'ele

contient lorsque le dispositif et l'ensemble de l'instal-

lation ne sont pas en fonctionnement Cette mémoire RAM 905 est utile pour conserver, les données d'étalonnage -21- même lorsque l'installation d'usinage ne travaille pas, compte-tenu des moyens utilisés selon la présente invention.

Enfin, le bus interne 901 est relié (en par-

tie droite) à un compteur de temps 906, qui définit

des informations d'horloge pour interface série 907 le-

quel 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.

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'étalon-

nage; Avant d'e 7 xaminer-ces connexions, on décrira le

pupitre d'étalonnage en référence à la figure 10.

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'installa-

tion d'usinage (voir plus loin) Chaque bouton est as-

socié 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.

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.

L'ensemble des diodes d'affichage associées aux boutons, ainsi que d'autres diodes notées 991 à 994 sont gérée S à travers l'interface parallèle 953 de la

figure 9.

Enfin, le pupitre d'étalonnage comporte un

bloc d'affichage 995 pour les données de mesures affi-

chées, 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.

-22- Commandes du pupitre 950

Comme précédemment indiqué, deux modes opéra-

toires 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'étalonnaae est instantanément stoppé.

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).

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.

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".

TABLJEAU I

TOUCHESI CLE 0961 SUR "EN ETALLOUNAGE RCDUCTION

MODIFICATION V Ie UALIGATION VI St TALI&ATION 9,78 OUI en unités COTE POSTE NON internes arbitraire oui DERIVE MIN ET MAX 'NON NON oui 979 oui ETALONS EMBARQUES NON en unités internes oui

MIN ET MAX

REJETS MIN MAX OUI 1 (mmn) OUI lmmx) oui COTES ETALONS oui (mm) oui (MM) oui 9275 OUI-en nun ou CORRECTION POSTE unités internes NON OUI NOMIBRE DE PASSES OUI oui oui ____ ___ ___ ___ ___ __ ___ ___ ___ ___ ___ (non significatif) M w 3 %> Ur -24-

On décrira maintenant l'utilisation de di-

verses autres touches.

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 com-

mutateur n'a pas d'action, étant donné ou'il est couplé aux commandes de mise au point (non représentées, et

destinées à la maintenance).

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'ef-

facer 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 élec-

troniques, auquel cas la touche effacement n'agit plus.

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 ta-

bleau I ci-dessus.

Le commutateur 963 est associé aux touches 974 (COTE ETALOIN), 976 (LI,; ITE li AX/1 l IN), et 979 (ETALON

EN Bk R(;UE) et 977 (DERIVE).

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 SIGINE (-) du clavier

est à utiliser pour modifier les corrections.

-25- 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.

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 inter-

faces parallèles 504 A et 504 B (en plusg en option 507), qui vont, à travers un couplage à isolation optique, vers le module concerné En plus on prévoit un compteur-temps

506, et un interface parallèle tel que 508, en communica-

tion 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) o

La figure 13 illustre le schéma du NIVEAU II.

On y retrouve le bus 525 et pour mémoire,-des inter-

faces 524 A, 524 B 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 527 A et 527 B, ainsi que,de préférence, deux interfaces parallèles supplémentaires 526 A et 526 B.

Enfin, et surtout, le bus 527 est relié à tra-

vers 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

L'unité de NIVEAU III 530 se compose de préfé-

rence 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.

-26- Cela permet de gérer jusqu'à deux chalnes

modulaires composées chacune de dix modules.

Description sommaire du fonctionnement

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 0 " Enfin, les éléments 511 à 513 de

la figure 11 sont notés généralement "NIVEAU I".

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 repré-

sente 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.

En résumé, en phase étalonnage, les communi-

cations du Niveau 0 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 men-

tionnés ne sont pas encore connus.

En phase production, le Niveau 0 a essentiel-

lement pour fonction d'utiliser les signaux de synchro-

nisation, en particulier ceux qui proviennent de la carte encodeur 510 de la figure 11, pour affecter à chacune des 5 données en provenance de l'unité d'acquisition -27-

le numrro de poste sur lequel a eu lieu la me-

sure, et l'identité du produit concerné En ce qui con-

cerne les valeóurs de cibles fixes embarques, le Ni-

veau O realise par cible une moyenne glissante sur les 16 dernières valeurs (par exemple) Ce sont les 5 me- sures brutes et les moyennes glissantes non corrigées et en unité interne qui sont donc transmises à l'unité d'étalonnage. 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.

Lors de la phase de production, l'unité de

Niveau 9 connaît donc maintenant les valeurs converties.

en r icrons des mesures, et peut procéder au tri au mo-

yen des cotes de rejet en micron émises en fin d'éta-

lonnage ou en début de production La validité des cotes

est vérifiée par simple comparaison avec les deux va-

leurs limites Toutes ces données converties sont trans-

2 C férées en microns au lNiveau 1, affectées d'un indica-

teur donnant le résultat du contrôle des cotes, à sa-

voir B Ol E, au-delà du maximum, ou en degçà du minimum.

Bien que la décision de rejet d'une pièce en production puisse être exécutée dans le Niveau 0, 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

éléments de la machine à savoir pour le module de con-

trôle, aussi bien que pour le module de travail et le

module d'alimentation Dans ces conditions, les informa-

tions qui viennent d'être indiquées sont utilisées en

fait par l'unité de niveau I 513 pour déclencher l'é-

jection du produit si un rejet est nécessaire Cette éjection pourra par exemple se faire au niveau du poste

de rejet normal noté 10 C 141 sur la figure 3.

28-

L'homme de l'art comprendra maintenant nue 1.

dispositions prdcitdes permettent d'obtenir une section d'installation d'usinage capable d'effectuer à 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'étalon-

nage Une fois que celle-ci est effectuée, la production peut se dérouler normalement sans aucune intervention

humaine Les organigrammes précédemment décrits mon-

trent 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'étalon-

nage. Par ailleurs, et à titre complémentaire, les

dispositifs de la présente invention permettent un con-

trôle physique des pièces en production À cet effet, on peut vérifier en particulier le fonctionnement du module de contrôle, en introduisant une ou plusieurs pièces étalons au vol au niveau du poste MC 110 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 bou-

cle de recyclage, et pourront ressortir par le rejet

spécial IMC 142.

De même, il est possible de prélever au ni-

0 veau du même rejet spécial MC 142 des pièces en produc-

tion, dont on connaît les valeurs mesurées par la ma-

chine, valeurs que l'on peut contrôler par des mesures

* effectuées manuellement ou de toute autre manière.

-29- On s'intéressera maintenant à titre d'exemple au cas particulier de la fabrication de munitions qui

peut faire intervenir, dans-une même chaine de fabrica-

tion, les modules suivants, donnés en regard d'un numéro d'identification en hexadc Jmal: Désignation du module Numéro d'identification (Hexadécimal) Alimenteur Alimenteur godets Etirage 2 ème étirage Coupe intermédiaire Coupe finale Endentement Bourreletage Tournage Poinçonnage Rétreint I

Rétreint II.

Recuit Module de nettoyage Contrôle Il l Il l Il Contrôle d'aspect Chargement poudre/sertissage bal Amorçage Vernissage OD OB O 5 OA OC OE. 1 1 le 1 A l B l C -30- Les modules d'alimentation et d'usinage peuvent

créer des rejets de pièces par eux-mêmes (position in-

correcte de pièce, par exemple) Mais la plupart des rejets interviennent sur un module de contrôle, comme précédemment décrit.

Toutes les informations correspondantes pas-

sent par le ou les NIVEAUX II, o 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.

Comme le montre la figure 14, tout échange est constitué d'un ensemble de 3 blocs Préambule Octet 1 SYN ( 16 H) 2 Fonction 3-4 Réserve Longueur du bloc de données Données La longueur et la nature des données sont quelconques (définies par les octets 2 et du préambule). Postambule: Octet 1 Parité des données, calculée uniquement sur les octets de données au moyen d'un OU

exclusif entre tous les mul-

tiplets. Octet 2 ETX ( 03 H) Plusieurs types de données sont échangés de cette manière; le plus important (type dit NDE) concerne

-30 les données "produit".

En ce cas, l'octet de "Fonction" est 4, et le

sens de transmission va du Niveau II au Niveau III.

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.

-31 - Le bloc est constitué tinctes: une partie fixe, dont pas de la machine et une partie produit. Partie fixe:

de deux parties dis-

la structure ne dépend variable décrivant le O O CP MT

RN

RS IDK

IP

: La position sortante est garnie d'un produit.

: La position n'a jamais été occupée (pas d'alimentation). Le produit a été éjecté par une station de

rejet normale.

: La position a été vidée pour insertion d'éta-

lon ou pour échantillonnage.

:>Usage interne au Niveau II.

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 o a

eu lieu l'éjection (voir plus haut).

MOTIF DE REJET: Positionné par le fait ayant provoqué le rejet. C Pf J 3 f I Tj RS I_IC _i

H-OD 10 110 D 8

H 1 OD 8 TO

Station IDENT HMODULE Rejet

MOTIF DE REJET

g. -32 Le format du motif de rejet est le suivant: 0 o

Des exemples de code de rejet sont donnés ci-

Des exemples de code de rejet sont donnés ci-

Rejets généraux: 0 O O 0 00 0 00

O O O

0 00 0 00 0 00 Rejets pour

O O O X

0 1 1 X

contrôle

X -X X

X X X Douille à l'envers Douille de position indéterminée Douille trop courte Douille mal recuite Absence de matrice Défaut logement d'amorce Défaut gorge d'extraction Godet à l'envers X Douille min mesure X X Douille max mesure X (ou rejet pour les cotes non valorisées Rejets pour

1 O O X

0 1 O X,

1 1 'O coc

1 1 O O

échantillonnage

X X X X

XX X X X

le spécial

0 O O O

Echantillonnage sur douille mauvaise bonne spéciale quelconque Desexemples de plus haut par des X) sont 1 Longueur entre appuis 2 Diamètre collet 3 Longueur totale codes de mesures (identifiés

donnés ci-après.

4 Diamètre bourrelet Epaisseur bourrelet 6 Diamètre gorge après: -33- 7 Hauteur enclume 8 Profondeur logement amorce 9 Diamètre maximal logement amorce Forme totale 11 Contrôle trou d'évent 12 Contrôle d'aspect

13 Contrôle de structure interne du collet.

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).

Elle est constituée de la suite des cotes et

diagnostics effectués sur la machine.

La structure d'une donnée "cote" est la suivante: Mesure Etalon En l'absence de mesure En mode étalonnage R Max Min Mesure Etalon O R Max Min = 1 > R Max Min = O 1 1 0 1 : Indicateur cote bonne ou mauvaise Une cote

mauvaise a engendré un rejet.

: Cote supérieure au max permis.

: Cote inférieure au min. : 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.

: Donnée 13 bits concernant l'étalonnage du système de mesure La signification de la donnée dépend de la valeur de l'INDICATEUR R |flax |Ilin (MSB) |

4 (LSB)

INDICATEUR (MSB)

4 (LSB)

-34-

INîDICATEUR:

-0 Cote ciblefixe embarquée min / 1 Dérive cible fixe embarquée min 2 Pente, poids fort J + 19 3 Pente, poids faible A rel (A reu)/2) 4 Cote, cible fixe embarquée max Dérive cible fixe 6 Abscisse à l'origine partie haute B 7 Abscisse à l'origine partie basse B réel B reçu 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.

PARTIE

HAUTE

PARTIE

BASSE

FORMAT DES COEFFICIENTS A ET B

COEFFICIENT A

24 BITS SIGNIFICATIFS

(A réel = A reçu / 2 19)

T A C / / D 23 D 22 D 21

D 20 D 19 D 18 D 17 D 16 D 15 D 14 D 13

T A G D 12 D 11 D 10 D 9 D 8

D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 DO

-35- COEFFl Cl El 14 B

16 BITS SIGNIFICATIFS

PARTIE

HAUTE

PARTIE

BASSE complètes

NIVEAU II

Le NIVEAU III dispose sur les opérations de ainsi d'informations l'installation. D'autres échanges entre le NIVEAU III et le peuvent intervenir, en particulier: * provenant du NIVEAU II: évènement, 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 , suivant le cas;

demande d'arrêt de la machine.

On décrira maintenant l'utilisation statistique

des mesures.

T A G I / f I I

/ / / / / D 15 D 14 D 13

T A G D 12 Dll D 10 D 9 D 8 D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 Dl DI DO -36-

Toutes les données issues du Niveau 0 transi-

tent par le Niveau I vers le niveau II lequel les transmet au Niveau III pour réaliser des traitements statistiques. 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.

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.

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. A cet effet, le Niveau III effectue les comptages suivants

QE.i Nombre de positions vides ou pleines ayant dé-

-30 filé sur la machine Ce nombre est équivalent au nombre de N D E (fonction 4) car il y a toujours une communication N D E par position quel que soit son état: vide, indéterminé,

bon ou mauvais.

-37- QF:Nombre de produits effectivement sortis de l'alimenteur Dans ce nombre sont inclus les

produits alimentés à l'envers mais il n'y a.

plus les trous.

Nombre de N D E avec: MT = O ou MT = 1

et rejet pour inver-

sion à l'alimentation.

QD: Nombre de produits effectivement entrés dans la machine Ce sont tous' les produits alimentés

à l'endroit.

Nombre de N D E avec MT = O Q Si: Nombre de produits effectivement sortis de la

machine Ce sont tous les produits bons.

Nombre de N D E avec CP = 1 Q Rijk Nombre total de rejets sur tronçon i ijk sur poste j pour motif k Ce nombre comprend tous les rejets possibles sauf les échantillonnages Il est défini par le Nombre de N D Eo avec RN = 1 ou RS = 1

et motif insertion.

QR = jk Q Ri > Total des rejets sur i jk ijk

le tronçon i.

Q Mi:Nombre total de rejets sur modules de contrôle.

Q Mi = j Q Rijk (pour k défaut sur contrô-

jk i jk(pu

les seuls).

Ce sont tous les N Do E o RN = 1 et Motif rejet pour douille max ou douille min.

Q Li Nombre d'échantillons prélevés.

Ce sont tous les N Do E avec

RS = 1

et " Code du motif échantillonnage. o -38- Q Vi: Nombre de produits prélevés au stock aval par

dialogue sur con-

Q Ai: Nombre de produits ajoutés sole machine.

Q Ii: Stock aval ou intermédiaire (entre 2 tronçons).

Se déduit par l'égalité: Q Ii = Q Si + Q Ai Q Vi Q Di+ 1 Le Niveau III calcule alors les rendements suivants: RA: Rendement d'alimentation Q Fi/Q Ei x 100 RG: Rendement global Q Si/Q Ei x 100 RUi i RU: Rendement d'usinage Q Si/Q Di x 100 Qi/Qi xi O R Ri: Taux de rejets Q Mi/Q Di x 100 Qi/Qi i O 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

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 tra-

vail et de contrôle, valeurs des cotes mesurées que le produit soit bon ou non et dans ce dernier cas, le motif

du rejet.

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 1 'écart type filtrés le calcul de la moyenne et de l'écart type arithmétiques

la mise à jour des compteurs de produits.

-39- Les moyennes et écarts types arithmétiques sont calculés pour chaque cote, tous postes confondus, pour

caractériser complètement un lot de pièces.

Les calculs sont les suivants:

N

Moyenne arithmétique: I M Xi X = échantillons N i= 1 ' Ecart type arithmétique i=)

N

Par contre, les moyennes et écarts types filtrés

sont évalués poste par poste pour chaque cote L'applica-

tion du filtrage a pour avantage de faire intervenir le

temps dans les calculs de telle façon que chaque échan-

tillon 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.

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 déclen-

cher les sécurités au plus t 6 t.

Les calculs sont les suivants: Moyenne filtrée: Mfi = Xi + ( 1-0) Mfi 1

o X = échantillon -

À = coefficient de filtrage

compris entre O et 1.

Mf = Moyenne filtrée précédente.

Ecart type filtré * fi =V M 2 f (Mfi) 2

o Mfi = Moyenne filtrée de coef-

i ficient i M 2 fi = Moyenne filtrée des carrées i des échantillons et de coefficient

M 2 fi = (Xi) +(î_) M 2 fil -

-40- Dans le cas o la position sortant de la machine

est vide, le bloc de données reçu par le Niveau III con-

tient 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.

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 indi-

viduelle de chaque outillage et poste de contrôle.

rejets consécutifs: permet une détection rapide d'inci-

dent 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.

Par la surveillance des rejets consécutifs, un

défaut brutal sur un poste peut être détecté très rapide-

ment (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.

Par ailleurs, un pourcentage maximum de rejets est admis pour chaque type de défaut Les pourcentages

limites acceptables sont définis par l'utilisateur.

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 utili-

sées par les modules de contrôle Il est ainsi possible au système d'intervenir et de prévoir une intervention

de l'opérateur.

-41- 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.

On voit ainsi que les choix des nombres de

postes des modules de travail et de contrôle, en combi-

naison 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. 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.

-42-

Claims (1)

REVENDICATIONS 1 Installation d'usinage en cinématique continue, du type comportant: un module alimenteur -(MA) apte à recevoir dans un bac un stock de pièces à usiner, et à les placer en posi- tion prédéterminée sur une roue alvéolée débitrice, au moins un module de travail (MT), apte à définir une cinématique continue des pièces entre une roue alvéolée amont, coopérant avec la roue alvéolée débi- trice, *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 effec- tuer au moins une opération d'usinage sur les pièces tandis qu'elles transitent par lui, au moins un module de contrôle (MC) apte également à définir une cinématique continue des pièces entre une roue alvéolée d'entrée, coopérant avec la roue alvéolée aval du module de travail, 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 ( 500) aptes à super- viser 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, caractériséapar le fait que 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, par le fait que les moyens logiques de commande ( 500, 600) comprennent un dispositif logique de base ( 600) aptes aux fonctions d'acquisition -43des-mesures, d'étalonnage et de correction des mesures en fonction de l'étalonnage, en interaction avec le mo- dule de contrôle (MC), ainsi qu'un dispositif logique d'exploitation ( 500), en interaction avec les modules d'alimentation (MA), de travail (MT) , et de contrôle (MC), pour surveiller l'ensemble de l'installation, par le fait que le dispositif logique d'exploitation comprend un dispositif logique de premier niveau, qui comporte une unité logique ( 511 à 513) pour chacun-des modules, l'unité logique ( 513) associée au module de contrôle (MC) étant connectée au dispositif logique de base ( 600), tout en étant agencée pour commander l'éjection au rebut des pièces dont la mesure n'est pas comprise entre les- dites mesures maximale et-minimale, par le fait que le dispositif logique d'exploitation ( 500) comporte une unité logique de second niveau ( 520), interconnectée aux unités logiques de premier niveau ( 511 à 513), ainsi qu'à un pupitre de commande générale ( 521), par le fait que 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 effec- tuées, ce qui permet d'établir en temps réel et d'une- manière simple une statistique de production. 2 Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que différentes unités de second * 30 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 lesidonnées produit, et est agencée pour les stocker, ainsi que pour compter (QE) le nombre de données produit reçues, qui correspond au nombre de position dont a avancé la ciné- matique continue, -44- compter (Q Fi) le nombre de produits sortis de l'ali- menteur, compter (Q Di) le nombre de produits alimentés à l'en- droit, compter (Q Si) le nombre de produits bons sortis norma- lement de la machine, et compter (QR ijk) le nombre total de rejets sur le tronçon i, sur le poste j pour le motif k. et pour déterminer des rendements correspondants. 3 Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'unité de troisième niveau compte en outre le nombre total (Q Mi) de rejets sur module de contrôle, le nombre (Q Li) d'échantillons prélevés, les nombres (QV) et t Q Ai) de produits prélevés et ajoutés respectivement au stock aval, et le nombre (Q Ii) de pièces d'un stock aval ou inter- médiaire entre deux tronçons. 4 Installation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée-par le fait que 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 dis- tinction de poste pour chaque mesure, une moyenne arith- métique, et un écart-type arithmétique. Installation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que l'unité de troisième niveau conservera en accès rapide un nombre choisi des dernières valeurs de mesure pour chaque poste au choix - 6 Installation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que l'unité logique de troisième niveau surveille les suites de rejets sur chaque poste et leur arrivée à un hombre préétabli de rejets consécutifs. -45- 7 Installation selon l'une des revendications caractérisée par le fait que l'unité logique de troisième niveau surveille les pourcentages de rejets pour chaque type de défaut et les compare à des limites préétablies. 8 Installation selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée par le fait que l'unité de troisième niveau compare les valeurs de mesure à des valeurs limites comprises entre les valeurs de rejet, ce qui permet une surveillance de-l'usure des outils. 9 Installation selon l'une des revendications

1 à 8, caractérisée par le fait que p = 10 et q = 8.