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Automatisation Cellule

Aug 08, 2015

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I.SI.M UMII

Automatisation d'une cellule robotiseLobjectif du projet a t de mettre en uvre dans sa globalit le pilotage dune cellule robotise sur un rseau local industriel. Dot dquipements industriels de dernire gnration, il sinscrit dans un projet pdagogique ddi aux travaux pratiques MEA2 de linstitut des Sciences de lingnieur de Montpellier (I.S.I.M). Lambition de notre entreprise a t de raliser lensemble de lautomatisme systme via la programmation des automates, la cration de la commande du robot industriel KUKA et la cration du systme de supervision. La ralisation de linstallation a ncessit la mise en oeuvre de lensemble de linstrumentation (capteurs, actionneurs, automates, modules dentres / sorties, station de terrain), la mise en place du cblage lectrique, la conception du rseau local industriel FIPIO et du rseau Ethernet. Le matriel utilis est bas sur des quipements industriels dots des technologies les plus avanc utilises dans les systmes de production actuels. Latelier flexible est constitu de deux automates premium SCHNEIDER, de modules dentres / sorties (directs ou dports), de deux robots industriels IBM et KUKA et dun ensemble de cinq stations de terrain assurant le systme didentification codage. Le contrle de la cellule robotise repose sur une architecture multirseau comprenant dune part, un rseau local industriel (RLI) type FIPIO et dautre part un rseau local Ethernet. Le rseau local industriel FIPIO connecte les 2 automates, les modules dentres / sorties dports et les stations de terrain. Le rseau Ethernet connecte les 2 automates et le poste de supervision. Les robots industriels SCARA et KUKA sont connects au rseau local FIPIO via les modules dentres / sorties dports. Les automates Premium seront programms via le logiciel PL7 PRO et le superviseur sous MONITOR PRO.Ces logiciels, de Schneider automation, sont trs utiliss dans le monde industriel notamment dans lindustrie automobile et offrent de part leurs fonctionnalits de nombreuses possibilits dapplications. Deux documentations techniques, relatives ces logiciels ont galement t ralises lors du projet. Nous verrons dune part, la description de la cellule flexible robotise dun point de vue systme et fonctionnement, la description de larchitecture multi-rseau (FIPIO et Ethernet), , la conception de lautomatisme , la mise en uvre de la supervision et dautre part, la ralisation de la commande des robots industriels SCARA (IBM) et KUKA.

Projet MEA3 :Reynald PETIT

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Table des matiresChapitre 1 Description de la cellule flexible automatise Prsentation 3 Description du systme... 4 Description de linstrumentation..6 Description de larchitecture multi-rseau.. 9 Description du fonctionnement : Cahier des charges. 11 Fonctionnement des modes manuel et automatique 12 Fonctionnement du poste approvisionnement automatique 14 Fonctionnement du poste approvisionnement manuel 16 Fonctionnement du poste de reconnaissance.. 17 Fonctionnement du poste superviseur.. 18 Rseau local FIPIO Prsentation. 16 Introduction au rseau local FIPIO. 20 Description de larchitecture du rseau local FIPIO.. 21 Configuration matrielle des automates.. 22 Configuration logicielle des automates sous PL7 24 Configuration matrielle des modules d entres / sorties.. 31 Configuration logicielle des modules d entres / sorties 32 Configuration matrielle des stations de terrain. 33 Configuration logicielle des stations de terrain.. 37 Fonctionnement des stations de terrain 38 Rseau local Ethernet Prsentation. 42 Introduction au rseau Ethernet sous ETHWAY. 43 Description de larchitecture du rseau local Ethernet 45 Configuration matrielle des automates...47 Configuration logicielle des automates 48 Configuration du poste de supervision.50 Mise en uvre de lautomatisme Prsentation 55 Introduction de lautomatisme sous PL7. 56 Architecture de la programmation... 60 Ralisation de la programmation. 61 Mise en uvre de la supervision Prsentation. 74 Introduction la supervision sous Monitor pro... 75 Ralisation de la supervision... 76 Conclusion Prsentation.. 74 Synthse.. 84 Evolution. 85

Chapitre 2

Chapitre 3

Chapitre 4

Chapitre 5

Chapitre 6

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Description de la cellule flexible automatise

Prsentation Description du systme... 4 Description de linstrumentation..6 Description de larchitecture multi-rseau.. 9 Description du fonctionnement : Cahier des charges. 11 Fonctionnement des modes manuel et automatique 12 Fonctionnement du poste approvisionnement automatique 14 Fonctionnement du poste approvisionnement manuel 16 Fonctionnement du poste de reconnaissance.. 17 Fonctionnement du poste superviseur.. 18

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Description de la cellule flexible automatise

Description du systmePrsentation Le systme est une cellule automatise base sur une structure en anneau sur lequel se dplacent des palets. Le sens de rotation du tapis li au convoyeur est unidirectionnel (figure 1).

Poste Approvisionnement Automatique

Poste Reconnaissance/Tri

Accumulateur Poste Approvisionnement Oprateur

Figure 1 : La cellule de flexible robotise

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Description de la cellule flexible automatise La cellule flexible automatise est quipe dun convoyeur, dun robot SCARA (I.B.M) situ lintrieur de lanneau, dun robot KUKA situ lextrieur et dun poste de vision. Les palets vhiculs sur le tapis roulant peuvent transporter au plus une seule pice. Sur chaque palet est dispos une tiquette code volutif permettant de raliser leur identification et leur caractrisation via des stations de terrain disposes sur chacun des ancrages. Les points darrt du systme agissant directement sur les palets sont les 5 ancrages et les 2 poussoirs. Aussi, le systme est quip de nombreux capteurs assurant la dtection des palets sur le convoyeur (figure 2) Postes de travail Le systme automatis est constitu de trois postes de travail : un poste de vision et deux postes dapprovisionnement automatique et manuel. Le poste de vision positionn lancrage 3 permet lidentification des pices et donc ralise le systme de reconnaissance sur lequel sappuie le tri. Selon le rsultat du traitement de la vision plusieurs phases dvolution sont mises en uvre. Lapprovisionnement en pices et palettes est ralis de faon automatique par le robot KUKA ( lancrage 1) et manuellement grce la prsence dun poste oprateur ( lancrage 5).

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Description de la cellule flexible automatise

Description de linstrumentationPrsentation La cellule flexible automatise se compose de diffrents capteurs et actionneurs rgissant lvolution du dispositif. _________________________________________________________ Les capteurs (figure 2) sont les lments permettant dobtenir des informations prcises sur lvolution de systme, la cellule est quipe : de capteurs optiques dtectant la prsence des palets aux ancrages, la saturation des secteurs dfinis sur le convoyeur, le type de pice dpose par le robot KUKA, la prsence de palets dans les poussoirs. de capteurs mcaniques dtectant la position des poussoirs (intrieur ou extrieur). de capteurs inductifs (positionns chaque ancrage) ou antennes, connectes aux stations de terrain ralisant par un jeu de communication des commandes de lecture ou dcriture sur les tiquettes. de capteurs vido pour la reconnaissance des pices avec la camra.Saturation ancrage 2 Prsence pice Ancrage 1 Poussoir palette Prsence pice Ancrage 2

Capteurs

Saturation ancrage 3

Prsence pice Poussoir 2 Poussoir 2 intrieur Prsence pice Ancrage 4 Saturation ancrage 4 Prsence pice Ancrage 3 Poussoir 1 intrieur Prsence pice Poussoir 1 Libration Poussoir 2 Saturation ancrage 5 Libration poussoir 1

Sortie Poussoir 2

Poussoir 2

Prsence pice Ancrage 5

Poussoir 2 extrieur

Sortie Poussoir 1

Poussoir 1

Poussoir 1 extrieur

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Figure 2 : les capteurs

Description de la cellule flexible automatise Actionneurs Les actionneurs (figure 3) permettent dagir sur la commande du systme, la cellule est constitue : d actionneurs pneumatiques agissant sur les vrins poussoirs, les systmes dancrages et le vrin poussoir de positionnement des palettes. d actionneurs robotiss agissant sur le dplacement des robots IBM et KUKA. d actionneurs mcaniques agissant sur le tapis roulant.Station Ecr/Lect 1 Station Ecr/Lect 2 Saturation ancrage 2 Capteurs Optiques (typage pice)

Saturation ancrage 3 Station Ecr/Lect 3

Station Ecr/Lect 4

Prsence palette

Saturation ancrage 4

Saturation ancrage 5

Station Ecr/Lect 5 Figure 3 : les actionneurs

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Description de la cellule flexible automatise

Rpartition

Les capteurs et actionneurs sont connects aux modules dentres / sorties dportes dont les caractristiques sont les suivantes : le TSX DEY 16D2 (figure 4) possde 16 entres tout ou rien, les TBX DMS 16P22 (figure 5) disposent de 8 entres et 8 entres / sorties configurables via PL7 PRO dans la configuration matrielle, le TBX DSS 1622 (figure 5)dispose de 16 sorties.

TSX DEY 16D2

Figure 4: Module TSX DEY 16D2 16 entres tout ou rien de lautomate matre

TBX DSS 1622

TBX DMS 16P22

Figure 5: modules dentres / sorties TBX DMS 16P22

Les entres des modules sont associes aux capteurs et les sorties des modules aux actionneurs. Chacun des capteurs et actionneurs sont relis lectriquement aux borniers et redirigs vers les diffrents modules en fonction de la rpartition dcrie en annexe 1.

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