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1- Présentation générale :
Le bras manipulateur pneumatique SCHRADER BELLOWS peut être constitué de plusieurs éléments
modulaires :
- base rotative,
- unités de translation rectiligne,
- poignet rotatif,
- pince.
� L’aspect modulaire du bras permettra son adaptation à l’environnement technique et permettra
de remplir ses fonctions de manipulation de pièces ou de produits (chargement/déchargement
d’unité de production automatisées souvent).
� Le circuit de puissance pneumatique permet son raccordement, au réseau 6/8 bars. Chacun des
actionneurs (vérins double-effet) est alimenté et commandé par des distributeurs 5/2 ou 4/2 à
commande électropneumatique. (bistables et/ou monostable suivant les équipements – voir bilan
défini page 7)
� Chacun de ses axes est équipé de capteurs inductifs raccordés sur les ENTREES d’un API. (voir
bilan défini page 6).
� Afin de s’adapter à des configurations multiples, les paramètres des différents mouvements
sont réglables : (amplitude des mouvements, vitesse et efforts développés, amortissements fin
de course…..).
3- Organisation de la partie Opérative : LE MANIPULATEUR SE COMPOSE:
� une embase rotative, fixée sur le
lieu d’implantation et dont la fonction
est de déplacer la pièce saisie en
rotation (Rz) d’axe vertical (O z )
� une unité d’élévation, fixée sur la
partie mobile de l’embase rotative et
dont la fonction est de déplacer la
pièce saisie en translation (Tz) d’axe
vertical (O z )
� une unité linéaire, fixée sur la
partie mobile de l’unité d’élévation et
dont la fonction est de déplacer la
pièce saisie en translation (Tx) d’axe
horizontal (O x )
� un poignet rotatif dont la fonction
est d’orienter la pièce saisie en
rotation (RX) d’axe (O x ).
� une pince dont la fonction est de
saisir ou déposer la pièce à manipuler.
L’ensemble constitue un
bras manipulateur à 3
axes.
Z
X Y
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Analyse fonctionnelle du système :
I.1. Système isolé : Manipulateur + Pupitre + Les divers interfaces + Partie commande
I.2. Inventaire des composants significatifs de l’environnemnt et fonctions d’usage
Le codage des fonctions : FP pour fonction principale
Fc pour fonction complémentaire
Fonction Désignation Composants
Fc 1 Commander le départ du cycle travail de la machine. Machine
Fc 2 Traiter l’information sur les états de la machine.
Fc 3 S’adapter à la forme de la pièce.
Pièce Fc 4 Permettre le mouvement de la pièce entre deux points donnés selon la trajectoire donnée.
FP1 Saisir / relâcher la pièce.
Fc 5 Situer la pièce par rapport aux surfaces de MIP du dispositif de prise de pièce. Dispositif de prise de pièce
Fc 6 Se situer par rapport à la pièce mise en position par l’élément de stockage amont. Stockage Amont
Fc 7 Traiter l’information sur l’état du stockage amont (présence pièce).
Fc 8 Se situer par rapport à la position de l’élément de stockage aval. Stockage Aval
Fc 9 Permettre la liaison du système avec le bâti du poste de travail. Bâti du poste
Fc 10 Permettre à l’opérateur le pilotage du poste. Opérateur
Fc 11 Assurer la sécurité de l’opérateur.
Fc 12 Permettre la programmation du poste. Programmeur
Fc 13 Permettre au régleur le réglage des courses et des trajectoires. Régleur
Fc 14 Recevoir l’énergie électrique. Energie Electrique
Fc 15 Assurer le fonctionnement de la P.C. et des interfaces à partir de l’énergie électrique.
Fc 16 Recevoir l’énergie pneumatique. Energie Pneumatique
FP2 Assurer le déplacement de la pièce à partir de l’énergie pneumatique
I.3. Représentation graphique :
Manipulateur
SCHRADER
Energie
Pneumatique Pièce
Machine
Opérateur
Prise de pièce
Stockage Amont
Bâti du poste
Stockage Aval
Programmeur
Régleur
Energie
Electrique
Fc1 Fc2
Fc3 Fc4
Fc5
Fc6
Fc7
Fc8
Fc9 Fc10
Fc11
Fc12
Fc13
Fc14
Fc15
Fc16
FP 2
FP 1
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I.5. FONCTION GLOBALE :
I.6. LES CHAINES D’ENERGIE ET D’INFORMATION :
Bras manipulateur SCHRADER
Consignes opérateur Programme PC
Energies
Pièce
en position initiale
DEPLACER
une pièce dans l’espace Pièce en
position finale
Informations d’état (positions atteintes)
Réglages
A-0
API (TSXxx)
Traiter
API TSXxx
Acquérir : Interface d’Entrées
Communiquer: Interfaces de SortieS
Déplacer une pièce : Axes OX-OY-OZ
Pièce en position finale
Distribuer Distributeurs pneumatiques
Alimenter Raccords pneumatiques
Convertir Vérins pneumatiques
Transmettre Pignon crémaillère / Biellettes ….
Pièce en position initiale ORDRES
Compte-rendus « positions pièce et/ou des effecteurs »
Consignes opérateur
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I.7. ANALYSE FONCTIONNELLE TECHNIQUE.
Diagramme FAST partiel « déplacer une pièce en rotation RZ »
Deplacer une pièce en
ROTATION (RZ)
Commander le
mouvement
Traiter les
informations
Automate Programmable
Industriel (API)
Distribuer l'énergieDistributeur 5/2 bistable
à commandes
électropneumatiques.
Produire le
mouvement de
rotation
Convertir l'energie
pneumatique en
energie mecanique
2 Vérins pneumatiques
Transformer le
mouvement1 Pignon-2 cremaillères
Guider le
mouvement
Roulement à billes et à
rouleaux coniques
Detecter les
positionsAccoster les positions
de fin de course
Amortisseurs de fin de
course
Definir les positions
de fin de courseButées reglables
Acquerir les positions
de fin de course
Capteurs inductifs
bah et bh
Solutions constructives
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BILAN ET AFFECTATION DES ENTREES DE L’API (TSX-17)
SYMBOLE Adresse API Mnémoniques DESIGNATION
Arrêt d'urgence
I0 Au
ARRET d’urgence (contact à ouverture commande
manuelle coup de poing à impulsion)
I1 pf
Capteur inductif « détection position pince
fermée »
I2 ph
Capteur inductif « détection position poignet (ou
pince) tourné sens Horaire»
I3 pah Capteur inductif «détection position poignet (ou
pince) tourné sens Anti-Horaire »
I4 br
Capteur inductif « détection position bras Rentré»
I5 bs
Capteur inductif «détection position bras Sorti»
I6 cr
Capteur inductif «détection position colonne
Rentrée»
I7 cs
Capteur inductif «détection position colonne
Sortie»
I8 bh
Capteur inductif : détection position base rotative
"sens Horaire"
I9 bah
Capteur inductif : détection position Base rotative
"sens Anti-Horaire"
I10 Dcy
Bouton poussoir « Départ Cycle »
I11 Init
Bouton poussoir « d’initialisation »
Commutateur A 2 positions Auto-manu
I12 Auto/Manu
Commutateur de mode « Automatique / Manuel »
(auto et /auto=manu)
I13 Bp bh
Bouton poussoir rotation base sens horaire (sens
R+)
I14 Bp bah
Bouton poussoir rotation base sens Anti-horaire
(sens R-)
Mêmes symboles
I15 bp mc
Bouton poussoir « montée colonne »
I16 bp dc
Bouton poussoir « descente colonne »
I17 bp sb
Bouton poussoir « sortie bras »
I18 bp rb
Bouton poussoir « rentrée bras »
I19 bp ph
Bouton poussoir « rotation poignet sens horaire »
I20 bp pah
Bouton poussoir « rotation poignet sens Anti-
horaire »
I21 com fp
Commutateur pupitre « fermeture pince »
I22 Réarm ou
"pp"
Commutateur 2 positions (accrochage) "réarmement"
ou « pp » (présence pièce) suivant TP.
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BILAN ET AFFECTATION DES SORTIES DE L’API (TSX-17)
ACTIONNEUR
PREACTIONNEUR Adresse API Mnémonique
FONCTION SUR EFFECTEUR
Vérin rotatif double effet
O0 R+ TOURNER base rotative sens HORAIRE
Dist 4/2 bistable
O1 R- TOURNER base rotative sens ANTI-HORAIRE
VERIN double effet O2 C+ MONTER la colonne
Dist. 4/2 BISTABLE O3 C- DESCENDRE la colonne
VERIN double effet O4 T+ SORTIR le bras
Dist. 4/2 BISTABLE O5 T- RENTRER le bras
VERIN double effet O6 P-AH TOURNER poignet sens Anti-Horaire
Dist. 4/2 BISTABLE O7 P+H TOURNER poignet sens Horaire
VERIN simple effet
Dist. 3/2 MONOSTABLE O8 FP FERMER la pince
VOYANT 24V VERT O10 VREF ALLUMER voyant de référence.
LES UNITES ROTATIVES DU MANIPULATEUR SCHRADER:
RAPPEL DES SENS DE ROTATION ET DES CAPTEURS DE CONTROLE DES POSITIONS.
R+
bh (I8)
R-
bah (I9)
Poignet sens Horaire
I2
I3
Poignet sens Anti-Horaire
P-AH
P+H
Base sens Horaire
Base sens Anti-Horaire
Poignet
rotatif
BASE
ROTATIVE