7/2/22 Projet robots de transport de wafers - Amélioration du système existant MLK - ECST
Projet robots de transport de wafers - Amélioration du système existant Centre d intérêt : Objectif et compétences : Pré-requis : Type : CI7 Cycle de vie d un produit CO9.sin Planifier un projet (diagramme de Gantt, réunions de projet) CO9.sin3 S approprier une problématique, des contraintes et des solutions possibles. Imaginer et prévoir les performances de solutions CO9.sin4 Valider des solutions techniques par la réalisation d un prototype Mise en œuvre d un robot de transport utilisant 2 capteurs optiques Cours/TP programmation des EPLD Présentation des problèmes techniques Nous avons constaté, lors des essais sur le robot de transport de wafers, des écarts entre le cahier des charges fonctionnel et le comportement du système : Le manque de fluidité dans la trajectoire du robot ne permet pas de transporter les wafers dans de bonnes conditions. En cas de décharge excessive de la batterie, cette dernière peut-être détruite. Son remplacement a de considérables effets néfastes sur l environnement. De plus, lorsque la batterie à un niveau de charge trop faible, le comportement du robot peut devenir instable et provoquer la détérioration des wafers transportées voir du robot lui-même. De ces deux constatations découlent deux problèmes techniques : Comment améliorer le suivi de la trajectoire du robot de transport de wafers Comment prévenir le superviseur d atelier de la perte d autonomie du robot de transport de wafers Activités préliminaires à la résolution des problèmes techniques Étude et modélisation du système réel Afin de s approprier le système «robot de transport de wafer», les activités suivantes devront être effectuées : Études des différents cas de positionnements relatif à la trajectoire (Annexe ). Étude de la fonction «restituer» de la chaîne d information (Annexe 2). Recherches de solutions techniques. Améliorer le suivi de la trajectoire Dans un premier temps, proposer une amélioration du programme ABEL-HDL permettant le suivi de la trajectoire en utilisant l ensemble des capteurs et mettant en œuvre les différents cas de positionnements relatif à la trajectoire (Annexe ). La validation du fonctionnement sera préalablement réalisée par simulation en utilisant le schéma ci-contre (robot.dsn) : la liste des objets est donnée page suivante. CAPTEURS OPTIQUES Robot transport de wafers Côté droit Côté gauche CAPT6 CAPT U2 I/CLK 2 I 3 I2 4 I3 5 I4 6 I5 7 I6 8 I7 9 I8 I9 I 3 I AM22V IO IO IO2 IO3 IO4 IO5 IO6 IO7 IO8 IO9 23 22 2 2 9 8 7 6 5 4 DAC D VOUT D VREF+ D2 VREF- D3 D4 D5 D6 D7 LE DAC_8 DAC2 D VOUT D VREF+ D2 VREF- D3 D4 D5 D6 D7 LE DAC_8 B B3 MOTEUR GAUCHE B2 B4 +88.8 MOTEUR DROIT +88.8 N= B=
Objet Mode Mot clé Propriétés Terminal POWER Chaîne = Terminal GROUND Chaîne = PLD Composant AM22V ROBOT.JED Batteries Composant BATTERY (attention au sens) Moteurs Composant MOTOR-DC Zero Load RPM = 24 Load/Max Torque % = Convertisseurs Composant DAC_8 - Niveaux logiques d entrées Composant LOGICSTATE - Surveillance de niveaux logiques Composant LOGICPROBE - Une fois la simulation validée, vérifier le fonctionnement sur la piste avec le robot. Vous pouvez filmer votre résultat et l intégrer dans votre diaporama de revue de projet. 2. Prévenir le superviseur d atelier de la perte d autonomie Recenser des solutions techniques susceptibles de répondre au besoin «prévenir le superviseur d atelier de la perte d autonomie». Ces solutions réaliseront la fonction «Communiquer» de la chaîne d information du système. Retenir une solution pour répondre au besoin. Les critères de choix seront : l encombrement, l éco-responsabilité le prix, compatibilité électrique, etc. Identifier les éléments du système réel qui font l objet de l étude en utilisant les documents disponibles décrivant l organisation fonctionnelle et structurelle du robot. Expliciter complètement votre solution technique : caractériser les grandeurs d entrées sorties, les comportements attendus, les interactions avec les autres éléments du système. Modifier le programme ABEL de façon à ce que le robot passe en mode «faible consommation» lorsque la batterie est déchargée. Le mode faible consommation pourra être un suivi de ligne à vitesse lente. Organisation du travail Le travail sur ce projet s effectue, dans la mesure du possible, par groupe de 3 élèves. La planification du travail sera réalisée grâce à un diagramme de Gantt mis à jour au fur et à mesure de l avancement (voir annexe 3). L ensemble du travail est traité par chaque élève. La restitution est effectuée à l oral lors d une revue de projet de 2 min et à l écrit par la remise d un dossier réalisé en collaboration de pages maximum. Résultats attendus et critères d évaluation Dossier technique : Le dossier proposé par les candidats comporte un maximum de pages pour sa version papier. Il présente les différentes tâches effectuées par les candidats durant le projet. Revue : L'épreuve débute par une présentation orale du dossier sous sa forme numérique, qui peut inclure des cartes heuristiques, diaporamas, sites internet, etc., pendant une durée maximale de minutes. Cette présentation est suivie d'un dialogue avec les interrogateurs d'une durée de min. 2
Annexe : Études des différents cas de positionnements On cherche à établir les différents cas possibles de sollicitations des capteurs optiques du robot. Pour ce faire, nous allons utiliser les LED de la carte fille qui permettent de visualiser l état des capteurs. Cependant, le robot doit être alimenté pour que les LED puissent s allumer. Il va donc falloir s assurer que les moteurs soient à l arrêt pour pouvoir placer ce dernier sur la piste et trouver les différents cas. Reprendre le programme ABEL du TP précédent et mettre les moteurs à l arrêt quelque soient les cas de sollicitations des capteurs. Pour quelle couleur de la piste les LED sont-elles allumées ou éteintes En plaçant le robot sur la piste et en visualisant les LED, compléter le tableau ci-dessous qui représente les différents cas possibles : CAS N CAS N 2 CAS N 3 CAS N 4 CAS N 5 Ligne droite CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N CAS N Combien de cas différents avez-vous trouvés 3
Annexe 2 : Étude de la fonction «restituer» La fonction «Restituer» est constituée d un CNA. Elle n est représentée qu une fois mais il y en a une pour la commande du moteur droit et une pour la commande du moteur gauche. Chaîne d information Communiquer (Transmettre) Tracé noir sur blanc Acquérir (Capteurs optiques) Traiter (FPGA ou microcontrôleur) Restituer (CNA) Entrées logiques CAPTn Sorties logiques D_n et D2_n Énergie d entrée Alimenter (Batterie) Moduler (Variateur de vitesse) Chaîne d énergie Convertir (Moteur électrique) Transmettre (Réducteur de vitesse) Action (Entraîner les roues en rotation) Position par rapport au tracé Recherches documentaires Effectuer une recherche documentaire sur Internet afin de : Définir le rôle d un CNA, Définir la nature des signaux d entrée et de sortie, Définir la résolution et le quantum d un CNA, Citer des exemples d applications, Donner un ordre de prix pour le CNA utilisé dans le robot de transport de wafers. Pour les recherches précédentes, rédiger une synthèse manuscrite (impression interdite) dans laquelle devront figurer : Le moteur de recherche utilisé (Google, Yahoo, etc.), les mots clés qui ont permis d accéder au site web, l adresse du site en question (URL), le degré de fiabilité du site (faible pour un site personnel d un utilisateur amateur, moyenne pour un site d étudiant universitaire ou forte pour un site de constructeur de CNA). Simulation de la fonction Rappeler le nombre de bits présents en entrée des CNA. Combien peut-on coder de combinaison Effectuer la simulation suivante que vous sauvegarderez dans : P:\Mes devoirs\sin\robot-restituer.dsn. Les résultats seront présentés dans un logiciel de type tableur (nuage de points avec courbe de tendance). Robot de transport de wafers : fonction restituer Objet Mode Mot clé Propriétés Chaîne = Terminal POWER DAC D VOUT D VREF+ D2 VREF- D3 D4 D5 D6 D7 LE DAC_8 B VERS MOTEUR B2 +88.8 Volts Terminal GROUND Chaîne = Batteries Composant BATTERY CNA Composant DAC_8 - Voltmètre Niveaux logiques d entrées Surveillance de niveaux logiques Instruments virtuels Composant LOGICSTATE - Composant LOGICPROBE - 4
Annexe 3 : Diagramme de Gantt à personnaliser Robots de transport de wafers- Amélioration du système existant Voici un exemple de planification par diagramme de Gantt. Il est très fortement conseillé d utiliser le logiciel libre GanttProject très largement documenté sur le web. 7