Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Cours Systèmes mécaniques articulés et RobotiqueMaster 1 Master 1CM CM Classif

Cours Systèmes mécaniques articulés et RobotiqueMaster 1 Master 1CM CM Classification des robots Constituants d’un robot Plan du cours Chapitre I Introduction à la robotique Caractéristiques d’un robot Introduction • Décrivez quelques concepts fondamentaux des corps rigides. • Décrire quelques concepts de base mais fondamentaux de la robotique tels que les degrés de liberté, l'espace de configuration, l'espace opérationnel. • Découvrez les types d’articulations utilisés en robotique. • Utilisez la formule de Grübler pour calculer le nombre de degrés de mobilité d'un mécanisme (ou d’un robot). Objectives 3 Introduction Introduction : La robotique est l'ensemble des techniques permettant la conception et la réalisation de machines automatiques ou de robots. Qu'est-ce qu'un robot ? Les robots sont aujourd'hui utilisés dans une grande variété d'applications industrielles. La plupart des robots industriels sont des bras mécaniques attachés à une base fixe, avec une forme de commande programmable pour l'exécution automatique du mouvement. Etymologie: mot tchèque robota (travail, besogne, corvée). Le mot a été introduit, en 1920, par l'écrivain tchèque Karel Čapek dans la pièce de théâtre Rossum's Universal Robots, jouée pour la première fois en 1921 Robotique: mot utilisé pour la 1ère fois par l’écrivain I. Asimov dans le récit de SF « Liar ! » (Astounding Science Fiction, mai 1941) Il existe diverses définitions de robot industriel, dont deux sont les suivantes : Définition I Un robot est un manipulateur multifonction reprogrammable conçu pour déplacer des pièces matérielles, des outils ou des dispositifs spécialisés, au moyen de mouvements programmés variables, pour l'exécution de diverses tâches. Définition II Un robot industriel est un appareil reprogrammable conçu pour manipuler et transporter des pièces, des outils ou des outils de fabrication spécialisés au moyen de mouvements programmés variables afin d'exécuter des tâches de fabrication spécifiques. (Robotic Institute of America, 1979) (British Robots Association)  Définition 1 (Larousse): “Un robot est un appareil automatique capable de manipuler des objets ou d'exécuter des opérations selon un programme fixe, modifiable ou adaptable”  Définition 2: “Un robot est un système mécanique polyarticulé mû par des actionneurs et commandé par un calculateur qui est destiné à effectuer une grande variété de tâches” Introduction Petite note historique: • 1947 : Premier manipulateur électrique téléopéré • 1954 : Premier robot programmable • 1961 : Apparition du 1er robot industriel, Unimate, sur une chaîne de montage de General Motors • 1961 Premier robot avec contrôle en effort • 1963 Utilisation de la vision pour commander un robot (asservissement visuel) Historique : : Classification des robots La robotique industrielle La robotique de service La robotique médicale La robotique militaire La robotique scientifique o par exemple pour l'exploration de l'espace ou des fonds marins (robots sous-marins), pour la recherche fondamentale (validation de nouveaux algorithmes), etc. La robotique de transport o (de personnes et de marchandises)  La robotique moderne trouve des applications dans différents domaines (liste non exhaustive): Classification des robots Robots Robots Industriels Robots de services Robots d’usinage Robots de manipulation Robots médicaux Robots Humanoïdes Robots autonomes Autres classifications • Par géométrie • Par taille / charge • Par type d’utilisation Classification par fonctionnalité / domaine Sous marins Volants Roulants Classification des robots Robots Robots Industriels Robots de services Robots d’usinage Robots de manipulation Robots médicaux Robots Humanoïdes Robots autonomes Sous marins Volants Roulants Classification des robots Robots traités dans notre cours Robots Industriels Robots de manipulation Robots d’usinage Robots médicaux Manipuler des objets dans le but de les déplacer d’une position à une autre. Usiner des pièces en manipulant des outils d’usinage (fraises) adéquats Destinés à des applications médicales en rapport avec l’homme Emballage de pièces (éléments) Déplacement Assemblage de pièces Réadaptation motrice. Chirurgie par la manipulation d’outils. Classification des robots Robots autonomes Robots Humanoïdes Volants Roulants Sous marins Robots de services Classification des robots Les robots mobiles Robot à roues Robot volant à voilure tournante (quadrirotor) Classification des robots Exemples : Les robots humanoïdes Asimo http://asimo.honda.com ICub www.icub.org Robots domestiques Robots ludiques HydroBot Verro Aibo Wakamaru Roomba Robomow Applications: nettoyage (planchers, piscines) et manutention (tondeuse) Robot JO de Rio 2016 QRIO Les robots de service Exemples : Classification des robots Robots séries Universal Robots ABB Stäubli Fanuc KUKA Robots parallèles Adept ABB Les robots industriels (manipulateurs) Exemples : Classification des robots Constructeurs • ABB (IRB6400) • Staübli (RX90) • Kuka (KR15) • Comau Fanuc (S420) • Classification des robots Classification des robots Classification mécanique On retiendra pour notre part 3 types de robot : - Les manipulateurs - Les trajectoires sont non quelconques dans l'espace, - Les positions sont discrètes avec 2 ou 3 valeurs par axe, - La commande est séquentielle. - Les télémanipulateurs - Les trajectoires peuvent être quelconques dans l'espace, - Les trajectoires sont définies de manière instantanée par l'opérateur, généralement à partir d'un pupitre de commande (joystick). - Les robots : - Les trajectoires peuvent être quelconques dans l'espace, - L'exécution est automatique, - Les informations extéroceptives peuvent modifier le comportement du robot. Appareils de manipulation à distance (pelle mécanique, pont roulant), apparus vers 1945 aux USA : Classification des robots Classification mécanique - Les robots : 1. Les robots manipulateurs industriels, chargés de manipuler, soient : Des pièces : Stockage – déstockage, Palettisation – dépalettisation, Chargement – déchargement de machine outil, Manipulation d'éprouvettes, Assemblage de pièces, … Des outils : Soudure en continu ou par points, Peinture, Collage, Ebavurage, ... 2. Les robots didactiques, qui sont des versions au format réduit des précédents robots. La technologie est différente, de même que les constructeurs. Ils ont un rôle de formation et d'enseignement, ils peuvent aussi être utilisés pour effectuer des tests de faisabilité d'un poste robotisé. 3. Les robots mobiles autonomes : Les possibilités sont plus vastes, du fait de leur mobilité. Notamment, ils peuvent être utilisés en zone dangereuse (nucléaire, incendie, sécurité civile, déminage), inaccessible (océanographie, spatial). De tels robots font appel à des capteurs et à des logiciels sophistiqués. On peut distinguer 2 types de locomotion : Les robots marcheurs qui imitent la démarche humaine, et les robots mobiles qui ressemblent plus à des véhicules. Caractéristique des robots Voici quelques paramètres à prendre, éventuellement, en compte: L’architecture du S.M.A.: le choix est guidé par la tâche à réaliser. Par exemple, robots à structure rigide vs. robots avec segments et/ou articulations flexibles Le volume ou espace de travail (“workspace” en anglais), défini comme l'ensemble des points atteignables par l'organe terminal du robot Un robot doit être choisi en fonction de l'application qu'on lui réserve La charge maximale transportable (de quelques kilos à quelques tonnes), à déterminer dans les conditions les plus défavorables (c’est-à-dire, en élongation maximale) Caractéristiques d’un robot • Volume accessible Volume de travail du robot, difficile à représenter pour 6DDL Il dépend de : la cinématique du robot, la longueur des segments, les butées articulaires Graphiquement, on donne le volume accessible d’un point (centre outil, centre poignet) pour au moins une orientation. Anthrop. Sphérique Cylindrique SCARA Cartésien Caractéristiques d’un robot Manipulateur cartésien Manipulateur cylindrique Manipulateur sphérique Manipulateur SCARA Manipulateur anthropomorphe Exemples de volume de travail Caractéristiques d’un robot • Volume accessible La répétabilité. Ce paramètre caractérise la capacité que le robot à retourner vers un point (position et orientation) donné. En général, la répétabilité est de l’ordre de 0.05 mm La vitesse de déplacement (vitesse maximale en élongation maximale), l’accélération La masse du robot (de quelques centaines de kilos à quelques tonnes) Le coût du robot (pour petits robots avec charge de quelques kilos, le coût est d’environ 15 k€) La maintenance du robot (difficile pour les robots qui travaillent dans des environnements obstiles/dangereux, ex. chambre froide) L’exactitude de positionnement, définie par une position et une orientation dans l’espace cartésien Caractéristiques d’un robot • La grande majorité des robots est utilisée pour des tâches simples et répétitives • Les robots sont programmés une fois pour toute au cours de la procédure d'apprentissage • Critères de choix de la solution robotique: o La tâche est assez simple pour être robotisée o Les critères de qualité sur la tâche sont importants Par ex. peinture d’une voiture: uniformité de couleur o Pénibilité/dangerosité de la tâche (charge lourde, soudage, environnement hostile, etc.) Utilisation des robots Caractéristiques d’un robot Robots soudeurs Soudage à l’arc (“continu”) Soudage par points (“discret”) Secteurs d’activités : milieu industriel Caractéristiques d’un robot Robots de palettisation Secteurs d’activités : milieu industriel Caractéristiques d’un robot Polissage Ébavurage d’un pare-brise Secteurs d’activités : milieu industriel Caractéristiques d’un robot Chargement de caisses (“pick & place”) Mais aussi … … découpage au laser , collage, pliage, scellement, etc. Secteurs d’activités : milieu industriel Caractéristiques d’un robot • Robotique chirurgicale non invasive (laparoscopie) • Robot chirurgien Da Vinci de Intuitive Surigical Assistance aux personnes handicapées Prothèses robotiques Secteurs d’activités : d’autres milieu … Caractéristiques d’un robot Robot sculpteur (usinage) Robot pompiste (“T ankpitstop”) Secteurs d’activités : d’autres milieu … Caractéristiques d’un robot Robot pour nettoyer les avions (Lufthansa) Robot constructeur (immeubles préfabriqués) Secteurs d’activités : d’autres milieu … Caractéristiques d’un robot Structures inspirées des élytres de coléoptères volants crées par un robot Robot constructeur: “Elytra Filement Pavillion” , Victoria and uploads/Industriel/ chapitre-i-systemes-mecanique-articules-et-robotique-introduction-boutaani-2020.pdf