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Rapport de projet d’Ingénierie N 2 : EMINES-UP6M-LOT 660 HAY MOULAY RACHID, 431

Rapport de projet d’Ingénierie N 2 : EMINES-UP6M-LOT 660 HAY MOULAY RACHID, 43150 Benguerir, Maroc. Téléphone: +212 (0) 525 0720700-Contact@emines-ingenieur.org Soutenu le : 05-02-2016 Classe2020: Première Année Cycle Préparatoire Intégré (CPI 1A) Groupe : 3 Conception et réalisation d’Un Robot Delta Université Mohammed VI Polytechnique School of Industrial Managemment Réalisé par : -Anas CHERRADI -Nisrine HAMMOUT -Imane EL FARASI -Ayoub EL MOUTAKI -Bader EL HATHOUT Encadré par : - Yvon GAIGNEBET - Rachid BENJALOUAJA - Said HOUMAIRI Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 1 Sommaire I. Introduction ..................................................................................................................................... 3 II. Cahier des Charges .......................................................................................................................... 4 1) Analyse fonctionnelle partielle du besoin. .................................................................................. 4 a) Diagramme « bête à cornes » : ............................................................................................... 4 b) Diagramme des interactions (Pieuvre) : .................................................................................. 5 c) Analyse descendante : méthode SADT. ................................................................................... 6 d) Chaîne d’informations et d’énergie : ....................................................................................... 7 2) Cahier des charges fonctionnel (CDCF) retenu. .......................................................................... 7 III. Schéma synoptique du projet Robot Delta ................................................................................. 9 IV. Croquis du robot DELTA ............................................................................................................ 10 V. Schéma cinématique du Robot Delta ............................................................................................ 14 VI. Calcul des paramètres du Robot ............................................................................................... 16 1) Calcul de l1 : ............................................................................................................................. 19 2) Calcul de l2: .............................................................................................................................. 20 3) Calcul de l3 : ............................................................................................................................. 21 VII. Choix des composants : ............................................................................................................. 22 VIII. Conclusion. ................................................................................................................................ 31 Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 2 Remerciements En un premier lieu, nous tenons à exprimer nos sincères remerciements à notre enseignant tuteur, MR YVON GAIGNEBET, la personne dont l’esprit ingénieur et innovateur a rendu cette approche éducationnelle à la disposition d’ingénieurs en premières années de formation. On tient aussi à remercier MR Rachid BENJALOUAJA et MR Said HOUMAIRI les deux professeurs encadrants qui ont veillé à développer notre esprit de recherche et notre autonomie. Nous remercions de même tout le staff de l’EMINES relevant de l’Université Mohammed VI Polytechnique qui nous a procuré toutes les conditions nécessaires pour établir un bon environnement de travail. Grâce à eux, à leurs connaissances, à leurs expériences et à leurs capacités à nous aider à nous améliorer. Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 3 I. Introduction Après avoir relevé le défi de la conception d’une plateforme mobile, nous faisons maintenant face à un nouveau projet, qui s’annonce plus délicat. La première expérience nous a permis de poser les principales bases en ce qui concerne l’étude et la conception d’un projet d’ingénierie, mais aussi la manière la plus adéquate de contourner les problèmes, mener une étude complète, corriger quelques lacunes de calcul et de pratique mais surtout comment travailler en groupe. Par conséquent, le travail sur le projet du robot delta s’annonce plus méthodique, mieux encadré et globalement structuré. En ce qui concerne le projet, il nous a été demandé de concevoir et en fin de compte réaliser le robot. Ce dernier, internationalement utilisé dans les différentes usines et les divers domaines, permet de faire bouger une nacelle (qui comporte un objet : laser, produit à déplacer, pour récupérer des composants et les placer au bon endroit…) parallèle à la base. De ce fait, le problème repose principalement sur le système de transmission des biellettes. Cependant, le robot delta est soumis à un cahier de charge qui contrôle la plus part de ses options et qui dicte de manière stricte ses fonctions et ses dimensions. C’est pour cela qu’on a veillé pendant nos recherches à optimiser nos choix de matériaux tout en gardant en tête le respect du cahier de charge. Au sein de notre groupe on a réussi à créer un environnement d’entraide et de coopération en veillant sur le progrès et l’amélioration de chaque membre du groupe. On a misé sur l’harmonie, l’efficacité, le sérieux et surtout l’entente entre les membres. Ainsi, cela ne peut que conduire qu’à réussir le projet voire le perfectionner. Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 4 II. Cahier des Charges 1) Analyse fonctionnelle partielle du besoin. L’analyse fonctionnelle du besoin ou la description fonctionnelle est une démarche qui s’applique à la création ou à l’amélioration d’un produit. Elle se présente le plus souvent sous forme de graphe ou diagramme d’analyse. Elle aboutit à l’établissement d’un Cahier des charges fonctionnel (CDCF). Ces méthodes et outils d’analyse fonctionnelle sont nombreux. Seuls quelques cas sont abordés et traités par rapport à notre produit étudié : Robot Delta. a) Diagramme « bête à cornes » : L’outil “bête à cornes” pose les questions suivantes pour le produit à étudier ou à concevoir, Sur la figure suivante on présente les réponses concernant notre projet qui est le Robot Delta parallèle à 3 degrés de libertés: L’utilisateur A qui rend-t-il service ? Sur quoi agit le système ? Robot Delta Pièce légère Dans quel but ? Déplacer une pièce légère en réponse à une consigne (x,y,z) Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 5 b) Diagramme des interactions (Pieuvre) : L’outil “diagramme pieuvre” est utilisé pour analyser les besoins et identifier les fonctions de service d’un produit. En analysant notre produit (Robot Delta), on peut déduire le diagramme “pieuvre”, graphique circulaire qui met en évidence les relations entre les différents éléments de l’environnement du produit et le produit. Ces différentes relations sont appelées les fonctions de services (FS) qui conduisent à la satisfaction du besoin : Déplacer une pièce. D’où le diagramme pieuvre suivant : Fonctions de service FS Fonctions Principales FP Fonctions de contraintes FC Robot Delta Environnement FP1 FC4 FC6 FC5 Utilisateur Ergonomie Energie Pièces Légères FC1 FC7 FC2 FC3 Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 6 Nomenclature des fonctions : FP1 Permettre à l'utilisateur de déplacer une pièce légère FC1 Déplacer une pièce légère dans un volume limité FC2 Porter une pièce de masse réduite FC3 S’alimenter en énergie électrique FC4 Etre capable de se commander par PC FC5 Ne pas être trop encombrant FC6 Avoir des dimensions réduites FC7 Respecter l‘environnement c) Analyse descendante : méthode SADT. La méthode SADT permet par analyses successives descendantes, c’est à dire en allant du plus général vers le plus détaillé, de décrire graphiquement la finalité ainsi que les sous-fonctions et les agencements internes du système. Elle est bien adaptée aux systèmes automatisés. Déplacer une Pièce légère Pièce non déplacée Pièce déplacée Robot DELTA A-0 W : Electrique E : Marche/Arrêt C : consigne(x,yz) R : Vitesse Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 7 d) Chaîne d’informations et d’énergie : 2) Cahier des charges fonctionnel (CDCF) retenu. Une analyse fonctionnelle correcte d’un produit (système) doit aboutir à un cahier des charges fonctionnel pour la conception et la réalisation de ce produit, le cahier de charges retenu pour notre cas est le suivant : Il s’agit donc de concevoir et réaliser un robot delta à 3 axes parallèles sous les exigences suivantes :  Robot delta à 3 axes parallèles  Le robot doit effectuer un mouvement composé en réponse à une consigne introduite par le clavier du PC (x,y,z).  Volume de travail: 100 x100 x 200 mm.  Précision 0,3x 0,3 x 0,3 mm.  Une carte électronique (programmée manuellement) permet la commande du robot.  Trois moteurs pour la commande des trois axes. C’est donc sur la base de ces conditions que nous mènerons notre étude. Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 8 Graphe des liaisons : Projet d’Ingénierie N 2 : Conception et réalisation d’un Robot Delta Anas CHERRADI, Nisrine HAMMOUT, Imane EL FARASI, Ayoub EL MOUTAKI, Bader EL HATHOUT Page 9 III. Schéma synoptique du projet Robot Delta Le schéma synoptique suivant résume les liaisons entre les différents éléments qui vont constituer notre projet. Nomenclature des abréviations utilisées dans le schéma synoptique : MPPi : Moteur Pas à Pas numéro i STi : Système de transmission numéro i CFCi : Capteur de fin de course numéro i Bi : Biellette de numéro i Tout d’abord, le fait que l’utilisation du robot ne nécessite pas un déplacement, c’est-à-dire qu’il est fixe, implique à utiliser une alimentation stabilisée. Ensuite, en ce qui concerne la carte électronique, il est impératif de prendre une carte arduino Mega, étant donné que cette dernière est plus performante mais elle permet surtout de gérer plusieurs interruptions. Hacheur2 Alimentation Carte Arduino Mega MPP1 MPP2 MPP3 Hacheur1 Hacheur3 uploads/Ingenierie_Lourd/ gr3-p2-s1-rapport.pdf