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École de technologie supérieure Département de génie électrique Responsable(s)

École de technologie supérieure Département de génie électrique Responsable(s) de cours : Maarouf Saad PLAN DE COURS Automne 2015 ELE773 : Éléments de robotique (3 crédits) Descriptif du cours Acquérir les principes de base d'un robot à plusieurs axes et des parties électriques et électroniques des robots, soit actionneurs, variateurs et commande. Robots : classification, applications, composantes, systèmes de coordonnées, degrés de liberté. Modélisation, cinématique directe, cinématique inverse, génération des trajectoires. Profils de vitesse et d'accélération. Commande des robots : commande en chaîne ouverte, commande en chaîne fermée, applications. Introduction à la programmation des robots : matériel nécessaire, programmation d'une tâche. Introduction à la vision : vision, représentation de l'image, détection de front. Séances de laboratoire axées sur la simulation des robots sur ordinateur, la programmation de robots, la cinématique directe, inverse. Objectifs du cours Technologie Connaître les principales composantes mécaniques et électriques d'un robot. Comprendre le fonctionnement du système d'asservissement. Connaître les différents liens possibles avec leur environnement. Programmation et modélisation Être capable de programmer des robots ABB avec le langage RAPID.. Être capable de décrire l'environnement de travail du robot en donnant la transla on et l'orientation des objets dans l'espace Être capable de développer les transforma ons homogènes d'un robot pour connaître la modélisation utilisée dans les langages de programmation. Être capable de formuler les équa ons de la cinéma que directe pour comprendre les variables de système FRAME et TOOL du langage RAPID. Résoudre la cinéma que inverse pour comprendre les transforma ons entrel'espace cartésien et les positions articulaires Faire le calcul des vitesses pour connaître les positions singulières d'un robot et ainsi les éviter. Page 1 de 5 Stratégies pédagogiques La matière du cours est couverte de la façon suivante : Un cours magistral par semaine. Douze heures de laboratoires. Douze heures de travaux dirigés. La théorie est enseignée durant les heures de cours magistraux. On demande aux étudiant(e)s de préparer des exercices qui seront résolus durant la période des travaux dirigés. Au laboratoire, les étudiant(e)s doivent travailler en équipe. Les membres de l'équipe se partagent les tâches à chaque expérience de façon à leur permettre d'acquérir le meilleur apprentissage. Les périodes de travaux pratiques seront parfois des laboratoires et d'autres fois des travaux dirigés alors il faudra vérifier les horaires et les locaux. Utilisation d’appareils électroniques N/A Coordonnées de l’enseignant Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité 01 Claude Théorêt Activité de cours Claude.Theoret@etsmtl.ca B‐2318 Cours Date Contenus traités dans le cours Heures 1‐ Utilisation des Robots IRB1600 de ABB Description du robot et de ses périphériques Système moteur Capteur Entrées et sorties 3 heures Sécurité dans les cellules robotique Pourquoi des règles ? Conséquences !!! 2 heures Technique de programmation en langage RAPID Différents types de variables Apprentissage des commandes Utilisation des commandes de mouvement 3 heures Langage RAPID et vérification d'un programme Programmation avancée en langage RAPID Programmation des entrées et sorties 6 heures Page 2 de 5 Utilisation des entrées et sorties dans la programmation Utilisation des interruptions Local Global 3 heures 2‐ Mathématique de robotique Mathématiques préliminaires Vecteurs Matrices Identité trigonométrique 6 heures Transformations homogènes Matrice de transformation Translation pure Rotation pure Post‐multiplication Pré‐multiplication 6 heures Matrice Denavit‐Hartenberg Positionnement des systèmes d'axes Définition de la table de Paramètres 3 heures Cinématique inverse de position Représentation mathématique 3 heures 3‐ Technique de simplification Vitesse et accélération des robots Matrice Jacobienne et son utilité Définition des équations en direct et inverse 3 heures Signification des singularités 1 heure Total 39 heures Page 3 de 5 Laboratoires et travaux pratiques Il sera prévu dans l'horaire un minimum de deux laboratoires sur les robots, une initiation et une tâche particulière. Un travail dirigé de modélisation d'un robot sera aussi prévu. Date Description Heures Expérience no 1 Initiation à l'utilisation des robots IRB1600 4 heures Expérience no 2 Programmation avancée en langage RAPID 12 heures Travail no 1 Modélisation d'un robot à 4 degrés de liberté et simulation avec RobotStudio ou autres logiciels de simulation comme PC Matlab 8 heures Total 24 heures Sécurité: Le département de GPA est très préoccupé par la sécurité dans son laboratoire de robotique. Dans un environnement d'enseignement, la sécurité dépend BEAUCOUP du comportement des étudiant(e)s lors de la programmation et de leur volonté à respecter des règles élémentaires de sécurité. Malheureusement, le passé montre que certain(e)s étudiant(e)s ne respectent pas ces règles élémentaires. Étant soucieux de la sécurité de tous les étudiants, le non‐respect des règles de sécurité lors d'un laboratoire entraînera une NOTE NULLE dans ce laboratoire. Ces règles seront données en classe et dans la description des projets. Utilisation d'outils d'ingénierie Simulation avec RobotStudio Simulation avec Matlab Programmation avec langage dédié RAPID Évaluation Activité Description % Date de remise Examen mi‐session 25 % 20 octobre 2015 Examen final 35 % Devoirs et laboratoires (en équipe) 40 % Politique de retard des travaux Les dates de remise des travaux doivent être respectées, une pénalité de 20 % par jour de retard sera appliquée à tous les travaux qui ne seront pas remis à temps. Page 4 de 5 Absence à un examen • Pour les départements à l'exception du SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). • Pour SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). Plagiat et fraude Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants‐actuels/Baccalaureat/Guichet‐interactif/Citer‐pas‐plagier Documentation obligatoire TÉTREAULT, M., Robots industriels 1 – Manuel de cours, Version 2.1, Décembre 2002 Ouvrages de références Ouvrages complémentaires de référence – Information variable / enseignant ASADA, H., SLOTINE, J.J.E., Robot Analysis and Control, A. Wiley‐Interscience Publication, 1986. CRAIG, J.J., Introduc on to Robo cs, Mechanics and Control, Pearson Pren ce Hall, 3rd edi on, 2005 Adresse internet du site de cours et autres liens utiles Site du cours ELE773 : https://cours.etsmtl.ca/ele773/ Page 5 de 5 uploads/Science et Technologie/ 30-ele773-elements-de-robotique.pdf