Chapitre 2 Rob Manipulateurs [PDF]

Zitiervorschau

Dominante : Mécatronique & Génie Electrique Module : Robotique Pour la Mécatronique COURS 2

Ahmed CHEMORI Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microelectronique de Montpellier LIRMM, CNRS/University of Montpellier 161, rue Ada 34095 www.lirmm.fr/~chemori Email : [email protected]

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Robotique

Plan

   

Introduction Définition d’un robot manipulateur Caractérisation d’un robot manipulateur Structures des robots manipulateurs

     

Les robots SCARA Les robots cylindriques Les robots sphériques Les robots Cartésiens Les robots parallèles Les robots anthropomorphes

 Exemples d’applications Ahmed CHEMORI

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Introduction

Définition

Caractérisation

Introduction

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

3

Les robots manipulateurs industriels

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

4

Introduction

Définition

Caractérisation

Caractérisation d’un robot

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

 Yaskawa

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Définition

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Robot manipulateur industriel :

(ISO 8373) : une machine, un mécanisme constitué normalement d'une série de segments qui sont reliés par un joint assurant une rotation ou une translation relative entre segments, dont le but est de prendre et déplacer des objets (pièces ou outils) avec plusieurs degrés de liberté. Il peut être commandé par un opérateur, une unité de commande électronique ou un système logique (dispositif à cames, relais, câbles, etc.). 6

Deux classes de robots manipulateurs industriels

Introduction

Robots sériels

Robots parallèles

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

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Introduction

Définition

Caractérisation

Caractérisation d’un robot

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

 Yaskawa

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Description de sa géométrie

Introduction

Un robot est un système mécanique poly-articulé. On distingue principalement deux types d’articulations :  Articulation prismatique, schématisée par :

Définition

 Articulation rotoïde, schématisée par : Caractérisation

• Les différents types d’articulations les plus utilisées : Structures

Applications

Rotoïde (R)

Prismatique (P)

Universelle (U)

Spherique (S)

1 DDL (Rotation)

1 DDL (Translation)

2 DDL (rotations)

3 DDL (rotations)

Ahmed CHEMORI

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Description de sa géométrie

Introduction

Caractéristiques géométriques :

 Nombre d'axes (mus par un actionneur) Définition

 Architecture (série ou parallèle)  Chaînage des articulations

Caractérisation

 Nombre de degrés de liberté Exemples :

Structures

– 3 axes, série, RRR, 3DL. Applications Ahmed CHEMORI

– 3 axes, série, PPP, 3DL. 10

Espace de travail

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

• Volume accessible par l'outil du robot. Ce volume dépend : • de la géométrie du robot, • de la longueur des segments, • du débattement des articulations (limité par des butées). Exemples :

Applications Ahmed CHEMORI

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Précision / Répétabilité

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

• Positionnement absolu imprécis (>1 mm): • Erreurs de modèle géométrique, • Erreurs de quantification de la mesure de position, • Flexibilités. • Répétabilité : la répétabilité d'un robot est l'erreur maximale de positionnement répété de l'outil en tout point de son espace de travail • En général, la répétabilité < 0.1 mm.

Applications Ahmed CHEMORI

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Performances dynamiques

Introduction

Vitesse maximale : Définition

– Vitesse maximale de translation ou de rotation de chaque axe – Les constructeurs donnent souvent une vitesse de translation

Caractérisation

maximale de l'organe terminal Accélération maximale :

Structures

Applications

– Est donnée pour chaque axe dans la configuration la plus défavorable (inertie maximale, charge maximale) – Dépend fortement de l'inertie donc de la position du robot.

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Charge utile

Introduction

• C'est la charge maximale que peut porter le robot sans dégrader la répétabilité et les performances dynamiques

Définition

• La charge utile est nettement inférieure à la charge maximale que peut porter le robot qui est directement dépendante des actionneurs.

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

• Resolution: is the smallest incremental change in position that it make or its control system can measure • Cycle-time: is the time necessary for the robot to complete a pick-and-place cycle that needs to pick-up a given object at a given height, moving to a given distance, lowering and releasing it, and returning to the starting position

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Introduction

Définition

Caractérisation

Structures des robots manipulateurs

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

 YASKAWA

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Différentes structures de robots manipulateurs

Introduction

Définition

Les robots manipulateurs peuvent être classés en différentes catégories :

Les robots SCARA Les robots cylindriques

Caractérisation

Les robots sphériques Les robots cartésien

Structures

Les robots parallèles Les robots anthropomorphe

Applications Ahmed CHEMORI

Ces différentes catégories seront détaillées par la suite 16

Les robots SCARA

Introduction

Définition

Caractérisation

SCARA : Selective Complience Articulated Robot for Assembly

Caractéristiques • 3 axes, série, RRP, 3 DDL • Espace de travail cylindrique • Précis • Très rapide Exemples :

Structures

IAI série IX

Sankyo RS60

Adept Cobra s350

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Les robots cylindriques

Introduction

Définition

Caractérisation

Caractéristiques • 3 axes, série, RPP, 3 DDL • Espace de travail cylindrique • Très rapide Exemples : Denso CS4130A

ST-Robotics R19E

Seiko RT33

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

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Les robots sphériques (polaires)

Introduction

Définition

Caractérisation

Caractéristiques • 3 axes, série, RRP, 3 DDL • Espace de travail sphérique • Grande charge utile Exemples : Fanuc L-1000

Unimate 2000

CSI C400i

Structures

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Les robots Cartésiens

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Caractéristiques • 3 axes, série, PPP, 3 DDL • Grand espace de travail • Très bonne précision • relativement lent Exemples : Fisnar FN9300N

Competella Spider

Orbital DASA

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Les robots parallèles

Introduction

Définition

Caractérisation

Caractéristiques • Plusieurs chaines cinématiques en parallèles • Espace de travail réduit • Précis (grande rigidité de la structure) • Très rapide Exemples : Adept Quattro

Simulateur de vol CAE

ABB Flexpicker

Structures

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Les robots antropomorphes

Introduction

Définition

Caractérisation

Caractéristiques • Reproduisent la structure d’un bars humain • 3/6 axes, série, RRR/6R, 6DDL Exemples : Kawasaki FS03N

Adept Viper S650

Kuka KR SIXX R650

Structures

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Introduction

Définition

Caractérisation

Exemples d’applications

Structures

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Robots STAUBLI 

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Utilisation pour des tâches simples/répétitives

Introduction

La grande majorité des robots est utilisée pour des tâches simples Définition

et répétitives Les robots sont programmés une fois pour toute au cours de la

Caractérisation

procédure d'apprentissage Critères de choix de la solution robotique :

Structures

La tâche est assez simple pour être robotisée Les critères de qualité sur la tâche sont importants

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Pénibilité de la tâche (peinture, charge lourde, environnement hostile, ...) 24

Exemples d’applications

Introduction

Robots Soudeurs

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Par points

A l’arc 25

Exemples d’applications

Introduction

Robots de palettisation

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Robot de palettisation MPI Technologies

Robot de palettisation Newtec

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Exemples d’applications

Introduction

Robots de peinture

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Robot de peinture Fanuc

Robot de peinture (chaine de montage PSA) 27

Exemples d’applications

Polissage et emballage

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Polissage

Emballage 28

Exemples d’applications

Introduction

Usinage robotisé

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Robot d’usinage industrie automobile

Robot d’usinage par Laser 29

Exemples d’applications

Introduction

Découpe

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

JENOPTIK-VOTAN laser cutting robot

I-Cubed 6600 ABB Water Jet Robot

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Exemples d’applications

Introduction

Assemblage robotisé en électronique

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Assemblage de composants électroniques robotisé

Soudure de composants électroniques 31

Exemples d’applications

Robotique de service

Introduction

Définition

Caractérisation

Robot pompiste Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Robot de construction Robot laveur d’avion 32

Exemples d’applications

Introduction

Robotique de service

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Skywash service-robot Outside cleaning of jumbo planes

DLR Rollin’ Justin robot Assistance in daily tasks 33

Exemples d’applications

Introduction

Robotique médicale

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Twendy one robot

Wheelchair with robot arm

To assist elderly and disable people

To assist disabled people 34

Exemples d’applications

Introduction

Robotique médicale

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Intuitive Surgical Da Vinci Minimally invasive surgery 35

Exemples d’applications

Introduction

Industrie agroalimentaire

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

Robot ABB Flexpicker Emballage en agroalimentaire

Robot Adept SCARA Emballage en agroalimentaire 36

Exemples d’applications

Introduction

Loisir

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

KUKA Robotcoaster 37

Exemples d’applications

Le spatial

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

DEXTRE space mechanical arm

Flight telerobotic servicer

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Domaines d’application de robots industriels

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications Ahmed CHEMORI

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