dominante : mécatronique & génie electrique module...

Ahmed CHEMORI

Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microelectronique de Montpellier LIRMM, CNRS/University of Montpellier

161, rue Ada 34095

www.lirmm.fr/~chemoriEmail : Ahmed.Chemori@lirmm.fr

Dominante : Mécatronique & Génie ElectriqueModule : Robotique Pour la Mécatronique

COURS 2

1

Ahmed CHEMORI

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

Robo

tique

2

Ahmed CHEMORI

Introduction

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

3

Ahmed CHEMORI

Les robots manipulateurs industriels

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

4

Ahmed CHEMORI

Caractérisation d’un robot

Yaskawa

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

5

Ahmed CHEMORI

Définition

Robot manipulateur industriel :

(ISO 8373) : une machine, unmécanisme constitué normalementd'une série de segments qui sontreliés par un joint assurant unerotation ou une translation relativeentre segments, dont le but est deprendre et déplacer des objets(pièces ou outils) avec plusieursdegrés de liberté. Il peut êtrecommandé par un opérateur, uneunité de commande électroniqueou un système logique (dispositif àcames, relais, câbles, etc.).

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

6

Ahmed CHEMORI

Deux classes de robots manipulateurs industriels

Robots sériels Robots parallèles Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

7

Ahmed CHEMORI

Caractérisation d’un robot

Yaskawa

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

8

Ahmed CHEMORI

Description de sa géométrie

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

Articulation rotoïde, schématisée par :

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

• Les différents types d’articulations les plus utilisées :

Rotoïde (R) Prismatique (P) Universelle (U) Spherique (S)

1 DDL (Rotation) 1 DDL (Translation) 2 DDL (rotations) 3 DDL (rotations)9

Ahmed CHEMORI

Description de sa géométrie

Caractéristiques géométriques : Nombre d'axes (mus par un actionneur)

Architecture (série ou parallèle)

Chaînage des articulations

Nombre de degrés de liberté

Exemples :

– 3 axes, série, RRR, 3DL.

– 3 axes, série, PPP, 3DL.

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

10

Ahmed CHEMORI

Espace de travail

• 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 :

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

11

Ahmed CHEMORI

Précision / Répétabilité

• 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.

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

12

Ahmed CHEMORI

Performances dynamiques

Vitesse maximale :– Vitesse maximale de translation ou de rotation de chaque axe

– Les constructeurs donnent souvent une vitesse de translation

maximale de l'organe terminal

Accélération maximale :– 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.

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

13

Ahmed CHEMORI

Charge utile

• C'est la charge maximale que peut porter le robot sans dégrader la

répétabilité et les performances dynamiques

• La charge utile est nettement inférieure à la charge maximale que

peut porter le robot qui est directement dépendante des actionneurs.

• 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 apick-and-place cycle that needs to pick-up a given object at a givenheight, moving to a given distance, lowering and releasing it, andreturning to the starting position

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

14

Ahmed CHEMORI

Structures des robots manipulateurs

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

YASKAWA15

Ahmed CHEMORI

Différentes structures de robots manipulateurs

Les robots SCARA

Les robots cylindriques

Les robots sphériques

Les robots cartésien

Les robots parallèles

Les robots anthropomorphe

Les robots manipulateurs peuvent être classés en différentes catégories :

Ces différentes catégories seront détaillées par la suite

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

16

Ahmed CHEMORI

Les robots SCARA

SCARA : Selective Complience Articulated Robot for Assembly

Exemples :Adept Cobra s350Sankyo RS60IAI série IX

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

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

17

Ahmed CHEMORI

Les robots cylindriques

Exemples :

Seiko RT33ST-Robotics R19EDenso CS4130A

Caractéristiques• 3 axes, série, RPP, 3 DDL• Espace de travail cylindrique• Très rapide

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

18

Ahmed CHEMORI

Les robots sphériques (polaires)

Caractéristiques• 3 axes, série, RRP, 3 DDL• Espace de travail sphérique• Grande charge utile

Exemples :

CSI C400iUnimate 2000Fanuc L-1000

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

19

Ahmed CHEMORI

Les robots Cartésiens

Exemples :

Orbital DASAFisnar FN9300N Competella Spider

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

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

20

Ahmed CHEMORI

Les robots parallèles

Exemples :

ABB FlexpickerAdept Quattro Simulateur de vol CAE

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

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

21

Ahmed CHEMORI

Les robots antropomorphes

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

Exemples :

Kuka KR SIXX R650Kawasaki FS03N Adept Viper S650

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

22

Ahmed CHEMORI

Exemples d’applications

Robots STAUBLI

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

23

Ahmed CHEMORI

Utilisation pour des tâches simples/répétitives

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 :

La tâche est assez simple pour être robotisée

Les critères de qualité sur la tâche sont importants

Pénibilité de la tâche (peinture, charge lourde, environnement

hostile, ...)

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

24

Ahmed CHEMORI

Exemples d’applications

Robots Soudeurs

Par points A l’arc

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

25

Ahmed CHEMORI

Robots de palettisation

Robot de palettisation NewtecRobot de palettisation MPI Technologies

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

26

Ahmed CHEMORI

Robots de peinture

Robot de peinture Fanuc Robot de peinture (chaine de montage PSA)

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

27

Ahmed CHEMORI

Polissage et emballage

Polissage Emballage

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

28

Ahmed CHEMORI

Usinage robotisé

Robot d’usinage industrie automobile

Robot d’usinage par Laser

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

29

Ahmed CHEMORI

Découpe

JENOPTIK-VOTAN laser cutting robot I-Cubed 6600 ABB Water Jet Robot

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

30

Ahmed CHEMORI

Assemblage robotisé en électronique

Assemblage de composants électroniques robotisé

Soudure de composants électroniques

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

31

Ahmed CHEMORI

Robotique de service

Robot pompiste

Robot laveur d’avionRobot de construction

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

32

Ahmed CHEMORI

Robotique de service

Skywash service-robot Outside cleaning of jumbo planes

DLR Rollin’ Justin robotAssistance in daily tasks

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

33

Ahmed CHEMORI

Robotique médicale

Wheelchair with robot armTo assist disabled people

Twendy one robotTo assist elderly and disable people

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

34

Ahmed CHEMORI

Robotique médicale

Intuitive Surgical Da Vinci Minimally invasive surgery

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

35

Ahmed CHEMORI

Industrie agroalimentaire

Robot ABB FlexpickerEmballage en

agroalimentaire

Robot Adept SCARA Emballage en

agroalimentaire

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

36

Ahmed CHEMORI

Loisir

KUKA Robotcoaster

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

37

Ahmed CHEMORI

Le spatial

DEXTRE space mechanical arm Flight telerobotic servicer

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

Exemples d’applications

38

Ahmed CHEMORI

Domaines d’application de robots industriels

Introduction

Définition

Caractérisation

Structures

Applications

39

www.lirmm.fr/~chemori/

Find more videos on Ahmed CHEMORI’s YouTube channel:

Robot Control

Email : chemori@lirmm.fr

40