dominante : mécatronique & génie electrique module...
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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 : [email protected]
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
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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
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