Presentation of industrial project to master 2

1. Plateforme de manipulation - Aspects
mécaniques et commande d'un robot
parallèle
Renaud HENRY
Enseignant tuteur : Marc ARSICAULT
Master 2 Mécatronique et
Microsystèmes
UFR Besançon
2010/2011

2. ∗ Introduction
∗ Présentation de l’institut
∗ Présentation du Robot
∗ Objectifs du Projet
∗ Etudes réalisée
∗ Le débattement
∗ L'espace de travail du robot
∗ Conclusion
∗ Perspectives
∗ Remerciement
Sommaire
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 2

3. ∗ Développement d’un robot parallèle de type translateur
∗ Poursuite d’étude
∗ Contribution :
∗ Etude mécanique
∗ Commande
∗ Focalisation :
∗ Etude mécanique
Introduction
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 3

4. ∗ Date de création : 1er Janvier 2010
∗ Composition :
∗ Six laboratoires poitevins des Sciences Pour l’Ingénieur et de
la Physique
∗ Laboratoire de combustion et détonique
∗ Laboratoire d’études aérodynamiques
∗ Laboratoire d’études thermiques
∗ Laboratoire de physique des
∗ Laboratoire de mécanique et physique des matériaux
∗ Laboratoire de mécanique des solides
∗ Effectifs : 544 personnes
∗ Le budget annuel : 23,6 M€
Présentation de l’institut Pprime (1/3)
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5. ∗ 3 départements :
∗ Physique et Mécanique des Matériaux
∗ Fluides, Transferts et Milieux Réactifs
∗ Génie Mécanique, Structures et Systèmes Complexes
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Présentation de l’institut Pprime (2/3)

6. Département : Génie Mécanique, Structures et Systèmes Complexes
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Présentation de l’institut Pprime (3/3)

7. Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 7
Présentation du robot (1/2)
∗ Robot parallèle translateur
∗ 3 chaines actives : Mise en translation
∗ 2 chaines passives : Arrêt des rotation
2009 2010

8. Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 8
Présentation du robot (2/2)
∗ Commande couplée
∗ Chaines actives
∗ Crée le mouvement
∗ Crée des glisseurs
∗ Chaines passives
∗ Arrête les rotations

9. ∗ Aspects Mécaniques :
∗ Réduire le débattement
∗ Analyse :
∗ Cinématique
∗ Conception mécanique
∗ Constructions mécaniques
∗ Analyser l’espace de travail
∗ Efforts
∗ Cinématique
∗ Aspects commandes :
∗ Commander en Position
Objectifs du Projet
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10. ∗ Objectif :
∗ Identifier l’origine du débattement
∗ 3 Axes de recherches :
∗ Cinématique
∗ Etude publier
∗ Simulation SolidWoks
∗ Conception mécanique
∗ Constructions mécaniques
Analyse du débattement (1/3)
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11. ∗ Conception mécanique :
∗ Absence de documentions
∗ Rapport déplacement/force important
∗ Constructions mécaniques :
∗ Visserie importante
∗ Roulement rotule
Analyse du débattement (2/3)
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12. ∗ Conclusion
∗ Problème interne
∗ Causes multiples
∗ Solutions curatives insuffisante
∗ Solution mise en œuvre :
∗ Conception monobloc
Analyse du débattement (3/3)
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13. ∗ Objectifs:
∗ Aider au dimensionnement
∗ Caractériser le robot
∗ Stratégie de l'étude :
1. Analyser les besoins de l'étude
2. Calculer et déterminer les modèles à utiliser ainsi que
leurs hypothèses.
3. Réaliser l'algorithme du programme
4. Présenter les résultats
5. Analyser les résultats
Analyse de l’espace de travail (1/10)
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14. ∗ Les repères
∗ Cartésien
∗ Chaines actives
∗ Chaines passives
Analyse de l’espace de travail (2/10)
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∗ Moments
∗ Statique
∗ Pseudo-Statique
∗ Forces
∗ Actionneurs
∗ Pseudo-Statique
∗ Charge utile

15. Pas de calcul
Analyse de l’espace de travail (3/10)
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Tableau
10 Minutes 4 heures
Graphiques
Algorithme :
8 Mo
13 Go
Python Matlab

16. ∗ Données générées :
∗ 80 graphiques 3D
∗ 32 histogrammes
∗ Données traitées
∗ 36 graphiques 3D
∗ 20 histogrammes
Analyse de l’espace de travail (4/10)
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∗ Analyse des résultats
∗ Formes des espaces
∗ Charge utile du robot
∗ Moments trouvés

17. ∗ Analyse des résultats
∗ Formes des espaces
Analyse de l’espace de travail (5/10)
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Espace cartésien
Espace des
actionneur
Espace des
chaines passives

18. 50 100 150 200 250 300 350 400
0
200
400
600
800
1000
1200
Forces Fg en N
effectitfdesclasses
Figure 320 : histogramme Forces Fg en N 100-0prcentValue dans l espace Cartésien
∗ Analyse des résultats
∗ Charge utile
∗ 10 Kg a vide
∗ 5 Kg avec préhenseur
Analyse de l’espace de travail (6/10)
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histogramme

19. Analyse de l’espace de travail (7/10)
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 19
∗ Analyse des résultats
∗ Moments trouvé
∗ Sur X :
Moment sur X
statique
Moment sur X
Pseudo-statique
∗ Nul pour X=0
∗ Asymétrique
∗ < 16.5 N.m
(estimation)

20. Analyse de l’espace de travail (8/10)
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 20
∗ Analyse des résultats
∗ Moments trouvé
∗ Sur Y :
Moment sur Y
statique
Moment sur Y
Pseudo-statique
∗ Nul pour Y=0
∗ Asymétrique
∗ < 16.5 N.m
(estimation)

21. Analyse de l’espace de travail (9/10)
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 21
∗ Analyse des résultats
∗ Moments trouvé
∗ Sur Z :
Moment sur Z
statique
Moment sur Z
Pseudo-statique
∗ Négligeable

22. Analyse de l’espace de travail (10/10)
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 22
Norme des moments
statique
Norme des moments
Pseudo-statique
∗ Statique
∗ Symétrique
∗ Pseudo-statique
∗ homogène
∗ Analyse des résultats
∗ Moments trouvé
∗ Norme:

23. Conclusion
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 23
∗ Projet :
∗ Effort de la nacelle confirmé
∗ Nouvelle architecture des
chaines passives
∗ Personnelle
∗ Stage axé mécatronique
∗ Méthode de recherche
d’informations

24. Perspective
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 24
∗ Etude mécanique des chaines passives
∗ Statique : Déformation
∗ Dynamique : Commande
∗ Instrumentions du robot
∗ Débattement
∗ Commande
∗ Modélisation
∗ Identification
∗ Implémentation
Merci pour votre attention !

25. Des questions ?
Master 2 MTMS - Renaud HENRY Projet industriel 31/01/2010 - 25