Etienne Dombre (LIRMM)

1. Atelier « La place du robot dans l’Agroalimentaire »
Quelques applications de Robotique en agro-alimentaire
E. Dombre, LIRMM
dombre@lirmm.fr
Robotique agro-alimentaire
Robotique et agro-alimentaire (2)
1980
Robotique d’extérieur
Cueillette, pulvérisation, cultures de plein champs ou sous
serres…
Robots mobiles
Robotique de manutention et logistique 1990
Palettisation, emballage, préparation de commande, transitique…
Robots manipulateurs de type industriels et AGV
(chariots de manutention sans conducteur)
2000
Robotique de procédé
Découpe, désossage…
Robots manipulateurs "intelligents" (avec
capteurs extéroceptifs)
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2. Robotique agro-alimentaire : extérieur
Robotique et agro-alimentaire (3)
Robots de cueillette
Quelques projets historiques :
MAGALI (1985-1991, CEMAGREF, SAGEM, Pellenc...)
pour la cueillette de pommes : reconnaissance (robuste) et
détection du fruit, préhension "non invasive"...
Projet Euréka EU-176 CITRUS pour la cueillette de
citrons, pommes... (1987-1997, CEMAGREF, SAGEM,
Pellenc...) : idem
Projet Euréka EU-331 ROSAL (1993-1998, CEMAGREF,
Pellenc, INRIA...) pour la greffe de rosiers
Cueillette robotisée de citrons : voir aussi www.visionrobotics.com/
Robotique agro-alimentaire : extérieur
Robotique et agro-alimentaire (4)
… et plus récemment :
Robotic Strawberry Harvester - Self-propelled,
self-navigating harvester capable of picking ripe
strawberries. Includes conveyor system and
packing support equipment (Robotics
Harvesting, Simi Valley, CA, USA, 2009)
http://www.roboticharvesting.com/
Problématiques :
Vision
Préhenseur
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3. Robotique agro-alimentaire : extérieur
Robotique et agro-alimentaire (5)
Autonomous crop treatment vehicle
Robots de plein champ (Tillett & Hague, Beds, UK, 1996) :
traitement phytosanitaire pour l’agriculture
de précision
http://www.thtechnology.co.uk/index.html
VineGuard : robot de pulvérisation
http://www.tuvie.com/vineguard-futuristic-
concept-robot-for-agriculture/
Robot forestier : ROFOR project
Moissonneuse robotisée (Row crop harvesting
(Séville, 1999)
project, CMU, Robotics Institute, Pittsburgh)
http://www.rec.ri.cmu.edu/projects/auto_harvesting/ http://grvc.us.es/utiles/vistapro.php?tab=tna
cional&idr=11
Problématiques
Localisation : caméra (si traces très
contrastées), laser, DGPS (précision
décimétrique) (Cf système AUTOPILOT de CLAAS)
Planification
Guidage (glissements...)
Automatic Guided Vehicles
Control laws for agricultural machines using vision
Guiding on a flat ground Guiding on a sloping ground
Debain [96], Khadraoui [96] Debain [96]
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4. Automatic Guided Vehicles
Lateral control with sliding using a unique CP-DGPS
Irregular ground context Sloping ground context
Lenain [05] Lenain [05]
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Robotique agro-alimentaire : extérieur
Robotique et agro-alimentaire (8)
Robots de plein champ
Robotics 2010, ATOE & IARP
Workshop, CEMAGREF
Clermont Ferrand
3-4 septembre 2010
http://fr.robotics2010.org/
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5. Robotique agro-alimentaire
Robotique et agro-alimentaire (9)
1980
Robotique d’extérieur
Cueillette, pulvérisation, cultures de plein champs ou sous
serres…
Robots mobiles
Robotique de manutention et logistique 1990
Palettisation, emballage, préparation de commande, transitique…
Robots manipulateurs de type industriels et AGV
(chariots de manutention sans conducteur)
2000
Robotique de procédé
Découpe, désossage…
Robots manipulateurs "intelligents" (avec
capteurs extéroceptifs)
Manutention et logistique
Robotique et agro-alimentaire (10)
Delfi, Demaurex-Bosch : pet food Delfi, Demaurex-Bosch : fruit sticks
http://www.boschpackaging.com/demaurex/
Manipulation rapide : technologie des robots parallèles Delta
Vision rapide pour saisir et orienter les objets arrivant en vrac planaire
Jusqu’à 100 m / mn
Jusqu’à 2,5 cycles / sec.
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6. Manutention et logistique
Robotique et agro-alimentaire (11)
l ta
De
Robot Demaurex-Bosch (Division Packaging
Technologies)
Technologie des robots parallèles Delta
Vision rapide pour saisir et orienter les objets
arrivant en vrac planaire
Jusqu’à 100 m / mn
Jusqu’à 2 cycles / sec.
Adept, Quattro, 4 ddl http://www.adept.com/ ABB, IRB 340 Flexpicker, 3 ddl http://www.abb.com/
a+
elt tion
D a a ra
ot 10 m / sec.
Sc
1r 15 g
4 cycles / sec.
(25/700/25) avec 1kg
1 rotation suppl.
Ulixes, IMT robot AG
http://www.ulixes.com/
Manutention et logistique
Robotique et agro-alimentaire (12)
Evian
Entremont
Chargement de machines d’ensachage de fromage râpé
4 AGV, logistique + process (brassage du fromage pendant le transfert)
Localisation absolue par goniomètre laser tournant + réflecteurs
catadioptriques fixes et odométrie (codeurs optiques sur les axes de
traction et direction)
SODEBO : Préparation / Mesures : 6 Hz
conditionnement de Précision : 1 cm au sol, 2,5 cm à 7 m
produits frais
Vitesse de 1 à 2 m/s
Autonomie : 1 "faction" de 8h. Changement de batterie automatique
BA Systèmes,
http://www.basystemes.com/ 3500 h/an pendant 10 ans
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7. Manutention et logistique
Robotique et agro-alimentaire (13)
Problématiques
Nécessité d’une grande dynamique : résolue avec les robots
parallèles (>> robots série)
Vision : résolue avec les caméras rapides
Préhension
Intégration dans une chaîne de production : classique en
robotique industrielle
Contraintes ± fortes d’hygiène selon l’application
Robotique agro-alimentaire
Robotique et agro-alimentaire (14)
1980
Robotique d’extérieur
Cueillette, pulvérisation, cultures de plein champs ou sous
serres…
Robots mobiles
Robotique de manutention et logistique 1990
Palettisation, emballage, préparation de commande, transitique…
Robots manipulateurs de type industriels et AGV
(chariots de manutention sans conducteur)
2000
Robotique de procédé
Découpe, désossage…
Robots manipulateurs "intelligents" (avec
capteurs extéroceptifs)
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8. Robotique agro-alimentaire : procédé
Robotique et agro-alimentaire (15)
The Shear Magic robot
(Univ. of Western Australia), 1979
http://kernow.curtin.edu.au/www/Agrirobot1/home.htm
Robotique agro-alimentaire : procédé
Robotique et agro-alimentaire (16)
Problématiques
Interactions fortes outil-produit (rigide, semi-rigide, mou)
Intégration de capteurs (vision, effort) pour la planification
… ou pour le contrôle du process (boucle de commande du
robot contraintes de temps réel)
Développement ou adaptation d’outils appropriés
Contraintes fortes d’hygiène et de nettoyage
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9. Robotique agro-alimentaire : procédé
Robotique et agro-alimentaire (17)
Cellule robotisée DRIMB (robot Kuka, ALCI)
http://www.alci.fr/
Robot de découpe de carcasse de porc
(robot Kuka, Banss Meat Technologies)
http://www.banss.de/ Voir Exposé de H. Turchi
Robotique agro-alimentaire : procédé
Robotique et agro-alimentaire (18)
Projet SRDViand : robotisation de la mise en quartier
des gros bovins
http://dream.univ-bpclermont.fr/srdviand/accueil.html
Partenaires
Labos : ADIV, LASMEA, LaMI, Clermont Ferrand
Equipementier : Couédic Madoré
Financé par le FCE (Fond de compétitivité des entreprises)
Coût total : 1 240 k€
Début du projet : 2007, 3 ans
Tâches : grosse coupe, désossage et découpe (cuisse, épaule) pour le bœuf
Justification :
Diminuer les accidents du travail, les TMS
Augmenter la productivité
Pénurie de main d’œuvre qualifiée
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10. Robotique agro-alimentaire : procédé
Robotique et agro-alimentaire (19)
Projet SRDViand
Séparation de l’épaule
Robot ABB 6 ddl, vision + capteur d’effort, système de contention
Coupe en Z Crédit : M. Alric, ADIV
Robotique agro-alimentaire : procédé
Robotique et agro-alimentaire (20)
Projet ANR ARMS : système multi-bras de séparation de
muscles sur des pièces bovines
http://www.lasmea.univ-bpclermont.fr/Control/arms/
Partenaires :
Labos : ADIV, LASMEA, LaMI,
IRCCyN
Entreprise : Clemessy
ANR :
Coût total : 848 497 €
Début du projet : 2010, 4 ans
Tâches :
séparation directement sur la
cuisse et séparation sur table
4 fonctions : préhension,
traction, poussée, et/ou coupe
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11. Conclusion
Robotique et agro-alimentaire (21)
Robust growth in robot installations world-wide can be expected
between 2007 and 2009. The automotive industry is set to begin
production of new model cycles, investments in emerging markets will
continue, and installations in general industry - especially the
packaging industry, the food industry, the rubber and plastics industry
and the machinery industry- will grow all over the world as a result of
technical developments (Euron Research Roadmap, 2004, http://www.euron.org/)
Nombreuses autres applications potentielles…
Robotique agro-alimentaire
Robotique et agro-alimentaire (22)
… par exemple :
SlugBot : robot exterminateur de limaces
http://www.wired.com/gadgets/miscellaneous/news/2
001/10/47156
Juno : robot d’affouragement,
(Lely, Hollande, 2009)
http://www.youtube.com/watch?v=Lxxh
XioomG0
Exosquelette d’assistance, Tokyo
University of Agriculture and
Technology Robots de traite de vaches :
http://www.jorymon.com/robotic/agriculture- RDS Futureline : (S.A. Christensen, Danemark)
robot-by-shigeki-toyama/ http://www.youtube.com/watch?v=uCLd5_WBbkA
DeLaval (Suède)
http://www.youtube.com/watch?v=oH0kCJGT7s0
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