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Plateformes du LS2N – Fiche



Robotique Rapide et Précise

Cette cellule a été financée par l'ANR ARROW, l'EQUIPEX ROBOTEX, la région Pays de la Loire, le programme de master EMARO+ et le FEDER ROBOTEX. Cette plate-forme expérimentale est une plate-forme dont le but est de démontrer, par une conception optimale et une commande avancée, qu'il est possible pour les robots d'atteindre des performances extrêmement hautes, à savoir : se déplacer avec des accélérations supérieures à 20 G (20 fois l'accélération de la pesanteur) tout en ayant la possibilité de se positionner très finement.

 

On notera ici un antagonisme, puisqu'il est généralement pensé que les phénomènes dynamiques liés aux hautes accélérations (vibrations, erreurs sur la poursuite de trajectoire du robot, etc.) sont incompatibles avec les hautes précisions. Les résultats scientifiques associés sont le développement :

  • d'algorithmes de conception optimale permettant de garantir ces hautes performances
  • de nouvelles architectures de robots à la fois rapides et précises
  • de nouveaux modèles de prédiction du comportement des robots (modèles élastodynamiques de robots parallèles, peu étudiés jusqu'alors)
  • d'algorithmes d'identification des paramètres des modèles dynamiques
  • de contrôleurs avancés, permettant les accélérations fortes et la précision fine, tout en atténuant les vibrations à l'arrivée
  • des stratégies d’augmentation de la taille de l’espace de travail en traversant les singularités.

La cellule, qui est un banc d'essais de robotique rapide et précise, est composée :

  • d'un robot parallèle rapide et précis nommé IRSBot-2 (Fig. 1), à trois degrés de liberté (deux translations dans le plan vertical et une rotation autour de l'axe vertical), réalisé par la société Tecnalia, dont les caractéristiques sont :
    • Encombrement : 4 × 4 × 2 m
    • Espace de travail opérationnel : translations XZ : 800×100 mm, rotations Z : ±180 deg
    • Masse : environ 800 kg
    • Répétabilité de l'effecteur : 20 microns en translations dans l'espace de travail
    • opérationnel
    • Vitesse linéaire max : 6 m/s
    • Accélération linéaire max : 200 m/s2
    • Contrôleur : carte dSPACE 1103

    • Fig. 1. Robot IRSBot

  • d'un préhenseur piezzo-électrique Cedrat Tech APA 900M capable d'ouvrir et fermer une pince pour le déplacement de pièces de faible masse (types composants électroniques) dont les caractéristiques sont :
    • Course : 2 × 802 microns atteignables en 2 msec
    • Dimensions : 10 × 49 × 11.5 mm
    • Fréquence de résonance : 156 Hz
  • d'un système de vision très haute cadence (acquisition d'images à 20 kHz) composé :
    • d'une station d'acquisition caméra rapide EoSens 4CXP de chezMikrotron équipée :
      • d'un objectif 12 mm, F/2.0, pour capteur 4/3”, monture C (Kowa)
      • d'un objectif 10 mm, F/2.8 FISH EYE DC-EX HSM-NIKON (SIGMA)
      • d'un pavé de LED-No5, haute-puissance
    • d'un PC comportant une carte d'acquisition FireBird, PCIe x8 (Activ Silicon)
  • d’un mécanisme à cinq barres nommé DexTAR (Fig. 2) et réalisé par la société Mecademic capable de traverser des singularités dont les caractéristiques sont :
    • Encombrement : 435 x 420 mm
    • Espace de travail : XY : cercle de rayon supérieur à 242 mm, Z : 19 mm
    • Masse : 10.2 kg
    • Résolution : 0.011 deg
    • Vitesse linéaire en XY max : 300 mm/s
    • Vitesse linéaire en Z max : 120 mm/s
    • Connexions PC : USB2 pour l’utilisation du contrôleur constructeur, via carte dSPACE 1104 pour redéfinition du contrôleur

    • Fig. 2. Robot DexTAR

    Cette plateforme a été ou est utilisée dans les projets ANR ARROW et FEDER ROBOTEX. Elle a été utilisée dans le cadre de deux thèses et de plusieurs master.

Responsable : Sébastien Briot, Stéphane Caro
Support Technique : Arnaud Hamon
Contact : Sébastien Briot
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Equipe(s) : ARMEN
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