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Fruit d’une étroite collaboration entre la recherche universitaire et le monde de l’industrie, cet ouvrage traite de la robotique industrielle, et tout particulièrement de l’étalonnage des robots manipulateurs. Il développe les aspects suivants : la représentation des structures des robots manipulateurs sériels et parallèles ; les principes généraux de l’étalonnage ; les méthodes d’étalonnage spécifiques aux robots sériels et parallèles ; l’innovation en robotique, ses réussites et ses échecs. Théorique et pragmatique, il s’adresse aux étudiants et aux chercheurs, aux techniciens et aux ingénieurs et à tous ceux qui désirent appréhender la robotique industrielle. Patrick Maurine est maître de conférences à l’INSA de Rennes. Ses travaux portent sur la précision et l’étalonnage des robots manipulateurs industriels. Jean-François Quinet est consultant en robotique appliquée à l’ensemble de l’industrie internationale depuis 1973. Ses activités portent aussi sur la mesure tridimensionnelle statique et dynamique.
Les robots industriels ont dans un premier temps été conçus afin de remplacer les humains dans des tâches répétitives, fatigantes et impliquant souvent un travail manuel dangereux. Avec la naissance de la programmation hors ligne (PHL), où les instructions de la future tâche sont d'abord programmées puis introduites au robot, un problème de précision apparaît. En effet, les robots n'atteignent pas correctement une localisation qui n'a jamais été enseignée. Ce projet présente une méthode afin de régler cette problématique : il s'agit d'essayer d'améliorer la précision des robots. Un robot IRB 1600 de l'entreprise ABB, une sonde-palpeur de l'entreprise Renishaw et un bloc de marbre de très bonne finition ont été utilisés pour l'ensemble des expériences réalisées dans le cadre de cette étude. La sonde-palpeur est localisée au dernier lien du robot, et elle est utilisée comme élément de mesure. Le principe de la méthode est l'imposition d'une série de contraintes sur les mesures prises avec la sonde-palpeur, lesquelles sont obtenues lorsque celle-ci est amenée à certains points des surfaces du bloc de marbre. Plus on minimise les erreurs dues au non respect des contraintes, plus le robot va améliorer sa précision. Ce projet a été développé à l'École de technologie supérieure de Montréal, dans les laboratoires CoRo, et dans le cadre du projet de fin d'études.
Robot calibration is the process of enhancing the accuracy of a robot by modifying its control software. This book provides a comprehensive treatment of the theory and implementation of robot calibration using computer vision technology. It is the only book to cover the entire process of vision-based robot calibration, including kinematic modeling, camera calibration, pose measurement, error parameter identification, and compensation. The book starts with an overview of available techniques for robot calibration, with an emphasis on vision-based techniques. It then describes various robot-camera systems. Since cameras are used as major measuring devices, camera calibration techniques are reviewed. Camera-Aided Robot Calibration studies the properties of kinematic modeling techniques that are suitable for robot calibration. It summarizes the well-known Denavit-Hartenberg (D-H) modeling convention and indicates the drawbacks of the D-H model for robot calibration. The book develops the Complete and Parametrically Continuous (CPC) model and the modified CPC model, that overcome the D-H model singularities. The error models based on these robot kinematic modeling conventions are presented. No other book available addresses the important, practical issue of hand/eye calibration. This book summarizes current research developments and demonstrates the pros and cons of various approaches in this area. The book discusses in detail the final stage of robot calibration - accuracy compensation - using the identified kinematic error parameters. It offers accuracy compensation algorithms, including the intuitive task-point redefinition and inverse-Jacobian algorithms and more advanced algorithms based on optimal control theory, which are particularly attractive for highly redundant manipulators. Camera-Aided Robot Calibration defines performance indices that are designed for off-line, optimal selection of measurement configurations. It then describes three approaches: closed-form, gradient-based, and statistical optimization. The included case study presents experimental results that were obtained by calibrating common industrial robots. Different stages of operation are detailed, illustrating the applicability of the suggested techniques for robot calibration. Appendices provide readers with preliminary materials for easier comprehension of the subject matter. Camera-Aided Robot Calibration is a must-have reference for researchers and practicing engineers-the only one with all the information!
Describes the details of the calibration process step-by-step, covering systems modeling, measurement, identification, correction and performance evaluation. Calibration techniques are presented with an explanation of how they interact with each other as they are modified. Shows the reader how to determine if, in fact, a robot problem is a calibration problem and then how to analyze it.