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L'ETUDE PRESENTEE DANS CETTE THESE CONCERNE L'ETALONNAGE GEOMETRIQUE DES ROBOTS MANIPULATEURS INDUSTRIELS. SONT TOUT D'ABORD PRESENTES, AUX REGARDS DES NOMBREUX TRAVAUX DEJA REALISES DANS LE DOMAINE, LES PRINCIPES ET LES METHODES RELATIFS A LA MISE EN UVRE D'UNE PROCEDURE D'ETALONNAGE DANS UN CONTEXTE INDUSTRIEL. LE PROBLEME LIE A LA PHASE D'ACQUISITION DES MESURES EST MIS EN EVIDENCE. SON ANALYSE A ABOUTI A LA SYNTHESE DE DEUX METHODOLOGIES D'ETALONNAGE DONT LES FINALITES SONT D'UNE PART, L'INDEXATION DU ROBOT DANS SA CELLULE ET L'IDENTIFICATION DES OFFSETS DU PORTEUR ET D'AUTRE PART, L'IDENTIFICATION SOUS CONTRAINTE AUTOMATIQUE ET SANS CONTACT DES PARAMETRES GEOMETRIQUES DE LA CELLULE. AU TRAVERS DE CES METHODOLOGIES, L'OBJECTIF CHERCHE EST DE MINIMISER LE COUT, LA DUREE ET LA COMPLEXITE DE LA PHASE DE MESURE. CECI S'EST TRADUIT PAR L'UTILISATION D'UN MEME CAPTEUR DE DISTANCE PLACE SUR L'OUTIL PERMETTANT POUR LA PREMIERE METHODOLOGIE DE DETECTER DES CIBLES LOCALISEES DANS LE VOLUME DE TRAVAIL DU ROBOT ET POUR LA DEUXIEME METHODE D'IMPOSER A UN POINT DONNE DE L'OUTIL UNE CONTRAINTE DE POSITIONNEMENT DE MANIERE AUTOMATIQUE ET SANS CONTACT. POUR CHACUNE DES METHODES, LE MODELE D'ERREURS EST DEDUIT SOIT, DE LA GEOMETRIE DES CIBLES UTILISEES SOIT, DE L'EQUATION DE LA CONTRAINTE REALISEE. L'OBSERVABILITE DES PARAMETRES DU MODELE EST ETUDIEE ET LES PREMIERS RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT PRESENTES ET INTERPRETES
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.
This book presents the most recent research results on modeling and control of robot manipulators. Chapter 1 gives unified tools to derive direct and inverse geometric, kinematic and dynamic models of serial robots and addresses the issue of identification of the geometric and dynamic parameters of these models. Chapter 2 describes the main features of serial robots, the different architectures and the methods used to obtain direct and inverse geometric, kinematic and dynamic models, paying special attention to singularity analysis. Chapter 3 introduces global and local tools for performance analysis of serial robots. Chapter 4 presents an original optimization technique for point-to-point trajectory generation accounting for robot dynamics. Chapter 5 presents standard control techniques in the joint space and task space for free motion (PID, computed torque, adaptive dynamic control and variable structure control) and constrained motion (compliant force-position control). In Chapter 6, the concept of vision-based control is developed and Chapter 7 is devoted to specific issue of robots with flexible links. Efficient recursive Newton-Euler algorithms for both inverse and direct modeling are presented, as well as control methods ensuring position setting and vibration damping.
Written by two of Europe's leading robotics experts, this book provides the tools for a unified approach to the modelling of robotic manipulators, whatever their mechanical structure. No other publication covers the three fundamental issues of robotics: modelling, identification and control. It covers the development of various mathematical models required for the control and simulation of robots.·World class authority·Unique range of coverage not available in any other book·Provides a complete course on robotic control at an undergraduate and graduate level
Le parachèvement de pièces métalliques ou composites est une opération aux enjeux économiques importants pour lequel le risque de délocalisation est important. Dans ce contexte, la robotisation est une alternative permettant de conserver une production locale, les robots industriels polyarticulés ayant vu leurs prix diminuer et leurs performances améliorer. Néanmoins leur raideur intrinsèque n’est pas suffisante pour réaliser ces opérations dans les conditions minimales requises par les procédés nécessitant à la fois précision et raideur importantes du robot. Cette thèse vise à développer et valider une méthodologie de maîtrise et d’optimisation de l’exploitation de robots industriels sériels pour le parachèvement de pièces métalliques ou composites. Le premier chapitre présente les enjeux de la robotique de production ainsi que les travaux actuels. Dans le second chapitre, les sources de flexibilité des robots sériels 6-axes sont étudiées afin de développer un modèle élasto-statique adapté à la problématique. Un protocole d’identification des raideurs articulaires, exploitable industriellement, est développé puis mis en oeuvre dans le troisième chapitre. Ce modèle élasto-statique est validé expérimentalement au moyen de l’usinage de pièces tests. Dans le quatrième chapitre, le comportement élastodynamique du robot est étudié. Enfin, deux méthodes de travail permettant de réaliser des opérations de parachèvement avec un robot industriel sériel, testées expérimentalement, sont présentées dans le dernier chapitre : (i) optimisation du placement de la pièce à usiner et gestion de la redondance cinématique du robot ; (ii) correction de la consigne de trajectoire du robot.