Academic literature on the topic 'Robots industriels – Étalonnage'

L'étude débute par un état de l'art sur la précision statique des robots manipulateurs sériels six axes rotöides, puis expose les différentes sources d'imprécision, ainsi que les techniques habituellement employées pour les corriger. La stratégie d'amélioration de la précision des robots est ensuite décrite et elle repose sur un étalonnage hors-ligne, puis en-ligne de production. La première technique permet de caractériser les défauts les plus signifiants du robot, tandis que la seconde vise à compenser périodiquement les dérivés du modèle. L 'étude s'intéresse ensuite aux imperfections des transmissions articulaires, puis à la compensation de ces défauts qui est basée sur l'instrumentation de l'étage de sortie du réducteur. Finalement, des résultats expérimentaux montrent la validité des techniques mises en œuvre, ainsi que leur intérêt pour des applications de mesure flexible robotisée
The study begins with a state of art on the static accuracy of six-axis industrial robots, then exposes the various inaccuracy sources, as well as the techniques usually planned to correct them. The strategy used to improve the accuracy is then described and it consists in two calibraton techniques performed off-line and then in-line. The first procedure identifies the most significant defects of the robot, while the second aims at compensating periodically for the drifts of the model. The study then deals with the various defects present in the transmissions, and with their compensation based on the instrumentation of the gear box. Finally, experimental results show the validity of the described techniques, as well as their interest for flexible measuring applications

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

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'un projet national nommé SRDViand dont le but fut de développer un système robotisé pour le désossage et la découpe des animaux de boucherie. Afin de déterminer les trajectoires de découpe de manière intelligente, un système de lumière structurée a été développé. Il se réfère à des systèmes de vision qui utilisent des modèles de projection de lumière pour des tâches de reconstruction 3D. Afin d'obtenir les meilleurs résultats, la définition d'une nouvelle méthode d'étalonnage pour les systèmes de lumière structurée a été établie. Basé sur un large état de l'art et également sur la proposition d'une classification de ces méthodes, il a été proposé d'étalonner une paire caméra projecteur en utilisant l'asservissement visuel. La validité et les résultats de cette méthode ont été éprouvés sur la base de nombreux tests expérimentaux menés dans le cadre du projet SRDViand. Suite à l'élaboration de cette méthode, un prototype permettant la découpe des bovins a été réalisé
This thesis is part of a national project named SRDViand whose aim was to develop a robotic system for the deboning and cutting of animals meat. To determine the cut paths, a structured light system has been developed. It refers to vision systems that use light projection models for 3D reconstruction tasks. To achieve best results, the definition of a new calibration method for structured light systems was established . Based on a large state of the art and also with a proposed classification of these methods, it has been proposed to calibrate a camera projector pair using visual servoing . The validity and the results of this method were tested on the basis of numerous experimental tests conducted under the SRDViand project. Following the development of this method, a prototype bovine cutting was performed

The thesis deals with the optimal pose selection for geometric and elastostatic calibration for industrial robots employed in machining of large parts. Particular attention is paid to the improvement of robot positioning accuracy after compensation of the geometric and elastostatic errors. To meet the industrial requirements of machining operations, a new approach for calibration experiments design for serial and quasi-serial industrial robots is proposed. This approach is based on a new industry-oriented performance measure that evaluates the quality of calibration experiment plan via the manipulator positioning accuracy after error compensation, and takes into account the particularities of prescribed manufacturing task by introducing manipulator test-poses. Contrary to previous works, the developed approach employs an enhanced partial pose measurement method, which uses only direct position measurements from an external device and allows us to avoid the non-homogeneity of relevant identification equations. In order to consider the impact of gravity compensator that creates closed-loop chains, the conventional stiffness model is extended by including in it some configuration dependent elastostatic parameters, which are assumed to be constant for strictly serial robots. Corresponding methodology for calibration of the gravity compensator models is also proposed. The advantages of the developed calibration techniques are validated via experimental study, which deals with geometric and elastostatic calibration of a KUKA KR-270 industrial robot.

Cette thèse concerne la modélisation et la commande robuste de robots parallèles à câbles (RPC) pour deux applications du secteur naval : la prise et dépose de plaques métalliques à l’aide d’un RPC en configuration suspendue (ROMP), et le nettoyage de façades par un RPC pleinement contraint (ROWC). Les travaux ont été réalisés à l’IRT Jules Verne dans le cadre du projet ROCKET. La première partie de cette thèse se concentre sur la modélisation et la calibration des RPC. Les modèles géométriques incluant la géométrie des poulies et l’élasticité des câbles sont présentés, ainsi que la formulation de la matrice de raideur du robot. L’estimation de la masse transportée et de la position du centre de gravité de la plateforme, à partir des mesures de tensions dans les câbles et pour une trajectoire à faible dynamique, est expérimentée. Enfin, la calibration des RPC est discutée et une méthode de calibration automatique est étudiée en simulation selon les modèles considérés. La seconde partie est dédiée au contrôle robuste des RPC par rapport aux perturbations de chaque application. Différents schémas de contrôle sont comparés suivant les informations disponibles sur le système. Deux familles de contrôleurs sont considérées pour ROMP : un contrôleur proportionnel-dérivée (PD) standard, et contrôleur récent balançant entre algorithmes de type mode glissant ou linéaire (SML). Un schéma compensant l’allongement des câbles par élasticité est également expérimenté pour améliorer la précision et la répétabilité du robot. Dans le cas de ROWC, l’intégration d’un algorithme de distribution des tensions dans les câbles dans le schéma de contrôle est nécessaire. Un nouveau critère de sélection des tensions est proposé afin de maximiser la raideur du robot face à l'effort dû à la pression du jet d’eau. Enfin, l’arrêt d’urgence des RPC est discuté et le comportement des prototypes ROMP et ROWC est observé dans le cas d’un arrêt d’urgence
This thesis covers the modeling and robust control of cable-driven parallel robots (CDPRs) for two industrial applications for the naval sector: pick and place of metal plates (ROMP) using a suspended CDPR, and window cleaning (ROWC) by a fully constrained CDPR. The work was carried out in the context of the ROCKET project at IRT Jules Verne. The first part of this thesis focuses on the modeling and calibration of CDPRs. Models are written, including the consideration of pulleys geometry and cable elasticity. A linear model of cable elasticity introduced and used to write the robot stiffness matrix. A method for estimating the platform mass and center of mass position is proposed and experimented based on cable tension measurements, assuming a low-dynamic trajectory. Finally, the calibration of CDPRs is discussed and an automatic calibration method is tested in simulation based on the different models. The second part is dedicated to the robust control of RPCs against the perturbations identified for both applications. Several control architectures have been experimented depending on the available information about the system. Two families of controllers are compared for the control of ROMP: a proportional-derivative (PD) controller and a recent controller automatically balancing between sliding mode or linear algorithms (SML). In the case of fully constrained CDPRs such as ROWC, the control architecture must include a tension distribution to ensure safety. A new tension selection criterion based on the stiffness matrix is proposed to reduce the displacement of the platform due to water jet pressure. Finally, CDPR emergency stops are discussed and the behavior of ROMP and ROWC prototypes was evaluated in emergency situations