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Programmation des robots industriel et application sur le robot manipulateur Algérie machines outil 1

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par Abdelkader BENMISRA
Université de Saad Dahleb de Blida (Algérie) - Magistère en Génie Mécanique 2007
  

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1-4 Classification des robots : [14] :

On peut aborder des classifications qui ne s'attachent qu'à un aspect particulier du robot. C'est le cas du classement morphologique ou cinématique reconnu par la norme (I.S.O. 8373) qui ne porte attention là encore, qu'aux robots manipulateurs industriels à poste fixe. Cette norme propose le découpage du tableau 1.1.

· on classe structurellement les robots en fonction des systèmes de coordonnées dans lesquels ils travaillent [7,26] :

- Cartésien : Trois axes de translation.

- Cylindrique : Deux axes de translation, un axe de rotation.

- Sphérique : Un axe de translation, deux axes de rotation.

- Articulé : Trois axes de rotation.

· Quand on commande un robot, on a intérêt à pouvoir contrôler individuellement chaque articulation ou axe pour être bien maître de la trajectoire. C'est pourquoi on utilise principalement des liaisons pivot (articulations cylindriques). Elles ont par ailleurs l'avantage d'une réalisation pratique peu onéreuse comparée aux articulations à plusieurs degrés de liberté. On comprend qu'une combinaison d'articulations cylindriques et prismatiques permet de réaliser toutes les liaisons mécaniques autour de trois axes normaux concourants donnent une rotule à l'articulation rotoïde. [14].

Tableau 1.1 : [14] : Représentation des liaisons mécaniques entre deux corps

(D'après N.F. EO4-O15).

Nom de Liaison

Mouvement relatifs

Nombre de Degré de liberté

Symbole

Encastrement

0: rotation

0: translation

0

C1: corps 1

C2

C2: corps 2

C1

 

Pivot

Articulation
Cylindrique

1: rotation

0: translation

1

C1 C

 
 
 
 

C2 C

 

Glissière Articulation Prismatique

0: rotation

1: translation

1

C2 C1

 
 

C2

C1

A

B

C

D

A

B

C

D

Glissière Hélicoïdale

1: rotation

1: translation conjuguées

1

 

C2

C1

 

Appui Plan

1: rotation

2: translation

3

C2

C1

Rotule Articulation Rotoide

0: rotation

3: translation

3

C2

C1

Linéaire Rectiligne

2: rotation

2: translation

4

C1 C1

 

C2

C2

 
 

Linéaire Annulaire

3: rotation

1: translation

4

C2

C2

C1

C1

Ponctuelle

3: rotation

2: translation

5

C1

 

C2

Libre

3: rotation

3: translation

6

Pas de symbole, pas

de contact entre les deux corps

1.5 Les porteurs (bras) : F9, 14, 140] :

Cette configuration permet de classifier les robots par type de porteurs :

· structure cartésienne (T.T.T) (3.d.d.l.).

· structure sphérique (ou polaire).

· structure angulaire (3R).

· structure SCARA.

Les bras manipulateurs à chaîne continue ouverte et à chaîne arborescente sont les plus nombreux, ces bras manipulateurs sont simples sur le plan conception car sans risque d'hyper statisme largement exploitées, ces structures ont donné naissance à plusieurs générations de robots pratiquement chez tous les constructeurs.

Les bras manipulateurs conçus sur la base d'une structure mécanique de type chaîne complexe ont pour avantage essentiel d'augmenter la rigidité et par conséquent la précision en mode programmé. Ces chaînes permettent en outre un meilleur équilibrage statique. Leur exploitation industrielle, bien que nécessaire dans certain cas, revient trop chère et

(9)

(1) (2) (3) (4)

(5)

SACARA
R/R/P

Cartésien
P/P/P

R/P/R R/P/R

10)

(6) (7) (8)

R/R/R

(11)

P/P/R

P/R/R

Angulaire
R/R/R

Cylindrique

R/P/P R/P/R

(12)

Sphérique
R/R/P

R/R/R

Figure 1.4 : les douze porteurs de robots

Le nombre total des possibilités des combinaisons de trois articulations en série est de trente six, dont seulement douze remplissent la fonction du porteur spatial et sont mathématiquement distinctes.

Dans la pratique il semble dans une étude portant sur cent quinze robots que quatre ou cinq arrangements soient utilisés pour des raisons géométriques, la figure 1.6 : reproduit ces cinq architectures avec leur partage d'utilisation.

Tous des robots sont de type robot série signifiant par là qu'en partant de la base et en allant vers l'extrémité on rencontre les articulations les unes après les autres sur la même chaîne cinématique. [14].

Les télémanipulateurs comprennent un bras maître et bras esclave qui répète les mouvements du bras maître.

Les manipulateurs assistés sont dépourvus du bras- maître qui est remplacé par une poignée de manoeuvre située sur l'organe de préhension.

En milieu industriel, on trouve des télémanipulateurs lorsque la sécurité de l'homme est menacée (en génie nucléaire. On manipule à distance les produits radioactifs). [55].

Dans le cadre d'une définition restrictive fréquente d'un robot industriel, l'unité centrale est constituée mécaniquement par un bras manipulateur caractérisé par: plusieurs articulations successives à partir d'une base fixe, de façon à donner l'outil terminal les mobilités nécessaires (jusqu'à 3 degrés e liberté en déplacements et 3 en orientation). [60].

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

P1

P2

Robot cartésien de structure P.P.P. (environ 15% du parc des robots industriels).

R

P1

Robot cylindrique P.R.P.

(environ 45% des robots industriels).

R3

R2

P2

R

P

R1

Robot polaire P.R.P, si R2 est de type cardan, on parle de Robot anthropomorphique R.R.R.

robot pendulaire (environ 13% des robots industriels). (Environ 25 % des robots industriels).

R1

R2

Robot SCARA P.R.R.

(environ 2 % des robots industriels). Symbole R: rotation ou liaison cylindrique ou liaison pivot.

R1R2R3 R4 R5 R6

Robot vertébral

(Peu utilisé pour des applications industrielles). Symbole P: translation ou liaison glissière ou liaison prismatique.

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