Assas Recherche | Conception et commande d'un robot à câbles pour la manipulation dextre de pièces sur des chaînes de production

Conception et commande d'un robot à câbles pour la manipulation dextre de pièces sur des chaînes de production (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Kumar Atal Anil

Kumar, Atal Anil

Nom

Kumar

Prénom

Atal Anil

Nationalité

Date de soutenance : 07-12-2020

Directeur(s) de thèse : Abba Gabriel

Abba, Gabriel

Nom

Abba

Prénom

Gabriel

- Antoine Jean-François

Antoine, Jean-François

Nom

Antoine

Prénom

Jean-François

Etablissement de soutenance : Université de Lorraine

Université de Lorraine

Nom

Université de Lorraine

Laboratoire : LCFC - Laboratoire de Conception, Fabrication et Commande. Metz

LCFC - Laboratoire de Conception, Fabrication et Commande. Metz

Nom

LCFC - Laboratoire de Conception, Fabrication et Commande. Metz

Ecole doctorale : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)

École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)

Nom

École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)

Informations générales

Discipline : Automatique, Traitement du signal et des images, Génie informatique
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Robots parallèles à câble, Analyse de l’espace de travail, Linéarisation par retour d’état d’entrée-sortie, Conception, Robots parallèles reconfigurables commandés par câble
Mots-clés :

Robotique
Câbles
Manipulateurs (mécanismes) - Construction
Robots mobiles
Linéarisation (électronique)

Résumé : L’objectif de cette thèse est de concevoir et de contrôler un système de Robot Parallèle à Câbles (RPC) à quatre câbles pour la manipulation dextre de pièces sur des chaînes de production. Pour une ligne de fabrication déjà installée, l’espace de travail est souvent limité et l’ajout d’un nouveau robot-sériel sur le sol de l’atelier est parfois difficile. L’utilisation du plafond pour fixer une machine lourde n’est pas toujours possible car il pourrait être nécessaire de renforcer la structure. Le RPC est un moyen de réaliser la tâche avec une faible modification de l’atelier existant. La nouveauté du travail réside dans le fait que la majorité des conceptions existantes placent les moteurs d’actionnement et les treuils de la plate-forme de base, alors que dans ce travail, les moteurs d’actionnement sont embarqués sur la plate-forme mobile, ce qui permet de fixer facilement le RPC dans la chaîne de fabrication avec des points d’ancrage simples. Tout d’abord, l’espace de travail du RPC pour l’environnement souhaité est étudié. La nature sous-actionnée du robot et la contrainte d’une force de tension positive du câble imposés en raison de la flexibilité des câbles limitent sont la base d’une étude sur l’espace de travail respectant les conditions d’équilibre statique. Les équations d’équilibre statique classiques ont été utilisés pour calculer l’espace de travail du robot et le comportement correspondant de la plateforme mobile. Les angles d’orientation de la plate-forme ont été présentés. Plusieurs études de cas ont été montres avec différentes charges utiles attachées à la plate-forme mobile. Les dimensions de la plate-forme mobile et la structure de base ont également été modifiées afin de calculer le domaine de l’espace de travail où les performances du robot peuvent être satisfaisantes. Les dimensions du prototype ont été fixées en tenant compte de l’espace de travail. Par la suite, le modèle dynamique classique du RPC a été utilisé pour mettre en œuvre la loi de contrôle. La deuxième partie de la thèse présente la conception et la mise en œuvre des lois de contrôle pour la RPC. La linéarisation classique de la rétroaction entrée- sortie (IOFL) est développée et des résultats de simulation ont été présentés. Le rôle de la dynamique interne présente dans le système en raison de la sous-performance a été démontré en utilisant leur diagramme de phase. Deux solutions possibles ont été envisagées afin de réduire l’effet des dynamiques internes sur le système. La première solution consiste à utiliser des proportions appropriées pour la plate-forme et la structure de base. Des résultats de simulation ont été présentés pour montrer le comportement de la plate-forme lorsque les dimensions sont modifiées. Une linéarisation modifiée de la rétroaction (MFL) a été proposé comme une solution ad-hoc pour éliminer les effets de la dynamique interne. Les résultats de la simulation obtenus montrent que la solution ad-hoc proposée fonctionne efficacement et nettement mieux que la technique classique de l’IOFL pour certaines dimensions du RPC. L’utilisation de cette approche pour différents cas de RPC doit faire l’objet d’une étude enquête. Les résultats expérimentaux validant la technique de l’IOFL sont présentés pour démontrer le comportement satisfaisant de le RPC avec le contrôle. L’objectif global du projet est de développer un robot parallèle à câble qui peut travailler avec un opérateur dans une chaîne de fabrication pleinement fonctionnelle et aider le travailleur à soulever les objets lourds ou chauds. Cette thèse réalise la première étape pour rendre un prototype de RPC qui sera par la suite amélioré pour le rendre collaboratif.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2020LORR0269
Type de ressource : Thèse