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RÉSUMÉ
La robotisation des grands espaces requiert une expertise approfondie en comportement robotique, le respect de méthodologies rigoureuses et une compréhension précise de l’impact des procédés sur les robots. Cet article examine diverses architectures robotiques, évalue les performances des robots en termes de précision et de répétabilité, et présente des exemples concrets pour comprendre et structurer les besoins. Il explore également les défis scientifiques liés à l’intégration des robots dans de grands espaces, les outils de mesure disponibles, et met en lumière les spécificités des architectures en fonction des tâches à accomplir. Enfin, une méthodologie est proposée pour une mise en œuvre efficace, soulignant les défis à relever et les perspectives d’avenir pour la robotique dans ces environnements.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Kevin SUBRIN : Enseignant-chercheur
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Élodie PAQUET : Enseignant-chercheur
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Benoit FURET : Enseignant-chercheur
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Stephane CARO : Directeur de recherche CNRS (LS2N, Nantes, France)
INTRODUCTION
La robotique a considérablement transformé notre société et notre industrie, apportant des avantages significatifs à de nombreux niveaux. Dans le contexte de la société, les robots ont révolutionné divers secteurs tels que la santé, l’industrie et les services, en offrant des solutions innovantes pour relever des défis complexes. Afin d’améliorer les synergies entre l’être humain et la machine, les robots collaboratifs, ou cobots, réalisent des tâches d’assemblage répétitives au plus près des opérateurs, les robots médicaux assistent les chirurgiens dans des opérations délicates, les robots de services contribuent à des tâches domestiques. Sur le plan industriel, la robotique a amélioré l’efficacité, la précision et la sécurité des opérations. Les robots automatisent des processus répétitifs, réduisant ainsi les coûts de production et augmentant la productivité. De plus, les robots collaboratifs travaillent aux côtés des travailleurs humains, créant un environnement de travail plus sûr et plus ergonomique.
Le présent article se structure de la manière suivante : une première section présente la robotique dans ses généralités, une deuxième section porte sur les dispositifs réalisant des tâches dans un grand espace, la troisième section se focalise sur les architectures robotiques et les technologies de relocalisation. Finalement, une méthodologie est décrite pour réussir son activité de robotisation dans les grands espaces.
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2. Réaliser une tâche dans un grand espace
2.1 Architectures robotiques intervenant dans les espaces de grandes dimensions
Que ce soit dans des entrepôts automatisés, des installations industrielles volumineuses ou des zones peu structurées, les technologies robotiques offrent des solutions novatrices pour relever les défis spécifiques posés par les espaces de grandes dimensions. Cette introduction explore les diverses facettes des architectures robotiques mettant en lumière leurs applications potentielles, leurs avantages et les avancées technologiques :
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robots mobiles (AMR-AGV) : les robots mobiles, tels que les robots autonomes mobiles (AMR) ou les véhicules guidés automatiquement (AGV) (figure 3a), sont des robots conçus pour se déplacer de manière autonome dans un environnement prédéfini. Ils sont souvent utilisés dans des applications logistiques et industrielles ;
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robots anthropomorphes : les robots anthropomorphes sont des robots conçus pour imiter, dans la mesure du possible, la structure et les mouvements du bras humain. Ils sont équipés de corps mécaniques, d’articulations et de capteurs. Ces robots se sont développés avec la production automobile. L’architecture la plus courante est un porteur intégrant un axe 1 vertical et ses axes 2 et 3 parallèles entre eux et perpendiculaires à l’axe 1. Les axes 4, 5 et 6 sont concourants (figure 3b). Cette architecture comporte un nombre limité de poses singulières (au nombre de 3). Dans le but de mimer le mouvement du bras humain, on retrouve des bras robotiques à 7 degrés de liberté avec un axe supplémentaire entre les axes 2 et 3 (figure 3c). Afin de réduire les coûts, des constructeurs robotiques fabriquent des robots 6 axes avec un poignet non concourant (figure 3d) ;
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les robots cartésiens : un robot cartésien, aussi appelé « robot linéaire » ou « robot portique », est un robot industriel dont les mouvements sont basés sur un système de coordonnées cartésiennes. Il se compose généralement de trois axes linéaires (X, Y et Z) et peut avoir des axes supplémentaires pour l’orientation de l’outil ;
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les robots parallèles (figure 3e) : les robots parallèles...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - TIRREX - Robotique xxl. - https://tirrex.fr/axe/robotique-xxl-fr/.
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(2) - KOREN (Y.) - The global manufacturing revolution : product-process-business integration and reconfigurable systems. - volume 80. John Wiley & Sons (2010).
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(3) - COVER () - Safe around robot. - https://www.safearoundrobots.com/home.
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(4) - VALORI (M.), SCIBILIA (A.), FASSI (I.), SAENZ (J.), BEHRENS (R.), HERBSTER (S.), BIDARD (C.), LUCET (E.), MAGISSON (A.), SCHAAKE (L.), OTHERS () - Validating safety in human–robot collaboration : Standards and new perspectives. - Robotics, 10(2) : 65 (2021).
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(5) - UR-REHMAN (R.), CARO (S.), CHABLAT (D.), WENGER (P.) - Multi-objective path placement optimization of parallel kinematics machines based on energy consumption, shaking forces and maximum actuator torques : Application to the orthoglide. - Mechanism and Machine Theory, 45(8) : 1125–1141 (2010).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
AAELECTRONIQUE. Fabricant de cartes electroniques. https://www.aaelectronique.fr/fabrication-de-cartes-electroniques-gers/.
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