Mesure du comportement de robots parallèles à câbles en contexte industriel

Les entreprises manufacturières françaises occupent un secteur économique en constante évolution. Afin de mieux répondre aux attentes de leurs clients et aux pressions du marché, elles doivent faire preuve d’innovation et être prêtes à investir dans la modernisation de leurs usines. Toutefois, il n’est pas toujours possible de faire des investissements majeurs en recherche et développement, particulièrement pour les PME. C’est dans ce cadre qu’ont ainsi été lancés les instituts de recherche technologique en 2012 afin de contribuer à l’amélioration de la compétitivité des filières industrielles stratégiques en France. L’un d’entre eux, l’Institut de Recherche Technologique (IRT) Jules Verne, a été mis en place à Nantes.

L’IRT Jules Verne est un centre de recherche industrielle mutualisée travaillant avec de nombreux partenaires industriels français. Les travaux menés par l’IRT Jules Verne, seul Institut de Recherche Technologique dédié au manufacturing en France, relèvent de la recherche industrielle avec des objectifs d’accélération de l’innovation et de transfert technologique vers les usines. Tout en proposant des ruptures technologiques sur les procédés de fabrication, l’IRT Jules Verne utilise une approche collaborative afin de répondre aux enjeux de marchés des filières industrielles.

Étude des performances – robot parallèle à câble

Récemment, l’IRT Jules Verne a développé un nouveau robot, appartenant à la catégorie des robots parallèles à câbles (RPC).  Il s’agit de robots qui déplacent leur effecteur/outil de travail via 4 à 8 câbles, reliés à un support fixe. Une technologie relativement rare en dehors des laboratoires de recherche, l’utilisation de ces derniers en contexte industriel restant encore à démontrer. Afin de faire cette démonstration, une équipe de chercheurs de l’IRT devait mettre le prototype à l’épreuve.

Effecteur du robot parallèle à câbles

Support fixe du robot parallèle à câbles

Contrairement au traditionnel robot sur étagère, il était impossible pour les chercheurs de consulter les spécifications techniques pour en connaitre la répétabilité. Ce type d’information devait être précisé via l’expérimentation et une étude approfondie des performances du robot. L’équipe de l’IRT s’est donc lancé à la recherche d’un outil de mesure fiable leur permettant de mesurer avec justesse le comportement du robot et d’en estimer la précision absolue, la répétabilité, ainsi que la dérive dans le temps.

Des exigences de flexibilité et de précision

Afin de mener à terme ce projet de manière satisfaisante, il était nécessaire pour les chercheurs de trouver une solution métrologique offrant une flexibilité, une exactitude et une efficacité de niveau supérieur. Puisque les essais devaient avoir lieu dans la halle technologique de l’IRT, les considérations de simplicité et de coûts revêtaient également une grande importance.

Des tests ont d’abord été faits avec un système de réalité virtuelle haut de gamme, mais puisque l’appareil n’était pas précisément conçu pour ce type d’utilisation, il n’était pas à même d’offrir une mesure suffisamment valide pour être utilisé comme vérité terrain. D’autres avenues furent également explorées, comme l’utilisation d’un système de laser tracker. Bien que la rapidité et la précision de mesure étaient adéquates, le coût et la complexité d’utilisation n’étaient pas compatibles avec ce projet de recherche.

En quête de la solution idéale

Les chercheurs de l’IRT ont finalement arrêté leur choix sur le système C-Track de Creaform en raison de sa précision de mesure submillimétrique et de son coût accessible. Avec une fréquence de mesure allant jusqu’à 6600 points 3D par seconde et une mesure du volume de 9,1 à 16,6 m³, cette technologie s’est révélée comme étant la solution idéale pour ce projet. De plus, la capacité de pouvoir déplacer le C-Track sans devoir tout recalibrer s’est avéré un avantage certain. Ce produit de Creaform a permis aux chercheurs d’obtenir la vérité terrain et de mesurer la position de l’effecteur du robot dans l’entièreté de son volume de travail.

Nicolò Pedemonte, Ingénieur R& D en Robotique à l’IRT Jules Verne, affirme que toute l’équipe est très satisfaite de ces premiers résultats de validation expérimentale et de l’utilisation du C-Track dans son ensemble. « Bien qu’il soit difficile de définir précisément les économies que nous avons pu réaliser, il est intéressant de préciser que nous pouvons estimer à 50% le temps gagné » affirme-t-il, avant d’ajouter que « si nous avions utilisé un autre système de mesure, le coût en temps et en numéraire aurait été rédhibitoire ».

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À propos de l’IRT Jules Verne

L’Institut de Recherche Technologique Jules Verne est un centre de recherche industriel mutualisé dédié aux technologies avancées de production. Centré sur les besoins de filières industrielles stratégiques – aéronautique, automobile, énergie et navale – son équipe opère la recherche en mode collaboratif en s’alliant aux meilleures ressources industrielles et académiques dans le domaine du manufacturing. Conjointement, ils travaillent à l’élaboration de technologiques innovantes qui seront déployées dans les usines à court et moyen termes sur cinq thématiques majeures : Procédés de formage et de préformage | Technologies d’Assemblage et de Soudage |Procédés de Fabrication Additive | Mobilité dans l’Espace Industriel |Flexibilité de la Production. Pour proposer des solutions globales allant jusqu’à des démonstrateurs à l’échelle 1, l’IRT Jules Verne s’appuie sur un ensemble d’équipements exclusifs.

www.irt-jules-verne.fr