Analyser, Expérimenter et Modéliser de façon causale les systèmes complexes pluri-technologiques. Séq4. Dossier travaux pratiques.

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1 Séq4 Analyser, Expérimenter et Modéliser de façon causale les systèmes complexes pluri-technologiques Dossier travaux pratiques Robot Ericc PTSI

2 Objectif général des TP Système souhaité Commanditaire Analyste Performances attendues Ecarts Système réel Laboratoire Expérimentateur Performances mesurées Ecarts Ecarts Système simulé Simulation Simulateur Performances simulées Ø Proposer une modélisation Ø Prévoir et vérifier les performances Ø Analyser les écarts entre le souhaité, le réel et le simulé

3 Objectifs du TP Ilot expérimentateur Expérimenter afin de qualifier la performance réelle du système, notamment via des courbes temporelles expérimentales exploitables. Ilot simulateur Modéliser le système sous forme d'un schéma bloc afin de qualifier la performance simulée du système, notamment viades courbes temporelles théoriques. Ilot expérimentateur + simulateur Comparer les résultats obtenus entre la modélisation et l expérimentation pour conclure sur les écartsde performance.

4 Compétences visées et pondération (soutenance) Compétences pédagogiques visées Vérifier la cohérence du modèle choisi avec les résultats d expérimentation ou/et de simulation Pondération Choisir les valeurs des paramètres de la résolution numérique 5 Extraire les informations utiles d un dossier technique 1 Déterminer les grandeurs influentes, modifier les paramètres et enrichir le modèle pour minimiser l écart entre les résultats simulés et les réponses mesurées. Choisir les grandeurs physiques tracées 1 Évaluer et commenter les écarts entre les résultats expérimentaux avec l ordre de grandeurs des résultats attendus (simulés ou définis au cahier des charges) Comparer les résultats obtenus aux grandeurs physiques simulées ou attendues et interpréter les écarts Identifier les erreurs de méthode et mesure Total 20

5 Les rôles 1x 1x Expérimentateur : 1x Chargé de la mise en place de l expérience Assure la sécurité lié à l expérience Récolte les données liées à l expérience Formalise des protocoles Vérifie la cohérence des données 2x Simulateur : Chargé de la construction du modèle Assure sa simulation et la cohérence des résultats Vérifie la pertinence des résultats, de l échelle employé et de la clarté des résultats 1x 1x Chef de projet : Assiste l expérimentateur Pilote l organisation du groupe Responsable de l organisation de la soutenance Responsable du rangement du plan de travail à la fin de la séance

6 Trame simulateur 1. Ouvrir sous Scilab le modèle Xcos incomplet de l axe lacet (disponible sur cahier-de-prepa.fr) et analyser à quoi correspondent les blocs par rapport au système réel. 2. Le modèle est incomplet, déterminer les fonctions de transfert des blocs manquants en vous aidant du dossier technique (en annexe). 3. Tracer la réponse temporelle du système, avec les conditions similaires à celles utilisées par le pôle expérimentateur et qualifier la performance du système simulé 4. Conjointement avec le pole «expérimentateur» : comparer les performances obtenues expérimentalement et les performances simulées.?? Adaptateur Réducteur?

7 Trame expérimentateur 1. Réaliser des manipulations de base pour comprendre et expliquer le fonctionnement du système et son pilotage. 2. Définir les expériences à réaliser qui permettront de réaliser une étude de la réponse temporelle du système. 3. Réaliser ces expériences en notant au fur et à mesure les protocoles mis en place et les résultats obtenus. 4. Commenter la validité des résultats obtenus et leur plage de validité. 5. Obtenir des courbes expérimentales exploitables, en détaillant le protocole de mesure, et déterminer les performances du système. 6. Conjointement avec le pole «simulateur» : comparer les performances obtenues expérimentalement et les performances simulées.

8 Présentation générale Dossier travaux pratiques Robot Ericc PTSI

9 Présentation système Un robot industriel est un système polyarticulé à l image d un bras humain souvent composé de 6 degrés de liberté, 3 axes destinés au positionnement et 3 axes à l orientation permettant de déplacer et d'orienter un outil (organe effecteur) dans un espace de travail donné. On peut distinguer : les robots de peinture ou soudure largement utilisés dans l'industrie automobile, les robots de montage de dimension souvent plus réduite, les robots mobile destinés à l inspection souvent associé à de l intelligence artificielle et capable, dans certain cas, de prendre en compte l environnement.

10 Présentation système Un robot se compose d'une partie mécanique, le bras lui même, d'une armoire de commande composée d'une unité centrale qui pilote les électroniques de commande d'un ou plusieurs axes qui en assure l asservissement, de variateurs de vitesse et d'un langage de programmation spécialisé qui permet de commander le robot (LM développé par l'ensimag Grenoble, langage Adept type basic) qui intègre un transformateur de coordonnées pour transformer une valeur cartésienne en données codeur du moteur. Certains robots disposent d'un mode d'apprentissage qui permet de répéter les mouvements réalisés librement à la main, l'élément essentiel étant la fidélité la capacité du robot à atteindre successivement la même position dans une tolérance définie, une procédure de calibration permet de reprendre le zéro de chacun des axes. Ils peuvent être associés à un système de vision artificiel qui leur permet de corriger les déplacement. On appelle robot polaire les robots ayant uniquement des articulations de type rotoïde. Pour pouvoir déplacer et orienter l'organe effecteur dans toutes les directions en 3D, un tel robot a besoin de 6 axes : 3 pour le déplacement, 3 pour l'orientation. Dans un environnement à 2 dimensions, il suffit de 3 axes : 2 pour le déplacement, 1 pour l'orientation.

11 Présentation système Le système présent dans le laboratoire ( Robot Ericc 3) peut se décomposer de la manière suivante : le socle (fixé a la table la chaise, en rotation par rapport au socle le bras en rotation par rapport à la chaise l'avant bras en rotation par rapport au bras le poignet en rotation par rapport à l'avant bras

12 Caractéristiques de l axe lacet

13 Mise en œuvre : protocole de déplacement simple 1. Allumer l ordinateur et allumer le coffret de commande du robot (interrupteur à l arrière - droite) 2. Déverrouiller l arrêt d urgence sur ce même coffret (bouton rouge) 3. Appuyer sur marche du coffret de commande (bouton vert allumé) 4. Insérer la clef USB Ericc (demander au professeur) 5. Sur le bureau, cliquer sur Ericc3V Sélectionner : Robot puis Déplacement manuel 7. Cliquer sur «prises d origines» puis «départ» 8. Dégager l espace autour du robot puis cliquer sur OK 9. Cliquer à nouveau sur OK quand la prise d origine est effectuée 10. Fermer la fenêtre «Déplacement manuel du robot» (cliquer en haut à gauche, puis fermeture)