Zooms Scientifiques Equipe MmS Equipe MMS Thèmes d étude la synthèse structurale et l innovation la modélisation du comportement réel des machines, mécanismes et systèmes Thématiques scientifiques : Synthèse structuralepour systèmes mécaniques complees Applications de méthodes d innovation Modélisation du comportement dynamiquedes systèmes mécaniques Modélisation des procédés en vue de la conception des machines Identification epérimentale de modèles dynamiques et monitoring Conception optimale vis-à-vis de critères de performances Mise en œuvre optimale des procédés vis-à-vis du besoin Approche transdisciplinaire Développements méthodologiques de synthèse structurale, de modélisation et d optimisation des machines, mécanismes et robots. 1
Résultats scientifiques marquants équipe MMS Synthèse structurale et l innovation (3 thèses, 1 projet Européen, 3 ANR, 5 brevets, 1 CPER, 3 livres, 7 articles) théorie des transformations linéaires morphologie évolutionniste nouvelles formules de calcul de la mobilité, la connectivité, l hyperstatisme et la redondance structurale Modélisation du comportement réeldes machines, mécanismes et robots et intégration machine / processus (1 thèses, 1 ANR, 3 FUI, 1 CPER, 1 articles) Modèles mécaniques de conception Modélisation des broches par identification modale Modélisationmulti-corps élastiques Intégration des redondances dans le calcul de trajectoires Calcul de trajectoires par optimisation(objectifs, contraintes) Domaines émergents : Robotique chirurgical 3 Synoptique Thèmes scientifiques Thèses Projets scientifiques Articles ACL & Livre Synthèse structurale (Chapelle, Faurou, Gogu, Bouzgarrou) Rizk, Alric, Martin*, FEDER-Innov@Pole MI & VI, ANR FAST OS08-001, OS08-003, OS09-001, ACL06-009, ACL07-01, ACL09-00, ACL09-014, ACL10-011, ACL10-01, ACL10-014 Modélisation des Machines (Bouzgarrou, Chanal, Gagnol, Ray) Meissonnier, Gagnol, Cano, Bonnemains, Forestier* FUI FGVV ACL06-003, ACL06-010, ACL06-04, ACL06-05, ACL06-06, ACL06-030, ACL06-031, ACL07-010, ACL07-011, ACL08-010, ACL09-004, ACL09-008 Intégration Machine / Processus (Chanal, Duc, Ray, Sabourin) Chanal, Robin, Castagnetti, Chardon*, Debout*, Guire*, Pateloup* FEDER-Innov@Pole MI, ANR VOPAMP, FCE FERMAT, FUI LCM SMART, FUI SRDViand ACL06-008, ACL06-09, ACL07-007, ACL08-011, ACL08-031, ACL09-009, ACL09-031, ACL10-09, ACL10-030 Thèmes émergents (Duc, Gogu, Parot, Ray) Beaucaire*, Chakroun*, Pellicier, Bascoul ANR ECODEFI ACL07-0, ACL07-03, ACL08-07, ACL08-08 4
Synoptique Domaine d application Thèses Projets scientifiques Articles ACL & Livre Machines pour la chirurgie (Chapelle, Gogu) Machines pour l Agro-Alimentaire (Gogu, Sabourin) Machines pour la fabrication (Bouzgarrou, Chanal, Chapelle, Duc, Gagnol, Gogu, Ray, Sabourin) Machines pour la mobilité (Bouzgarrou, Chapelle, Faurou, Gogu) Domaines émergents (Duc, Parot, Ray) Alric, Martin* FEDER-Innov@Pole MI ACL09-00 Chakroun, Guire* FUI SRDViand, ANR ECODEFI ACL10-08 Chanal, Gagnol, Rizk, Cano, Robin, Castagnetti, Bonnemains, Chardon*, Debout*, Forestier*, Pateloup* Meissonnier Beaucaire*, Pellicier, Bascoul FEDER-Innov@Pole MI, ANR VOPAMP, FCE FERMAT, FUI FGVV, FUI LCM SMART FEDER-Innov@Pole VI, ANR FAST ACL06-003, ACL06-008, ACL06-009, ACL06-010, ACL06-06, ACL06-09, ACL06-030, ACL06-031, ACL07-007, ACL07-010, ACL07-011, ACL08-010, ACL08-011, ACL08-031, ACL09-004, ACL09-008, ACL09-009, ACL09-031, ACL10-09, ACL10-030 ACL06-04, ACL06-05, ACL10-011, ACL10-01 ACL07-0, ACL07-03, ACL08-07, ACL08-08 5 Modélisation du comportement réel Objectif : concevoir et mettre en œuvre des systèmes mécaniques à haute performance Méthode : Démarche de conceptiondes mécanismes commandés adaptée à la tâche Prédiction et la maîtrise du comportement réel. Modélisation cinématique et dynamique de la structure, en intégrant les nonlinéarités d interfaces entre pièces et les comportements de la commande et du procédé. Couplage entre la machine et le procédé qui permet de proposer une machine optimisée. Application au machines sérielles, machines à structure parallèle et robots 6 3
Modélisation du comportement réel Modélisation de la machine 1 3 Modélisation du procédé Modélisation de la tâche 7 Modélisation du comportement réel des machines Analyse et modélisation du comportement mécanique réel de machines complees Méthodes de modélisation à faible temps de simulation Modélisation multi-corps élastiques : méthodes analytiques, numériques, MEF Méthodes epérimentales permettant d évaluer ces mêmes comportements Simulation du comportement réel des machines lors de l'usinage Méthodes d identifications : Analyses technologiques des machines et recalage Mesures du comportement réel (Stat, Cin, Dyn) Identification modale sous ecitation contrôlée Identification modale opérationnelle Identification du comportement des interfaces par couplage de réceptance identification des paramètres géométriques par un moyen mesure etéroceptif Recalage de modèles à l'aide de mesures epérimentales en phase d'usinage 8 4
Modélisation du comportement réel des machines Surveillance de machine Modélisation décision Modèle dynamique global de connaissance Identification diagnostic Modèle réduit corps rigides Méthode d identification 1 supervision Modèle réduit statique Modèle réduit modal Sous-modèle électrobroche Sous-modèle actionneurs Méthode d identification Méthode d identification 3 Méthode d identification 4 Méthode d identification 5 Machine réelle 9 Modélisation du comportement réel des machines Modélisation dynamique des machines [ACL06-06] [ACL06-031] [ACL09-008] Approche multi-corps fleibles Réduction de modèles recalage de modèles Prise en compte de la rigidité des liaisons Prise en compte de la précharge de la transmission 10 5
Modélisation du comportement réel des machines Modélisation dynamique des machines [ACL08-010] [ACL09-004] Comparaison couples mesurés / calculés 11 Modélisation du comportement réel ANR FAST : robot mobile rapide à 10m/s dans les bosses Modélisation multicorps de franchissement dynamique Suspension innovante à deu mobilités (brevet en cours de dépot) Robot agile auto-stable en franchissement dynamique d'obstacles Contact roue-sol en virage par rippage d'un véhicule 66 lent Mesure du torseur de contact roue-sol en virages X Force-platform V 1 V V s 3 1 s 3 000 1500 Reaction forces (N) Standard suspension Turn R = 6m R (N) Ry (N) Rz (N) 1000 Y 500 Circular trajectory of radius R Mesure par capteurs de force à 6 composantes Modélisation du comportement en skidsteering ACL10-01 : Journal of Field Robotics -500 0 0 0,5 1 Time (s) 1,5 Amélioration du rendement en virage de 30% par reconfiguration des suspensions 1 6
Modélisation du comportement réel des machines Collaboration industrielle PCI [ACL07-010] [ACL07-011] [ACL08-018] Dynamique des rotors : E.F. poutre co-rotationnelle Application à la détermination du diagramme des lobes de stabilité 13 Modélisation du comportement réel FUI FGVV Modélisationdu comportement dynamique global d un système électrobroche UGV-Tête vibratoire. Identification du comportement dynamique réel des interfaces par la méthode du couplage de réceptance. Définitions de règles de conception et d utilisation de ces systèmes. 14 7
Intégration Machine / Processus Augmentation de la performance Couplage entre la machine et le procédé Modélisation des contraintes Procédé Eigences de réalisation Evolution de la forme Comportement de la machine Redondances structurales Calculs par optimisation sous contraintes Originalité de l approche Cinématiques complees Méthodes d optimisation Large domaine d application Production scientifique 7 thèses, 1 ANR, 3 FUI, 9 articles ² qi ( qi+ 1 q ) i i Si ² i Cr = α q + 0 0 0 q= A, C1, C, B ² q i ( qi+ 1 q i ) ² i i S i 15 Intégration Machine / Processus Verrous scientifiques Modélisation du comportement réel Identification Type de modélisation Employabilité Précision Outils de modélisation Phénomène P Identification Point de vue Calcul du trajet Heuristique / Optimisation Critères de manipulabilité Critères de performance Géométrie du trajet Modèle physique P = F(état) Modèle géométrique géo(p) = G(géo) Point de vue géométrique 5 4.5 4 Objectif Contrainte 3.5 3.5 1.5 Optimisation 1 0.5 0 1.5 1 0.5 0-0.5-0 4 16 8
Intégration Machine / Processus FUI SRD Viande Lumière structurée et reconstruction 3D B A Commande en effort D C Modélisation Optimisation Forte variabilité Découpe des cotes GUIRE G., SABOURIN L., G. GOGU G., E. LEMOINE Robotic cell for beef carcass primal cutting and pork ham boning in meat industry Industrial Robot. Vol. 37, No.6, 010. 17 Intégration Machine / Processus FUI FERMAT Animation de la machine 18 9
Intégration Machine / Processus FUI FERMAT et [ACL08-011] [ACL08-041] DOA optim optim B + lissage optim B sans lissage initiale DOA initial B [ ] 90 85 80 75 70 65 60 100 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 000 100 S [mm] C1 [ ] 108 106 104 10 100 98 100 1400 1600 1800 000 00 S [mm] A [ ] 3 31.5 31 30.5 30 9.5 9 8.5 100 1400 1600 1800 000 00 400 600 800 S [mm] 19 Intégration Machine / Processus Collaboration industrielle Alcan [ACL 10-030] Sousstructure parallèle Poignet Modélisation Structure réelle Ponçage avec compliance Pièce brute Recalage par vision Gestion des redondances Optimisation du comportement Pièce finie 0 10
Participation au projet MI (FR TIMS) Machines et des systèmes mécaniques hautement performants Deu orientations thématiques globales : Manipulation multi-bras - Manipulation multi-composants Opérations Savoir-faire LaMI LASMEA LIMOS TSCF Multi-bras Modélisation, optimisation du comportement réel des mécanismes Conception de structures innovantes Commande référencée vision Vision rapide Multicomposants Conception de structures modulaires Multi-caractérisations comportementale Conception modulaire multi-facettes X Projets : Européen (VEGA), 3 FUI (FERMAT, SRDViand, LCM Smart), ANR (VOPAMP, ECODEFI) Création de l UMT08- «Mécanisation/robotisation dans les filières viandes et produits carnés» 1 Participation au projet MI Manipulation multi-bras Laser Tracker Plateforme mécatronique (3RRR, 3CRS) Cellule d usinage Triptéor X7 Manipulation multi-composants Robot de neurochirurgie Robot parallèle plan 11
Participation au projet VI (FR TIMS) Acteur du projet VI depuis 003 Objectif : améliorer l'efficience pour la Projets : 4 démonstrateurs : mobilité en milieu naturel - Projet ANR FAST - Projet RAPID DGA Arthron - Contrats recherche Thales, MTecks, Speedoma Robot agile, multi-modes pour le franchissement d'obstacles Robot grimpeur de poteau (brevet conjoint avec Thales) Véhicule tout-terrain 66 à suspension reconfigurable Roues-capteurs de force à 6 composantes Valorisation : - brevets (1FR+1PCT) - 1 FR en cours Franchissement rapide (10m/s) d'obstacles Merci de votre attention 4 1