Utilisation optimale de l’espace de travail des robots parallèles en affrontant certains types de singularités

Résumé

Les robots parallèles prennent de plus en plus d’importance dans l’industrie. On en retrouve des milliers à travers le monde, dont la majorité sont utilisés dans des opérations de transfert rapide. Ils sont plus rapides que les robots sériels, car leurs moteurs sont généralement fixés à la base, allégeant ainsi la partie mobile du manipulateur. La croissance de la popularité de ces robots sur le marché est cependant limitée en raison de leur espace de travail réduit. En effet, l’approche actuellement privilégiée est d’éviter toute singularité, ce qui résulte en un espace de travail très limité. L’objectif de ce projet est d’augmenter l’espace de travail d’un robot parallèle à cinq barres à l’aide d’une planification de trajectoire qui, d’une part, profite du passage des singularités de type 1 tout en évitant les singularités de type 2, et d’autre part, optimise la trajectoire pour minimiser le temps du parcours. L’algorithme de planification de trajectoire détermine, à partir d’une position (x, y) voulue de l’effecteur terminal, la meilleure des quatre configurations possibles pour l’ensemble des deux bras du robot. Le processus d’optimisation du temps de la trajectoire est réalisé en considérant les contraintes de vitesse et d’accélération maximales ainsi que le couple maximal des moteurs en fonction du modèle dynamique. Un algorithme de commande pour maximiser la réponse dynamique du robot a aussi été conçu. Le modèle dynamique identifié est utilisé pour atteindre les critères de performances visés tout en assurant la précision du suivi. Les algorithmes ont été validés sur un prototype à deux degrés de liberté développé au laboratoire CoRo de l’École de technologie supérieure. Les résultats obtenus démontrent que l’espace de travail du robot est considérablement augmenté par rapport à un robot industriel d’une taille comparable qui ne change pas de configurations. De plus, le changement de configuration permet d’améliorer le temps de parcours d’une trajectoire. Ce projet de recherche a donc permis de développer une nouvelle approche démontrant qu’il est possible de travailler de concert avec les singularités de type 1 dans le but de maximiser les performances et l’espace de travail de certains robots parallèles.

Date	13 août 2012
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Pascal Bigras (Directeur(-trice)) & Ilian Bonev (Codirecteur(-trice))