Série 6 - Modéliser, prévoir et vérifier les performances statiques des systèmes

Étude expérimentale

Le robot ERICC 3 est utilisé sur les chaînes de montage d'usine, pour porter les pièces lourdes, et les assembler entre elles. N'hésiter pas à vous reporter à la vidéo sur le bureau dans le dossier « PCSI ».

Ce robot a 5 axes de rotation. La figure ci contre illustre les positions des axes de rotation possible entre les différentes parties du robot.

La définition des axes est la suivante :

• Axe 1 : axe de lacet

• Axe 2 : axe d'épaule

• Axe 3 : axe de coude

• Axe 4 : axe de poignet

• Axe 5 : axe de pince.

Les rotations des membres du robot sont commandées par des moteurs à courant continu. La vitesse de rotation de ces moteurs n'est pas directement celle des membres du robot, car elle est réduite pas l'intermédiaire d'un réducteur et d'un système de poulie courroie.

L'objectif de cette partie est de comprendre l'architecture du robot, ses mouvements, et de calculer les couples que les moteurs fournissent pour provoquer son déplacement.

Manipulation 1:

• Allumer l'ordinateur.

• Déverrouiller l'arrêt d'urgence du robot et appuyer sur « marche ».

• Double cliquer sur l'icône « Ericc3 V1.5 » présent sur le bureau.

• Effectuer la procédure d'initialisation du robot en cliquant sur « Robot », puis sur « Déplacement manuel » et « Prises d'origine ». Valider le départ.

• Si le moindre problème apparaît, appuyer sur le bouton d'arrêt d'urgence.

Le modèle cinématique du robot est donné sur la figure suivante :

La correspondance des angles avec ceux du robot est la suivante :

Lacet : θ1 ; épaule : θ2 ; coude : θ3 ; poignet : θ4 ; pince : θ5

Il faut bien faire attention au signe des angles pour comprendre leur orientation.

Manipulation 2:

• Dans le repère articulaire, placer le robot dans la position (θ1 = 0°, θ2 = -90, θ3 = -90°, θ4 = 0°).

• Entrer les angles souhaités dans les cases correspondantes, et cliquer sur « Appliquer »

Manipulation 3:

• Cliquer sur « Fichier / Ouvrir » et sélectionner le fichier « stat102.pmc » présent dans le sous répertoire « programme » du répertoire « ericc3 ».

• Transférer le programme « stat102.pmc » à la carte PMAC (écraser le fichier déjà présent dans la carte si besoin) et l'exécuter (ne pas changer le numéro de programme donné par défaut, en l'occurrence 101).

• Le programme « stat102.pmc » réalise un déplacement de l'ensemble {épaule + coude} de la façon suivante :

- déplacement (15°/s) de l'épaule à partir de la position verticale (θ2 = -90°, θ3 = -90°) vers θ2 = -60°.

- déplacement (15°/s) de l'épaule de la position θ2 = -60° à la position θ2 = -30°.

- déplacement (15°/s) de l'épaule de la position θ2 = -30° à la position θ2 = 0°.

Manipulation 4:

Exécuter la mesure temporelle du déplacement programmé dans le fichier « stat102.pmc ». Pour cela :

• cliquer sur l'icône « nouvelle mesure temporelle », puis dans la fenêtre qui apparaît, cliquer sur l'icône « Enregistrement d'un déplacement programmé ».

• dans la boîte de dialogue « Définition de l'acquisition » qui apparaît, choisir, pour le mouvement d'épaule, l'affichage des grandeurs suivantes : « Position mesurée », « Vitesse mesurée », « Courant moteur ».

• Donner un temps d'acquisition de 30 000 millisecondes et entrer le numéro du programme à utiliser : 101.

• Lancer l'acquisition en cliquant sur « Départ ».

Manipulation 5:

Lisser la courbe d'intensité en cliquant droit dessus et en sélectionnant « Filtre ».

Q1 : Commenter le signe de l'intensité du courant en phase de montée et de descente.

Manipulation 6:

Afficher l'échelle de l'intensité sur l'axe de droite. Pour cela, cliquer sur l'icône « i », et sélectionner « courant moteur » dans l'axe Y de droite.

Q2 : Compléter sur le document réponse (tableau ci-dessous) l'intensité du courant en fonction de l'angle θ2, pour les positions θ2 = -60°, θ2 = -30° et θ2 = 0°.

Q3 : Compléter sur le document réponse (tableau ci-dessous) le couple moteur d'épaule Cm qu'exerce le moteur placé entre S1 et S2, sachant que le coefficient de couple du moteur est Km = 0,048 N.m/A.

Q4 : Compléter sur le document réponse (tableau ci-dessous) le couple (C12 mesuré) qu'exerce S1 sur S2, via le moteur d'épaule, sachant qu'un système de réduction de vitesse placé à la sortie du moteur augmente les couples de 330.

Q5 : Commenter les résultats obtenus, notamment l'évolution du couple moteur observé, en fonction de la valeur de θ2.

Manipulation 7:

Fermer le logiciel sans enregistrer les modifications, et appuyer sur l'arrêt d'urgence du robot pour l'arrêter.

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