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1 DEXTER - Conception et commande de robots pour la manipulation LIRMM - Laboratoire d-Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier

Abstract : The work of this thesis contributes to solve one of the actual issues of research on parallel robots which isto find a compromise between high dynamics and good accuracy. Three approaches have been considered :geometrical calibration using external measurements, use of metrological redundancy, and finally applicationof the dissociated measurement principle. First, a classical geometrical calibration of a linear Deltarobot and the first prototype of the Par4 robot are presented. Despite being effective in the case of quasistaticproblems, this method reveals to be insufficient when the forces applied to the robot-s structure bringabout deformations on the latter. Parallel robots with actuation redundancy thus present a particular difficultyto be calibrated since internal constraints may appear in their mechanisms and deform their structure.This is why a method to transform actuation redundancy into kinematic redundancy has been proposed.Metrological redundancy has also been studied, and several methods benefitting from it have beenanalyzed and tested. Finally, the concept of dissociation between actuation and measurement is introduced.This novel concept in parallel robotics lies on the separation of motion and force transmission from therobot-s state measurement. This concept has been applied on a parallel-based machine tool, and a prototypehas been built. Control laws have been tested, and results concerning precision improvement are presented

Résumé : Un des enjeux actuels de la recherche sur les robots parallèles est de concilier grandes capacités dynamiqueset bonne précision. Les travaux présentés dans cette thèse contribuent à la résolution de cetteproblématique. Trois approches ont été considérées : l-étalonnage géométrique à partir de mesures externes,l-utilisation de la redondance métrologique et enfin l-application du principe de mesure dissociée.Tout d-abord, l-étalonnage géométrique classique d-un robot Delta linéaire puis du premier prototypedu robot Par4 sont présentés. Cette méthode, bien qu-efficace dans le cas de problèmes quasi-statiques,s-avère insuffisante lorsque des efforts appliqués sur la structure du robot entraînent des déformations decelui-ci. Le cas des robots parallèles à redondance d-actionnement présente ainsi la particularité d-êtredifficile à étalonner car des contraintes internes peuvent apparaître dans ces mécanismes et déformerleur structure. C-est pourquoi une méthode pour transformer la redondance d-actionnement en redondancecinématique a été proposée. La redondance métrologique a également été étudiée et plusieursméthodes tirant profit de cette redondance ont été analysées et testées. Enfin, le concept de dissociationentre l-actionnement et la mesure est introduit. Ce concept, novateur en robotique parallèle, reposesur la séparation entre la transmission du mouvement et des efforts et la mesure de l-état du robot. Ceconcept a été appliqué sur une machine-outil à architecture parallèle et un prototype a été réalisé. Deslois de commande ont été testées et les résultats en termes d-amélioration de la précision sont présentés.

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Keywords : Parallel Robots Accuracy Kinematics redundancy Actuation redundancy Metrologicalredundancy Actuation-measurement dissociation MoM3 Machine-tool

Mots-clés : Robots parallèles Précision Redondance cinématique Redondance d-actionnement Redondancemétrologique Dissociation actionnement-mesure Machine-outil MoM3





Author: David Corbel -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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