Bonjour,
gozos a dit:
el patenteu a dit:
je vois vraiment pas qu'est-ce qu'il y a de délirant a faire le premier axes avec moin d'un dixieme de jeu
Bonjour,
On ne parle pas ici de jeu dans l'articulation qui est facilement de 0 avec un montage correct...
On parle ici de l'angle de rotation que doit réaliser la première articulation pour que le bout du bras de 1.8m se déplace de 0.1mm...
Un simple calcul donne cet angle de rotation... qui est de 0.003° je vous laisse imaginer...
Même s'il est possible de mesurer cette angle il devient bcp plus difficile de le respecter en dynamique en tenant compte de la vitesse du bras et de l'inertie qu'il a quand il est totalement ouvert à 1.8m sans oublier la déformation de celui-ci sous son poids propre et des efforts d'accélération qu'il subit...
gozos a bien expliqué une partie du problème. Je vais développer un peu.
Précision du positionnement
gozos a le bras long ! A priori trop long pour el patenteu. Je vais donc prendre un bras de 1 mètre de longueur. Mais de toute façon, si on veut un robot qui ait une utilité, il lui faudra 2 bras successifs. Et on arrivera aux 2 mètres.
Si je veux pouvoir positionner un bras de 1 mètre tous les 0,1 mm, il va falloir un codeur sachant mesurer un angle de 0.0057°, soit un codeur ayant plus de 62 800 points/tour.
Là on dépasse les limites des codeurs rotatifs courants qui mesurent la rotation des vis à billes de nos machines outils. A titre de comparaison, un codeur rotatif de 1 800 points/tour (un banal ROD 420 Heidenhain) monté en bout d’une vis à billes ayant un pas de 5 mm permettra de mesurer un déplacement linéaire de 0,0028 mm !
Par contre il existe des systèmes de mesure à très haute résolution qui sont utilisés entre autre pour les tables rotatives des machines-outils, sur les broches des tours CN etc… Ces capteurs dépassent les 180 000 points/tour. Bonne nouvelle, notre problème de mesure est résolu !
Le maintien
Maintenant que nous pouvons connaître la position du bras du robot, que se passe t-il lorsqu’un effort s’applique à son extrémité ? Là, on fait intervenir la notion de raideur. La raideur, c'est le rapport effort/déplacement. Cette notion est une des plus importantes à connaître quand on fait de la conception de machines.
J’ai pris un catalogue de réducteurs utilisés en robotique, à hautes performances, grand couple, faible jeu etc… Le modèle TS200, réduction entre 63 et 169, supporte un couple de 890 Nm en continu, encaisse un couple de 2225 Nm par intermittence (accel et freinage), a une raideur en torsion de 200 Nm/arcmin. Cela signifie que si on applique une force de 200 N (~20 kg) au bout d’un bras de 1 mètre, on obtient une rotation du bras de 1 arcmin, ce qui fait à 1 mètre un déplacement de 0,145 mm.
Alors imaginons le poids propre du bras auquel on ajoute la broche d’usinage plus le moteur de broche plus l’outil au bout du bras. On devrait largement dépasser les 200 N. Donc quand le bras sera à peu prés à l’horizontale, son extrémité sera plus basse d’au moins 0,145 mm.
On pourrait imaginer un dispositif de correction d’erreur en fonction de la position angulaire du bras et de la charge embarquée.
Mais que va-t-il se passer quand le bras va descendre pour usiner la pièce ? On va se retrouver avec un système oscillant, rattrapage des 0,145 mm puis reprise en fonction des efforts de coupe etc…
Et là, on est juste au bout d’un bras de 1 mètre de longueur. Alors au bout du deuxième bras, le résultat est catastrophique. Comme dit précédemment par d’autres, la maitrise d’un système en rotation est extrêmement difficile en dynamique.
Pour améliorer les choses il faudrait utiliser des composants d’une telle qualité que le coût de la machine serait sans doute supérieur à celui d’une machine traditionnelle sans en avoir la qualité.
Dans les machines d’usinage ayant une grande « souplesse » certains sont partis sur des voies différentes, comme par exemple CMW avec l’hexapode, en utilisant des actionneurs linéaires disposés en triangle ce qui procure une grande raideur.
J’espère ne pas avoir été trop long ou rébarbatif avec ces explications, mais je connais un peu ces problèmes et si aucun fabricant ne propose sur le marché une machine d’usinage sur cette architecture (type robot), ce n’est pas sans raison. Des essais ont été faits et pour l’instant les applications se limitent à des travaux simples, meulage, brossage, ébarbage, qui ne demandent pas une grande précision.
Hexapode CMW
Codeur rotatif