Conception et commande d'un robot industriel en bois

Conception et commande d'un robot industriel en bois

Concevoir des robots avec des Matériaux Bio-Sourcés (MBS) dans le but d'écoconception n'a presque jamais été exploré dans le passé. L objectif de cette thèse est de montrer qu il est possible de réduire considérablement l impact environnemental des robots industriels en remplaçant la grand...

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Détails bibliographiques
Auteurs principaux : Kaci Lila (Auteur), Briot Sébastien (Directeur de thèse, Membre du jury), Boudaud Clément (Directeur de thèse, Membre du jury), Martinet Philippe (Directeur de thèse, Membre du jury), Frémont Vincent (Président du jury de soutenance, Membre du jury), Renaud Pierre (Rapporteur de la thèse, Membre du jury), Dubois Frédéric (Rapporteur de la thèse, Membre du jury), Dune Claire (Membre du jury), Sauvat Nicolas (Membre du jury)
Collectivités auteurs : Centrale Nantes 1991-.... (Organisme de soutenance), École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication Rennes (Ecole doctorale associée à la thèse), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (Laboratoire associé à la thèse)
Format : Thèse ou mémoire
Langue : français
Titre complet : Conception et commande d'un robot industriel en bois / Lila Kaci; sous la direction de Sébastien Briot et de Clément Boudaud et de Philippe Martinet
Publié : 2018
Accès en ligne : Accès Nantes Université
Note sur l'URL : Accès au texte intégral
Note de thèse : Thèse de doctorat : Automatique, productique et robotique : Ecole centrale de Nantes : 2018
Sujets :
Robots industriels
Robots > Systèmes de commande
Bois > Recherche
Éco-matériaux
Mécanisme à cinq barres
Conception optimale
Modèles élastiques des robots
Bois acétylé
Asservissement visuelle
Écoconception
Thèses et écrits académiques
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230 |a Données textuelles 
304 |a Titre provenant de l'écran-titre 
314 |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) 
314 |a Partenaire(s) de recherche : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (Laboratoire) 
314 |a Autre(s) contribution(s) : Vincent Frémont (Président du jury) ; Sébastien Briot, Clément Boudaud, Philippe Martinet, Vincent Frémont, Pierre Renaud, Frédéric Dubois, Claire Dune, Nicolas Sauvat (Membre(s) du jury) ; Pierre Renaud, Frédéric Dubois (Rapporteur(s)) 
328 0 |b Thèse de doctorat  |c Automatique, productique et robotique  |e Ecole centrale de Nantes  |d 2018 
330 |a Concevoir des robots avec des Matériaux Bio-Sourcés (MBS) dans le but d'écoconception n'a presque jamais été exploré dans le passé. L objectif de cette thèse est de montrer qu il est possible de réduire considérablement l impact environnemental des robots industriels en remplaçant la grande majorité des matériaux métalliques / composites de carbone utilisés dans leur conception par des matériaux bio-sourcés à faible impact écologique. Le bois est l'un des meilleurs candidats en raison de ses propriétés mécaniques intéressantes. Cependant, les performances / dimensions du bois varient en fonction des conditions atmosphériques / sollicitations externes. Ainsi, cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet RobEcolo dont le défi est de concevoir un robot industriel parallèle en bois rigide et précis. Afin d'assurer une performance optimale de robots en bois (en particulier la précision) et de minimiser l'incertitude des modèles MBS et les erreurs dues aux variations dimensionnelles en fonction des conditions atmosphériques, des capteurs extéroceptifs peuvent être utilisés pour commander le robot. Cependant, toute observation externe a un impact sur les performances du robot. Il est donc nécessaire d'optimiser la conception du robot par rapport aux critères de performance mécanique usuels mais aussi par rapport aux indices de performance issus de la définition de la commande par capteurs extéroceptifs. Ainsi, l'un des objectifs de ce manuscrit est de décrire une nouvelle approche de conception orientée commande. Cette approche permet de prendre en compte les performances du contrôleur dès la phase de conception du robot ce qui amènera à satisfaire la performance de précision lors de la commande de celui-ci, par la définition des paramètres géométriques primaires optimaux du robot. En effet, des modèles élastiques sont nécessaires aux étapes de conception et de contrôle et doivent être suffisamment précis pour fournir une estimation correcte des déformations et des fréquences propres du robot. De plus, ils doivent également être efficaces sur le plan de temps de calcul, car ils seront calculés des milliers de fois au cours du processus de la conception optimale, ou en temps réel dans la boucle de commande. Afin de répondre à ces exigences, nous proposons dans ce manuscrit une modification basée sur la théorie poutre d'Euler-Bernoulli qui est utilisée pour développer des modèles élastiques en bois simples et rapides capables de prédire un comportement réaliste des robots en bois en statique et en dynamique. Enfin, les développements théoriques proposés dans cette thèse ont permis le prototypage d'un mécanisme à cinq barres en bois et les performances du robot en termes de rigidité et de précision ont été validées expérimentalement sur le prototype. 
330 |a Designing robots with bio-sourced materials (BSM) for eco-design purpose has almost never been explored in the past. This thesis investigates the potential of using bio-sourced materials, which have almost no environmental impact, instead of metals for robot design. Wood is one of the best candidates because of its interesting mechanical properties. However, wood performance / dimensions vary with the atmospheric conditions / external solicitations. Thus, this thesis is in the framework of the RobEcolo project whose challenging to design a stiff and accurate wooden industrial parallel robot. To ensure optimal performance of the wooden robot (specifically the accuracy) and in order to minimize the uncertainty of the BSM models and the errors due to the dimensional variations due to atmospheric conditions, exteroceptive sensors can be used to control the robot. In order to satisfy these requirements, we propose in this manuscript a modification of the Euler-Bernoulli beam theory which is used to develop accurate and fast wood elastic models able to predict the realistic robot static and dynamic behaviors. Finally, theoretical developments proposed in this thesis allowed the prototyping of an industrial wooden five-bar mechanism and the robot performance in term of safeness and accuracy has been validated experimentally on the prototype. 
337 |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF 
541 | |a Design and control of an industrial wooden robot  |z eng 
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