Etude et analyse de la répétabilité en vue de l’amélioration de la précision des robots industriels

Abstract

L’efficacité des robots réside dans l’exactitude de leur mouvement et la précision de leur position, donc, il est indispensable de limiter, voir d’éliminer, les effets des différentes sources d’erreur qui provoquent l’imprécision de l’organe terminal du robot industriel. Cependant, les imperfections à l'origine du défaut de répétabilité sont de nature aléatoire, causées par les phénomènes non-géométriques tels que les jeux, l’usure et les frottements existant au niveau des articulations. Le frottement dans les liaisons est l’une des principales causes de perte de rendement de ces derniers. Ce phénomène physique est plus difficile à compenser. A cet égard, la présente recherche porte sur l’étude et l’analyse de la répétabilité du robot déduite par les variations de frottement et d’usure sur la base d’une approche probabiliste basée sur des ellipsoïdes stochastiques. La démarche consiste à développer un modèle de frottement mixte avec des propriétés améliorées par rapport aux modèles standards existants. Le contact se présente comme une multitude de micro contacts dont la nature peut être de deux types : lubrifiée et solide. Ce modèle est testé expérimentalement sur un tribomètre alternatif dans des conditions de frottement extrêmes, avec une vitesse de glissement variant de 0.1 à 3 m/s et une charge modifiée de 40N à 150N pour l’analyse de l'effet de la vitesse, de l'effet de la pression de contact nominale ainsi que de l'effet du glissement sur les paramètres de frottement. Les résultats obtenus montrent comment ce modèle peut être représenté comme une somme de fonctions des états pertinents, qui sont linéaires et non linéaires dans les paramètres de frottement. Ainsi, ces résultats ont été utilisés pour évaluer la matrice de covariance afin de localiser les différentes plages d'erreurs qui ont un impact sur la répétabilité du robot