Conception, modélisation et simulation de la structure compliante passive DCR pour robot d'assemblage

par Abdennasser Fakri

Thèse de doctorat en Informatique et Automatique Appliquée

Sous la direction de Alain Jutard.

Soutenue en 1985

à Lyon, INSA , en partenariat avec LAI - Laboratoire d'Automatique Industrielle (Lyon, INSA) (laboratoire) .

mots clés

• Matériaux -- Fluage
• Assemblages (construction)
• Compliance

Résumé

Parmi les tâches manu facturières, les opérations d ' assemblage apparaissent comme les plus délicates à robotiser. La première partie de ce mémoire présente une réflexion générale sur ce problème et établit l'état de l'art en la matière, sous la forme d'une classification que nous avons souhaitée la plus systématique possible et la plus exhaustive. Cette réflexion nous a conduit à imaginer un dispositif compliant passif original doté de deux centres de rotation , désigné sous l’appellation de système OCR-LAI. La seconde partie de notre mémoire est consacrée à la description de cette structure compliante et de son principe de fonctionnement, ainsi qu’à la présentation de résultats expérimentaux portant sur la mesure des contraintes développées lors d'un test-type d 'insertion. L' analyse de ces résultats a permis de conforter nos hypothèses et à mettre en évidence les particularités de fonctionnement du dispositif. La dernière partie du. Mémoire fournit un modèle mathématique du comportement, géométrique puis dynamique, de la structure compliante, qui permet de suivre par simulation l'évolution des contraintes de contact goupille -alésage en cours d'insertion. Cette modélisation est destinée à servir d'aide à la décision l ors du choix d'un organe compliant de ce type en regard des caractéristiques des pièces à assembler.

Titre traduit

= Design, modelling and simulation of a passive compliant structure with two rotation centers for an assembly robot

Résumé

Amongst manufacturing tasks, assembly operations seem to be the most ticklish to robotize. The first part of this dissertation presents general considerations on that problem and gives the state of the art on the subject, under a classification form, which we wanted as systematic as possible and the most exhaustive. These considerations lead us to conceive a n original passive compliant device, provided with two rotations centres, which we called "DCR-LAI system". The second part of our thesis i s devoted to the description of that compliant structure and its working principles. We also give some experimental results related to measures of constraints appearing during a given example of insertion. The analysis of these results allows us to verify our hypothesis, and shows the working particularities of our device. The last part of our thesis gives a mathematical model of geometrical and dynamical behaviour of our compliant structure, which permits the simulation , of the evolution of contact constraints between pin and bore during insertion. Such a simulation may be used as a decision and for the choice of a compliant device with regards to characteristics of parts to assemble.