Modélisation et identification élastodynamiques des robots manipulateurs : application à l'étude d'une nouvelle structure de transstockeur

Electrodynamic modeling and modification of robots manipulators : application to the study of the new stracker crane

• Auteur / Autrice : Mathieu Rognant
• Direction : Eric Ragneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Designers

Robots industriels

Élasticité

Robots -- Dynamique

Robots

Résumé

Le transstockeur TGD50, robot manipulateur industriel développé par les sociétés SYDEL et SEDEP, est utilisé dans le domaine du stockage automatisé. L’objectif premier de cette thèse est d’étudier le comportement élastodynamique de ce manipulateur, afin de définir les modifications à lui apporter pour améliorer ses performances. Dans un premier temps, un diagnostic expérimental de ce transstockeur a été réalisé : celui-ci a permis d’identifier les limites de ce manipulateur et de valider les hypothèses de modélisation. Une méthodologie de modélisation capable de décrire le comportement élasto-dynamique du transstockeur TGD50 est ensuite développée, permettant d’intégrer les différentes hypothèses retenues lors de la phase de diagnostic. Cette méthodologie est validée expérimentalement, puis mise en oeuvre dans une démarche de conception, conduisant à l’élaboration d’une nouvelle structure dont le volume de travail est accru pour un encombrement au sol inchangé. Enfin, la démarche de diagnostic expérimental ainsi que la méthodologie de modélisation sont appliquées avec succès sur un manipulateur à structure parallèle de type Delta à des fins d’identification. Les résultats alors obtenus montrent la pertinence et la généricité des procédures proposées dans cette thèse. Celles-ci constituent des outils adaptés aussi bien à la conception mécanique qu’à l’identification en vue de la commande.

The stacker crane tgd50 is a robot manipulator developed by industrial companies sydel and sedep and used in automated warehouses. The main objective of this phd is the study of the elastodynamic behavior of this manipulator. It aims to define how to modify the structure to improve its performance. Initially, an experimental diagnosis of this stacker crane has been achieved, in order to bring out limitations of this manipulator, and to validate modeling assumptions. A modeling methodology that can describe elastodynamic behavior of the tgd50 stacker crane is then developed, integrating the various assumptions made during the diagnosis phase. This methodology is experimentally validated, and implemented in a design process, leading to the development of a new structure whose workspace is augmented for a footprint equal to the former one. Finally, the experimental approach of diagnosis and modeling methodology are successfully implemented for identification on a 3d delta-like parallel structure. Results show both relevance and genericity of procedures suggested in this thesis. These tools are adapted to mechanical as well as identification for control.