Un robot à structure parallèle sans vibrations

L'Institute of Composite Structures and Adaptive Systems a conçu un robot qui autorise de fortes accélérations sans vibrations.

Les robots sont largement utilisés dans la production industrielle dans des domaines aussi exigeants que l'automobile ou l'aéronautique. Pour améliorer la qualité et la productivité de leurs installations, les utilisateurs demandent néanmoins des accélérations et des précisions de plus en plus élevées. Des performances difficiles à obtenir sans un changement de l'architecture des robots actuels.

Un système adaptatif contrôle les vibrations

Les structures parallèles sont, à ce titre, des concepts prometteurs pour certaines applications comme l'assemblage ou la manutention à grande vitesse, car les masses en mouvement diminuent sensiblement par rapport à la solution classique. De plus, la structure fermée de ces robots à architecture parallèle améliore la rigidité. Reste à résoudre le délicat problème de vibrations de la structure de ces robots à haute dynamique au début et à la fin de leurs trajectoires. L'Institute of Composite Structures and Adaptive Systems (ICSAS) du German Aerospace Center a réalisé un robot qui élimine cet inconvénient. Baptisé Triglide, il utilise une structure intelligente appelée aussi "système adaptatif".

« Il s'agit d'un système qui utilise des capteurs et des actionneurs intégrés dans la structure pour observer et contrôler ces vibrations », explique Stephan Algermissen, chercheur à l'ICSAS. Les trois axes linéaires du Triglide ne sont pas placés dans le plan mais parallèles les uns aux autres. La plate-forme du robot est reliée à ces axes par trois bras doubles de 600 mm de longueur qui ont au bout des roulements, ce qui autorise des mouvements avec deux degrés de liberté. La structure du robot lui permet des mouvements avec quatre degrés de liberté, trois de translation et un de rotation. « Le robot a été conçu pour assurer des accélérations de 98,1 m/s2 et les six bras se prêtent parfaitement à l'intégration des actionneurs piézoélectriques », indique l'expert.

Les bras sont constitués de deux parties, une passive en aluminium et une autre active en matériaux composite (CFRP) dans laquelle sont insérés les actionneurs. Cette partie est formée par des filaments de fibres de carbone enroulés à ± 45° pour garantir une grande résistance à la torsion. Un système de contrôle sur PC analyse les informations transmises par les actionneurs et permet d'intervenir sur les caractéristiques de ces derniers pour diminuer les vibrations. Les travaux continuent avec l'étude de nouvelles fonctions et d'une structure à six degrés de liberté.

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