Synthèse et réglage de lois de commandes adaptées aux axes souples en translation : application aux robots cartésiens 3 axes

Abstract

Les robots cartesiens sont utilises dans de nombreux processus industriels et notamment dans l’industrie plastique pour des operations de decharge de presses a injection. Augmenter les performances de ces machines passe par l’utilisation de structures allegees. En effet, la reduction des masses en mouvement permet de reduire sensiblement les couts de fabrication et d’accroitre les caracteristiques dynamiques generales. Cependant, l’augmentation de la souplesse mecanique qui en resulte degrade fortement le comportement vibratoire de ces robots. Cette etude vise a ameliorer le temps de cycle d’un axe souple de robot cartesien par une action sur la commande tout en maitrisant son comportement vibratoire. La demarche adoptee tout au long de cette etude releve d’un enchainement modelisation/commande/autoreglage pouvant s’integrer des la phase de conception. La methodologie de modelisation permet d’obtenir les caracteristiques modales de la structure a partir d’un modele continu derive d’un modele elements-finis. L’application de principes d’inversion sur les modeles de commande obtenus permet d’elaborer une methode de synthese de commandes adaptees aux axes souples. Les nombreux algorithmes proposes permettent d’attenuer les vibrations en gardant des performances acceptables. La robustesse de l’architecture de commande par rapport aux erreurs de modelisation et aux perturbations exterieures est assuree par des asservissements dont la synthese prend en compte la flexibilite du robot. Les strategies de commande ont ete validees sur deux robots cartesiens SEPRO-Robotique. Enfin, des methodes d’autoreglage des principaux algorithmes proposes sont presentees.