Ce cours vise à permettre l’acquisition de notions théoriques et pratiques sur la robotique industrielle, sur les caractéristiques métrologiques des robots industriels et sur les approches d’étalonnage des manipulateurs industriels.

Au terme de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante sera en mesure :

• d’identifier les différentes catégories de robots disponibles en industrie;
• d’interpréter la terminologie technique de la robotique industrielle;
• de colliger les principales caractéristiques métrologiques des robots industriels;
• de comparer des méthodes d’amélioration de la précision absolue d’un robot industriel;
• d’être familiariser avec la norme ISO9283 et les machines utilisées dans le domaine de la métrologie de précision;
• de définir les nouvelles applications de robots dans le domaine de l’inspection et la robotique de précision.

L’étudiant ou l'étudiante pourra également résoudre la cinématique directe et inverse des robots parallèles et sériels; calculer une matrice de sensibilité et utiliser la méthode SVD pour faire l’analyse d’observabilité; utiliser des modèles d’optimisation pour l’identification des paramètres des manipulateurs industriels; étalonner un robot par étalonnage directe, étalonnage inverse, étalonnage par contrainte et finalement la correction dynamique des trajectoires.

L'objectif de ce cours est d'initier les étudiants dans le domaine de la métrologie robotique. En premier lieu, les étudiants vont être amenés à comprendre les sources des erreurs qui affectent la précision des robots industriels. Par la suite, ils vont apprendre les méthodes disponibles pour l'évaluation des principales caractéristiques métrologiques (par exemple, la précision et la répétabilité de pose). La norme ISO 9283 va être présentée aux étudiants pour leur expliquer les approches proposées par cette norme.

Par ailleurs, ce cours va introduire aux étudiants les approches disponibles pour améliorer la précision absolue des robots industriels, en utilisant des méthodes d’étalonnage géométriques et non-géométriques. Pour une bonne compréhension des approches d’étalonnage, la modélisation mathématique des robots industriels (incluant les calculs matriciels, les cinématiques directe et inverse) est enseignée aux étudiants, à la première partie du cours.

D’un côté, les étudiants vont être amenés à comprendre les notions théoriques de la robotique industrielle, incluant les robots conventionnels, redondants et collaboratifs. D’un autre côté, ce cours permettra aux étudiants d’apprendre plusieurs notions sur les caractérisés métrologiques des robots industriels ainsi que les approches d’étalonnage disponibles.

Au niveau de la technologie, les objectifs spécifiques sont :

• connaître les différentes catégories des robots disponibles en industrie (robots collaboratifs, robots redundants, …etc.);
• savoir interpréter la terminologie technique de la robotique industrielle;
• pouvoir choisir le robot industriel approprié selon une application spécifique. Ceci, en considérant la catégorie du robot et les caractéristiques techniques (e.g. charge utile, espace de travail, précision exigée,…etc.).
• apprendre les principales caractéristiques métrologiques des robots industriels, en se basant sur la norme ISO 9283;
• apprendre des méthodes d’amélioration de la précision absolue d’un robot industriel;
• connaître les nouvelles applications des robots dans le domaine de la métrologie.

Au niveau de la modélisation mathématique, les objectifs spécifiques sont :

• comprendre et visualiser l’environnement 3D d’un robot industriel, en utilisant les poses (i.e. sa position et son orientation) des objets qui y sont présents;
• être capable d’exprimer la localisation d’une pièce par rapport à un référentiel associé à l’environnement de travail d’une cellule robotisée (méthodes vectorielles et matricielles);
• pouvoir résoudre la cinématique directe et inverse pour comprendre le fonctionnement du robot, l’étalonnage du robot étant basé sur ces modèles mathématiques;
• savoir calculer une matrice jacobienne d’identification des paramètres (matrice de sensibilité), pour l’analyse d’observabilité et la réalisation d’un étalonnage efficace.

39 heures de cours magistral. Des études de cas seront présentées en classe pour permettre aux étudiants de bien comprendre les problèmes reliés aux différentes stratégies de transport utilisées dans la chaîne logistique. La lecture des notes de cours est essentielle pour compléter et assimiler la matière de ce cours.