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Responsable(s) Ilian Bonev

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Ilian Bonev


PLAN DE COURS

Automne 2024
GPA546 : Robots industriels (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 6557
             
  Profils(s) : T  
             
    MAT265 ET MAT472    
             
Programme(s) : 7485, 7885
             
  Profils(s) : T  
             
    MAT472 ET MAT265    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 33,3 % 66,7 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant aura acquis des notions de base en programmation, conception et cinématique des robots industriels.

Programmation et utilisation des robots : contrôleur, boîtier de commande, manipulateur, fonctionnement manuel, langage KAREL et V+, définition des positions et des tracés, programmation hors ligne, sécurité en production. Conception des robots : historique, définitions, classification, applications, actionneurs, transmission du mouvement, capteurs, préhenseurs. Cinématique des robots : transformations homogènes, représentation de la position et de l'orientation, modèle d'un robot, cinématique directe et inverse, calcul des vitesses, génération des trajectoires.

Séances de laboratoire portant sur la programmation de robots industriels.



Objectifs du cours

Comprendre les notions théoriques de base de la robotique industrielle (référentiels, transformations, angles d’Euler, cinématique directe, cinématique inverse, singularités), et apprendre à les utiliser en pratique.

Au niveau de la technologie, les objectifs spéficiques sont de

  • savoir interpréter les termes d’une fiche technique d’un robot industriel;
  • pouvoir choisir un robot industriel pour une application donnée;
  • connaître les accessoires disponibles pour un robot industriel.

Au niveau de la programmation et la modélisation géométrique, les objectifs spécifiques sont de

  • savoir programmer un robots industriel, et plus particulièrement un robot de la marque ABB, en utilisant le langage de programmation RAPID;
  • connaître, comprendre et visualiser l’environnement 3D dans lequel opère un robot;
  • pouvoir calculer les degrés de liberté de l’effecteur d’un robot industriel;
  • être capable de décrire et donner la pose d’une pièce en spécifiant sa position et son orientation par rapport à un référentiel donné;
  • connaître les angles d’Euler et comprendre la différence entre les nombreuses conventions;
  • être capable de développer les transformations homogènes d’un robot pour mieux connaître le modèle mathématique interne utilisé par les robots industriels;
  • être capable de relier la modélisation mathématique à son application en programmation (élaboration de programmes avancés et compréhension du fonctionnement interne du robot);
  • pouvoir résoudre la cinématique inverse pour comprendre les transformations entre l’espace cartésien et les variables articulaires;
  • savoir calculer les vitesses cartésiennes et les vitesses articulaires, et connaître les configurations singulières d’un robot pour pouvoir les éviter.



Stratégies pédagogiques

Ce cours comprend 39 heures de séances magistrales et 24 heures de laboratoires. Il nécessite environ 9 heures de travail personnel par semaine. Les stratégiques pédagogiques sont:

  • amener l’étudiant à faire les liaisons entre le comportement physique et l’évolution du modèle mathématique d’un bras robotisé, par le biais d’exemples et d’exercices.
  • permettre à l’étudiant durant les laboratoires de programmer un contrôleur de robot afin de générer des séquences complexes répondant aux besoins de l’industrie face à la robotique, tout en appliquant les concepts mathématiques appris durant les cours magistraux.



Utilisation d’appareils électroniques

L'utilisation de la calculatrice TI-Nspire xc est fortement suggérée, et surtout le logiciel TI-Nspire qui est utilisé tout au long du cours.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mardi 13:30 - 17:30 Laboratoire (2 sous-groupes)
02 Mercredi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 17:30 Laboratoire (2 sous-groupes)



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Ilian Bonev Activité de cours Ilian.Bonev@etsmtl.ca A-3639
01 Ahmed Joubair Laboratoire (2 sous-groupes) cc-Ahmed.Joubair@etsmtl.ca
02 Ilian Bonev Activité de cours Ilian.Bonev@etsmtl.ca A-3639
02 Raphael Voyer Laboratoire (2 sous-groupes) raphael.voyer.1@ens.etsmtl.ca



Cours

Groupe 1

DATE PÉRIODES DE COURS LOCAL

Mardi, 3 septembre, à 8h30

Mardi, 3 septembre, à 13h30

C1 : Plan de cours, introduction et vidéos

C2 : Description du robot IRB 1600 et du logiciel RobotStudio, sécurité

A-3240

A-3240

Mardi, 10 septembre, à 8h30

C3 : Programmation de base en RAPID

A-3240

Mardi, 17 septembre, à 8h30

C4 : Mathématiques préliminaires

A-3240

Mardi, 24 septembre, à 8h30

C5 : Transformations homogènes

A-3240

Mardi, 1er octobre, à 8h30

C6 : Révision pour l’examen intra

A-3240

Mardi, 8 octobre, à 8h30

C7 : Examen intra

A-3240

Aucune activité cette semaine

Mardi, 22 octobre, à 8h30

C8 : Matrice DH et cinématique directe / Retour sur l'examen intra

A-3240

Mardi, 29 octobre, à 8h30

C9 : Exercices sur la cinématique directe / Cinématique inverse 

A-3240

Mardi, 5 novembre, à 8h30

C10 : Exercices sur la cinématique inverse / Matrice jacobienne et singularités

A-3240

Mardi, 12 novembre, à 8h30

C11 : Exercices sur la matrice jacobienne / Programmation avancée en RAPID

A-3240

Mardi, 19 novembre, à 8h30

C12 : Technologie des robots et applications industrielles

A-3240

Mardi, 26 novembre, à 8h30

C13 : Révision pour l’examen final

A-3240

Aucun cours cette semaine, mais il y aura la dernière séance de laboratoire

 

Groupe 2

DATE PÉRIODES DE COURS LOCAL

Mercredi, 4 septembre, à 8h30

Mercredi, 4 septembre, à 13h30

C1 : Plan de cours, introduction et vidéos

C2 : Description du robot IRB 1600 et du logiciel RobotStudio, sécurité

A-3240

A-3240

Mercredi, 11 septembre, à 8h30

C3 : Programmation de base en RAPID

A-3240

Mercredi, 18 septembre, à 8h30

C4 : Mathématiques préliminaires

A-3240

Mercredi, 25 septembre, à 8h30

C5 : Transformations homogènes

A-3240

Mercredi, 2 octobre, à 8h30

C6 : Révision pour l’examen intra

A-3240

Mercredi, 9 octobre, à 8h30

C7 : Examen intra

A-3240

Aucune activité cette semaine

Mercredi, 23 octobre, à 8h30

C8 : Matrice DH et cinématique directe / Retour sur l'examen intra

A-3240

Mercredi, 30 octobre, à 8h30

C9 : Exercices sur la cinématique directe / Cinématique inverse 

A-3240

Mercredi, 6 novembre, à 8h30

C10 : Exercices sur la cinématique inverse / Matrice jacobienne et singularités

A-3240

Mercredi, 13 novembre, à 8h30

C11 : Exercices sur la matrice jacobienne / Programmation avancée en RAPID

A-3240

Mercredi, 20 novembre, à 8h30

C12 : Technologie des robots et applications industrielles

A-3240

Mercredi, 27 novembre, à 8h30

C13 : Révision pour l’examen final

A-3240

Aucun cours cette semaine, mais il y aura la dernière séance de laboratoire

 




Laboratoires et travaux pratiques

Groupe 1

DATE SÉANCES DE LABORATOIRE LOCAL
La première semaine, il n'y aura pas de séance de laboratoire, car il y aura deux séances de cours

Mardi, 10 septembre

L1 : Projet #1 – Familiarisation avec le robot et programmation simple

A-0610

Mardi, 17 septembre

L2 : Projet #2 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-3240

Mardi, 24 septembre

L3 : Projet #2 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mardi, 1er octobre

L4 : Projet #2 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mardi, 8 octobre

L5 : Projet #2 – Démo dans RobotStudio (présentation)

A-0610

Aucune activité cette semaine

Mardi, 22 octobre

L6 : Projet #3 – Exemple de la cinématique directe

A-3240

Mardi, 29 octobre

L7 : Projet #3 – Exemple de la cinématique inverse 

 A-3240 

Mardi, 5 novembre

L8 : Projet #3 – Vérification des résultats

A-3240

Mardi, 12 novembre

L9 : Projet #4 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-3240

Mardi, 19 novembre

L10 : Projet #4 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mardi, 26 novembre

L11 : Projet #4 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mardi, 3 décembre

L12 : Projet #4 – Démo dans RobotStudio (présentation)

A-0610

N.B. : Les séances au local A-0610 commceneront à 13h30 ou à 15h30, selon votre équipe. Les séances au local A-3240 commenceront à 13h30, pour toutes les équipes.

Groupe 2

DATE SÉANCES DE LABORATOIRE LOCAL
La première semaine, il n'y aura pas de séance de laboratoire, car il y aura deux séances de cours

Mercredi, 11 septembre

L1 : Projet #1 – Familiarisation avec le robot et programmation simple

A-0610

Mercredi, 18 septembre

L2 : Projet #2 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-3240

Mercredi, 25 septembre

L3 : Projet #2 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mercredi, 2 octobre

L4 : Projet #2 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mercredi, 9 octobre

L5 : Projet #2 – Démo dans RobotStudio (présentation)

A-0610

Aucune activité cette semaine

Mercredi, 23 octobre

L6 : Projet #3 – Exemple de la cinématique directe

A-3240

Mercredi, 30 octobre

L7 : Projet #3 – Exemple de la cinématique inverse 

 A-3240 

Mercredi, 6 novembre

L8 : Projet #3 – Vérification des résultats

A-3240

Mercredi, 13 novembre

L9 : Projet #4 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-3240

Mercredi, 20 novembre

L10 : Projet #4 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mercredi, 27 novembre

L11 : Projet #4 – Programmation hors-ligne dans RobotStudio

A-0610

Mercredi, 4 décembre

L12 : Projet #4 – Démo dans RobotStudio (présentation)

A-0610

N.B. : Les séances au local A-0610 commenceront à 13h30 ou à 15h30, selon votre équipe. Les séances au local A-3240 commenceront à 13h30, pour toutes les équipes.




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • Robots industriels ABB IRB 1600 et IRB 14050 (YuMi)
  • RobotStudio (logiciel de simulation pour les robots ABB)
  • RoboDK (logiciel de simulation pour tous les robots industriels)
  • TI-Nspire
  • MATLAB



Évaluation

  

ACTIVITÉ

DESCRIPTION

%

Projet #1

Mon premier programme (familiarisation)

2

Projet #2

Programmation de base d’un robot  ABB en langage RAPID

13

Projet #3

Cinématique d’un robot industriel et vérification des résultats dans RobotStudio

10

Projet #4

Programmation avancée d’un robot ABB

15

Examen intra

Mardi, le 8 octobre (Groupe 1), et mercredi, le 9 octobre (Groupe 2)

25*

Examen final

Durant la période des examens finaux

35*

* Une moyenne de 50 % aux deux examens combinés est exigée pour réussir le cours.




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 8 octobre 2024
2 9 octobre 2024



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Une pénalité de 5% par jour de retard sera appliqée pour les rapports/listings des projets 2, 3 et 4.




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

Le manuel de cours est disponible gratuitement sur le site Web du cours. Il est obligatoire.




Ouvrages de références

aucun




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

Ne s'applique pas