Logo ÉTS
Session
Cours
Responsable(s) David St-Onge

Se connecter
 

Sauvegarde réussie
Echec de sauvegarde
Avertissement
École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : David St-Onge


PLAN DE COURS

Hiver 2020
MEC741 : Robotique (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC222    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 25,0 % 25,0 % 50,0 %




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

Acquérir les principes fondamentaux de la robotique, de la géométrie de base jusqu'à la cinématique des manipulateurs, en passant par le contrôle des organes actionneurs.

Vue d'ensemble sur les robots : historique, technologie, géométrie, classification industrielle, composantes. Organes actionneurs : électriques, hydrauliques et pneumatiques. Détection de vitesse et de position. Contrôle des moteurs. Modélisation cinématique : directe, inverse, incrémentale; modélisation dynamique du bras manipulateur : programmation des robots, programmation hors ligne, génération de trajectoire, contrôle de trajectoire, programmation structurée.

Séances de laboratoire portant sur la conception de manipulateurs programmables simples et l'étude de la cinématique des robots.




Objectifs du cours

Comprendre les notions théoriques de base de la robotique industrielle (référentiels, 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, en considérant des charactéristiques techniques (e.g. espace de travaile, charge utile…);
  • connaître les accessoires disponibles pour un robot industriel.
  • connaître les nouvelles applications des robots dans le domaine de génie mécanique.
  • apprendre les principales charactéristiques métrologiques des robots industriels, en se basant principalement sur la norme ISO 9283.
  • apprendre les principes d’étalonnage d’un robot industriel pour améliorer sa précision absolue.

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;
  • être capable de décrire et donner la localisation d’une pièce par rapport à un référentiel donné, en spécifiant sa pose (i.e. sa position et son orientation);
  • connaître les angles d’Euler et comprendre la différence entre les nombreuses conventions;
  • apprendre à développer les transformations homogènes d’un robot pour mieux connaître le modèle mathématique interne utilisé par les robots industriels;
  • pouvoir résoudre la cinématique inverse pour comprendre le fonctionnement interne du robot, basé sur des 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 robot industriel, 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 répondant aux besoins de l’industrie face à la robotique, tout en appliquant les concepts mathématiques appris durant les cours magistraux.
  • Introduire des nouvelles applications de la robotique industrielle, qui sont en lien avec le génie mécanique : e.g. Étalonnage des robots, utilisation des robots dans les domaines de la métrologie et de  l’usinage.



Utilisation d’appareils électroniques

S/O




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 18:00 - 20:00 Laboratoire
Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Ahmed Joubair Activité de cours cc-Ahmed.Joubair@etsmtl.ca A-3736



Cours

 

 

Cours Date Période de cours Local

C1

Mardi 7 janvier

Plan de cours, introduction et application industrielles en robotique.

B-3414

C2

Lundi 13 janvier

Sécurité en robotique industrielle

A-1214

Description du robot IRB 1600 et du logiciel RobotStudio

C3

Mardi 14 janvier

Approches de programmation des robots industriels

B-3414

Programmation de base en RAPID (Robots ABB)

C4

Mardi 21 janvier

Mathématique préliminaires

B-3414

C5

Mardi 28 janvier

Transformation homogène

B-3414

C6

Mardi 4 février

Révision pour l’examen intra

B-3414

C7

Mardi 11 février

Examen intra

B-3414

C8

Mardi 18 février

Cinématique directe des robots (Matrice HD)

B-3414

C9

Mardi 3 mars

Cinématique inverse et retour sur l’examen intra

B-3414

C10

Mardi 10 mars

Matrice Jacobienne et singularités

B-3414

C11

Mardi 17 mars

Métrologie des robots industriels (ISO 9283), technologies et applications mécaniques

B-3414

Notions sur la programmation avancée en RAPID

C12

Mardi 31 mars

Étalonnage des robots industriels

B-3414

Analyse d'observabilité

C13

Mardi 7 avril

Révision pour l’examen final

B-3414




Laboratoires et travaux pratiques
DATE   SÉANCES DE LABORATOIRE LOCAL
    ** La deuxième semaine du trimestre, il n'y aura aucune séance de laboratoire: il y aura deux périodes de cours.  
    Pourquoi? Il faut avoir terminé trois séances de cours avant de pouvoir commencer le premier lab.  
Lundi 20 janvier L1 Projet # 1 – Familiarisation avec le robot et programmation simple A-1214
Lundi 27 janvier L2 Projet #1 A-1214
Lundi 3 février L3 Projet #1 A-1214
Lundi 10 février L4 Projet #2 – Programmation hors ligne dans RobotStudio A-1214
Lundi 17 février L5 Projet #2 A-1214
Lundi 2 mars L6 Projet #2 A-1214
Lundi 9 mars L7 Projet #2 - Démo (Vérification des programmes) A-1214
Lundi 16 mars L8 Projet #3 – Exemple de la cinématique directe A-1214
Lundi 23 mars L9 Projet #3 – Exemple de la cinématique inverse A-1214
Mardi 24 mars L10 Projet #3 – Démo (Vérification des résultats) à déterminer
Lundi 30 mars L11 Projet #4 – Exemple sur la matrice Jacobienne A-1214
Lundi 6 avril L12 Projet #4 – Exemple sur la matrice Jacobienne A-1214



Utilisation d'outils d'ingénierie
  • RobotStudio (logiciel de simulation pour les robots ABB)
  • MATLAB



Évaluation
Activité

Description


%
 
 Projet # 1
 

Mon premier programme (familiarisation)
 
5 %
 Projet # 2
 

Programmation d'un robot ABB en langage RAPID
 
15 %

Projet #3

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

10 %

 Projet # 4
 

Matrice jacobienne et étalonnage de robots industriels 10 %

 Examen intra

 

11 février 30 %
 Examen final
 

Durant la période des examens finaux (pas dans une salle de lab.)
 
30 %

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 11 février 2020



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par 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.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
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 étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Notes de cours : disponibles sur le site Moodle du cours.




Ouvrages de références

Aucun.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

http://ena.ets.mtl.ca