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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Maarouf Saad
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PLAN DE COURS
Automne 2023
ELE773 : Éléments de robotique (3 crédits)
Préalables
| Programme(s) : 7483,7694,7883 | | | | | | | | | | | Profils(s) : Tous profils | | | | | | | | | | | | | ELE275 | | | | | | | | | | | |
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Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
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Qualités de l'ingénieur
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Qualité visée dans ce cours |
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Qualité visée dans un autre cours |
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Indicateur enseigné |
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Indicateur évalué |
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Indicateur enseigné et évalué |
Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l'étudiante ou l'étudiant aura acquis les principes de base d'un robot à plusieurs axes et des parties électriques et électroniques des robots, soit actionneurs, variateurs et commande.
Robots : classification, applications, composantes, systèmes de coordonnées, degrés de liberté. Modélisation, cinématique directe, cinématique inverse, génération des trajectoires. Profils de vitesse et d'accélération. Commande des robots : commande en chaîne ouverte, commande en chaîne fermée, applications. Introduction à la programmation des robots : matériel nécessaire, programmation d'une tâche. Introduction à la vision : vision, représentation de l'image, détection de front.
Séances de laboratoire axées sur la simulation des robots sur ordinateur, la programmation de robots, la cinématique directe, inverse.
Objectifs du cours
Technologie
- Connaître les principales composantes mécaniques et électriques d'un robot.
- Comprendre le fonctionnement du système d'asservissement.
- Connaître les différents liens possibles avec leur environnement.
Programmation et modélisation
- Être capable de programmer des robots ABB avec le langage RAPID..
- Être capable de décrire l'environnement de travail du robot en donnant la translation et l'orientation des objets dans l'espace
- Être capable de développer les transformations homogènes d'un robot pour connaître la modélisation utilisée dans les langages de programmation.
- Être capable de formuler les équations de la cinématique directe pour comprendre les variables de système FRAME et TOOL du langage RAPID.
- Résoudre la cinématique inverse pour comprendre les transformations entre l'espace cartésien et les positions articulaires
- Faire le calcul des vitesses pour connaître les positions singulières d'un robot et ainsi les éviter.
Stratégies pédagogiques
La matière du cours est couverte de la façon suivante :
- Un cours magistral par semaine.
- Douze heures de laboratoires.
- Douze heures de travaux dirigés.
- La théorie est enseignée durant les heures de cours magistraux. On demande aux étudiant(e)s de préparer des exercices qui seront résolus durant la période des travaux dirigés. Au laboratoire, les étudiant(e)s doivent travailler en équipe. Les membres de l'équipe se partagent les tâches à chaque expérience de façon à leur permettre d'acquérir le meilleur apprentissage. Les périodes de travaux pratiques seront parfois des laboratoires et d'autres fois des travaux dirigés alors il faudra vérifier les horaires et les locaux.
Utilisation d’appareils électroniques
N/A
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mercredi | 10:00 - 12:00 | Laboratoire (Groupe A) |
| Jeudi | 10:00 - 12:00 | Laboratoire (Groupe B) |
| Vendredi | 08:30 - 12:00 | Activité de cours |
Coordonnées de l’enseignant
Cours
| Date |
Contenus traités dans le cours |
Heures |
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1- Utilisation des Robots IRB1600 de ABB
Description du robot et de ses périphériques
- Système moteur
- Capteur
- Entrées et sorties
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3 heures
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Sécurité dans les cellules robotique
- Pourquoi des règles ?
- Conséquences !!!
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2 heures
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Technique de programmation en langage RAPID
- Différents types de variables
- Apprentissage des commandes
- Utilisation des commandes de mouvement
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3 heures
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Langage RAPID et vérification d'un programme
Programmation avancée en langage RAPID
- Programmation des entrées et sorties
- Utilisation des entrées et sorties dans la programmation
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6 heures
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Utilisation des interruptions
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3 heures
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2- Mathématique de robotique
Mathématiques préliminaires
- Vecteurs
- Matrices
- Identité trigonométrique
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6 heures
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Transformations homogènes
- Matrice de transformation
- Translation pure
- Rotation pure
- Post-multiplication
- Pré-multiplication
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6 heures
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Matrice Denavit-Hartenberg
- Positionnement des systèmes d'axes
- Définition de la table de Paramètres
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3 heures
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Cinématique inverse de position
- Représentation mathématique
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3 heures
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3- Technique de simplification
Vitesse et accélération des robots
- Matrice Jacobienne et son utilité
- Définition des équations en direct et inverse
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3 heures
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Signification des singularités
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1 heure
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Total |
39 heures |
Laboratoires et travaux pratiques
Il sera prévu dans l'horaire un minimum de deux laboratoires sur les robots, une initiation et une tâche particulière. Un travail dirigé de modélisation d'un robot sera aussi prévu.
| Date |
Description |
Heures |
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Expérience no 1 Initiation à l'utilisation des robots IRB1600 |
4 heures |
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Expérience no 2 Programmation avancée en langage RAPID |
12 heures |
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Travail no 1 Modélisation d'un robot à 4 degrés de liberté et simulation avec RobotStudio ou autres logiciels de simulation comme PC Matlab |
8 heures |
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Total |
24 heures |
Sécurité: Le département de GPA est très préoccupé par la sécurité dans son laboratoire de robotique. Dans un environnement d'enseignement, la sécurité dépend BEAUCOUP du comportement des étudiant(e)s lors de la programmation et de leur volonté à respecter des règles élémentaires de sécurité. Malheureusement, le passé montre que certain(e)s étudiant(e)s ne respectent pas ces règles élémentaires. Étant soucieux de la sécurité de tous les étudiants, le non-respect des règles de sécurité lors d'un laboratoire entraînera une NOTE NULLE dans ce laboratoire. Ces règles seront données en classe et dans la description des projets.
Utilisation d'outils d'ingénierie
- Simulation avec RobotStudio
- Simulation avec Matlab
- Programmation avec langage dédié RAPID
Évaluation
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Activité
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Description
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%
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Date de remise
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Examen mi-session
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25 %
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20 octobre 2023
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Examen final
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35 %
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Pendant la période des examens finaux
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Devoirs et laboratoires (en équipe)
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40 %
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Pendant la session
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Toute doumentation permise et calculatrice TI permise.
Dates des examens intra
| Groupe(s) | Date |
| 1 | 20 octobre 2023 |
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
Les dates de remise des travaux doivent être respectées, une pénalité de 20 % par jour de retard sera appliquée à tous les travaux qui ne seront pas remis à temps.
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).
Documentation obligatoire
- TÉTREAULT, M., Robots industriels 1 – Manuel de cours, Version 2.1, Décembre 2002
Ouvrages de références
Ouvrages complémentaires de référence – Information variable / enseignant
- ASADA, H., SLOTINE, J.J.E., Robot Analysis and Control, A. Wiley-Interscience Publication, 1986.
- CRAIG, J.J., Introduction to Robotics, Mechanics and Control, Pearson Prentice Hall, 3rd edition, 2005
Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
Site du cours ELE773 : Moodle