Présentation du projet

Dans le cadre d’un travail de recherche et dans l’objectif de toujours mieux former ses étudiants, le CESI de Mont-Saint-Aignan a acquis une chaîne de fabrication didactique simulant l’assemblage de téléphones portables. L’équipe du laboratoire IRISE a choisi de mettre au point une flotte de robots autonomes et programmables afin d’ajouter une dimension de gestion de stock à cette chaîne. Le projet s’inscrit également dans la mise en place du FabLab, étant donné que ce robot doit être construit avec des moyens de prototypages présents au CESI pour pouvoir fabriquer facilement et de façon peu onéreuse autant de robots que nous le souhaitons.

Vue de la chaîne de fabrication didactique FESTO
Vue de la chaîne de fabrication didactique FESTO

Réalisation

Pour réaliser ce projet nous avons fait le choix de faire par étapes. La première a été de créer un petit robot suiveur de ligne entièrement construit avec le FabLab. Une deuxième étape a été menée conjointement avec la première afin de tester les algorithmes de déplacement autonome. Et enfin une troisième étape qui consiste à créer le véritable robot, assemblage fonctionnel des deux technologies maîtrisées grâce aux étapes précédentes.

La première étape a eu pour but de valider si toutes les pièces composant un robot pouvaient être fabriquées à l’aide des outils de prototypages et de savoir si ces mêmes pièces pourraient être utilisées de manière définitive dans un robot. Ce robot sert également à tester l’optoguidage. Il est donc doté d’un capteur de ligne fabriqué avec des photorésistances et des diodes électroluminescentes, montées dans un boitier en plastique fabriqué par une machine d’impression 3D.

Boitier composé de 3 photorésistances et une led
Boitier composé de 3 photorésistances et une led

 

Le résultat obtenu lors de ces essais a été particulièrement convaincant. L’optoguidage fonctionne correctement et les pièces imprimées composant le châssis fonctionnent particulièrement bien, ont une bonne résistance, et permettent d’être incluent dans des mécanismes (ex: système de direction). Cependant, si la technologie en FDM (Fuse Depot Modeling) fonctionne dans ce cas de figure, elle n’est pas adaptée lorsque l’on souhaite réaliser des pièces demandant une grande précision et de trop fortes contraintes mécaniques. Nous avons donc utilisé une toute autre technologie pour la réalisation du réducteur de vitesse du robot. Celui-ci a été créé avec une dépose de résine.

Prototype du robot suiveur de ligne.
Prototype du robot suiveur de ligne.

 

Robot logistique

Avant de réaliser la base du robot qui sera exploitée pour la suite, nous sommes passés par une dernière étape : concevoir une base logicielle du robot, elle est semblable à celle du projet PLAMEX.

Pour répondre à sa mission, ce robot doit, en effet, avoir de grandes dimensions afin de respecter les exigences logistiques. Nous avons défini une base faisant 600mm de long par 400mm de large et 1000mm de haut; cette dernière valeur n’est pas anodine car elle correspond à la hauteur entre le sol et le tapis de convoyage de la chaine. Ainsi la grue qui devra être construite n’aura pas besoin d’être particulièrement grande pour attraper les objets, la base étant suffisamment grande pour pouvoir supporter la hauteur du robot sans chavirer.

Cependant un tel robot se doit d’avoir un bon système mécanique, c’est donc la partie qui a nécessité le plus de travail et qui en nécessitera encore.

Nous avons donc choisi de réaliser un châssis en profilés d’aluminium afin d’obtenir une bonne rigidité et une ossature légère, ainsi qu’un plateau en bois qui nous permettra de travailler simplement, lors de besoins de découpe, à l’aide des découpes laser.

La première étape qui a nécessité toute notre attention a été la conception du groupe motopropulseur. Comme il a été signalé plus haut nous avons choisi de totalement le modifier par rapport au premier prototype. Nous décidons donc d’utiliser deux roues motrices autonomes (un moteur chacune) afin de bénéficier d’une grande liberté de mouvement, mais également de ne pas avoir à réaliser un système de direction pour le robot. En effet, étant donné que nous pouvons agir directement sur chaque roue, nous contrôlons leur vitesse indépendamment et donc la vitesse de rotation du robot.

Robot logistique