Robot à câbles d'assistance au levage et positionnement 2D/3D

Présentation :

Les robots à câbles présentent l'avantage de limiter les masses en mouvement (et donc l'inertie) et d'autoriser des déplacements sur des grandes distances.

L'application la plus connue à ce jour; est le système de déplacement de caméras sur les stades (ex: Skycam).

Le robot à câbles didactique est composé d'un châssis avec 1, 2 ou 4 têtes d'enroulage permettant de réaliser permet de réaliser des activités pédagogiques liées à la conception mécanique, électronique et logicielle mais également sur l'analyse et la commande de systèmes asservis.

Solutions techniques abordées :

Asservissement en position, vitesse et effort

Motorisation & Energie (Moteurs brushless, Carte industrielle de contrôle moteur)

Mesure des efforts et couples

Solutions mécaniques de trancannage (Enroulement ordonné du câble)

Carte à microcontrôleur Mbed

Communication USB et CANopen

Activités pédagogiques :

Activités disponibles :

Analyse fonctionnelle SysML d’un système de contrôle de trajectoire d’une caméra

Modélisation de l'asservissement en position d'un treuil (modèle Scilab/Xcos)

Analyse et modélisation de l'asservissement en position d'un treuil (identification expérimentale)

Analyse et optimisation des paramètres de correction de l'asservissement en position d'un treuil

Optimisation expérimentale des paramètres d’asservissement via le « wizard » de MotionLab « Auto-tune »

Programmation Python et C avec API « Ingenialink »

Activités possibles :

Statique (détermination de la direction de traction du câble à partir des deux capteurs d'efforts)

Conception (dessin de définition d’une plaque support moteur)

Graphe d'états (commande en effort avec auto-calibration pour l’assistance au levage d’une masse variable)

Etude du fonctionnement des moteurs brushless (courbes de commande de phases) et comparaison avec les moteurs CC

Etude des capteurs (capteurs à effet hall, codeur incrémental relatif optique, capteur d'effort par jauge d’extensométrie, capteur TOR de fin de course) 

Génération et optimisation de trajectoires 1D, 2D de la nacelle compatible avec la motorisation

Projet: Développement des asservissements pour les solutions à 1 tête (Assistance au levage) ou 2 têtes d’enroulage (Positionnement 2D)

Projet: Conception d’une nacelle

Points forts:

Evolutivité : scénarios à plusieurs têtes d’enroulage, avec la même commande

Contrôle de la commande en boucle fermée totalement ouvert et configurable : position, vitesse et couple

Richesse de la mécanique des têtes d’enroulage (Trancannage)

Logiciel MotionLab du constructeur Ingenia Motor Systems interface de la configuration de la carte de contrôle avec oscilloscope sur de nombreuses données. Logiciel développé en partenariat avec l’université de Barcelone

Mise à jour gratuites et régulières du logiciel MotionLab et des « firmwares » de la carte de commande (corrections des bugs et améliorations)

Références:

WR10 + WR11 : Robot à câbles d’assistance au levage avec une tête d’enroulage brushless

WR10 + WR11 + WR11 : Robot à câbles de positionnement 2D avec deux têtes d’enroulage brushless

WR10 + WR10 + WR11 + WR11 + WR11 + WR11 : Robot à câbles de positionnement 3D avec quatre têtes d’enroulage brushless rétro-compatibles en système à 2 enrouleurs