Robotisation : accélérer le développement de modèles fidèles

Avec plus de 250 000 robots en service dans le monde, les ingé- nieurs du département Robotique d’ABB mesurent les défis posés par la conception et la commande de manipulateurs robotisés. Leur processus comporte des tests rigoureux à l’aide de nombreux modèles de simulation ; une situation qui leur impose d’en accélérer la création.

 

A ujourd’hui, partout dans le monde, des robots indus triels accomplissent des - tâches allant de la palettisation de caisses en entrepôt au soudage de précision sur une chaîne d’assemblage de véhicules, en passant par l’acheminement d’ingrédients au moyen de wagons-trémies au sein d’une usine agro-alimentaire. Partout, le bon déroulement de ces tâches dépend de la précision de commande des manipulateurs robotisés.

En collaboration avec une équipe suédoise de recherche de l’Université de Linköping via le Centre d’excellence industrielle LINK-SIC, les ingénieurs du département Robotique d’ABB à Västerås situé en Suède, ont entrepris d’évaluer l’utilisation de MapleSim, une plate-forme de simulation et de modélisation conçue par Maplesoft, afin d’une part de développer des modèles fidèles de manipulateurs comportant des articulations souples, des engrenages et des frottements dynamiques et d’autre part, de déterminer la facilité avec laquelle ces mêmes modèles sont susceptibles d’être exportés et intégrés à d’autres outils logiciels de simulation ou de développement d’organes de commande.

Leur objectif est de créer des modèles suffisamment réalistes pour reproduire le fonctionnement d’un manipulateur réel, tout en étant capable de lancer les simulations sur un banal ordinateur de bureau. En s’appuyant sur la bibliothèque de composants intégrés de MapleSim, il suffit de glisser-déposer des composants de différents domaines puis de les connecter de façon à créer des modèles complexes au niveau système… Une facilité de création qui a profondément modifié les méthodes de travail des ingénieurs d’ABB.

En associant la mécanique multicorps à des composants 1 D mécaniques, électriques et personnalisés, ils ont pu grâce à MapleSim créer différents modèles de leur manipulateur robotisé en un temps record. Les ingénieurs ont mis à profit le gain de temps pour appliquer différentes approches de modélisation et créer des modèles avec différentes valeurs de paramètres et différents niveaux de complexité afin de définir le meilleur moyen d’atteindre leurs objectifs de conception.

Une fois la série de modèles repré- sentant le manipulateur réalisée, l’étape suivante a consisté à les intégrer au reste du système à des fins de tests. ABB réalise des tests au niveau système à l’aide d’un environnement complexe bâti avec Simulink. Les résultats de simulation à l’aide des modèles issus de MapleSim, correspondaient aux mesures obtenues avec un vrai manipulateur ; ce qui démontre l’efficacité de cette approche pour exploiter des modèles multi-domaines extrê- mement fidèles, reproduisant le comportement du manipulateur.