PROJET

Situation d'apprentissage et d'évaluation Robotique

Contexte

Le projet s'inscrit dans le cadre de l'automatisation d'une chaîne de production. Notre équipe est un binôme composé de moi même accompagné de mon camarade de classe, responsables spécifiquement de la partie magasin, c'est-à-dire la prise et la dépose de cubes par le robot Niryo Ned2 venant du convoyeur et allant sur le robot mobile SHERPA. Le système sera utilisé lors de démonstrations pédagogiques pour les journées portes ouvertes de l'IUT de Salon-de-Provence. Dans le cadre de la SAé, notre projet vise à concevoir et intégrer une solution de robotisation sur la chaîne de production.
Nous allons utiliser un bras robotisé. Le robot manipulé est un Niryo Ned2, un bras robotisé 6 axes destiné à l'enseignement. Il sera équipé d'une pince standard pour le déplacement des pièces.

Manipulations et interventions effectuées

  • Contribuer à la rédaction d'un cahier des charges et des spécifications ;
  • Programmation du bras robotisé ;
  • Tests et optimisations des mouvements du bras robotisé ;
  • Prouver la pertinence de ses choix technologiques ;
  • Rédiger un dossier de conception, de maintenance, de vérification et d'intégration;

    • Ressenti personnel

    La robotique est un domaine passionnant qui combien électroniquen programmation et mécanique. J'ai apprécié le défi de devoir créer un scénario à présenter lors de la Journée Portes Ouvertes en créant une chaîne de production avec plusieurs types de robots.

    Ce projet m'a permis de développer des compétences en robotique, un domaine qui m'intéresse pour une potentielle carrière dans l'automatisaton industrielle ou la robotique de service.

    01

    Environnement du projet

    L’environnement se distingue en deux parties. La première partie correspond à la table qui sert de magasin. Cet environnement est fixe et nous retrouverons le robot ainsi que la cible Niryo. Nous retrouverons à côté un robot Sherpa transportant une autre cible Niryo afin que le robot Ned2 puisse déposer les pièces du magasin sur l’autre plateforme. Voici un schéma représentatif avec les différentes mesures utiles : Pour se repérer dans la salle, nous avons également établi un schéma représentant l’ensemble des machines et leur position dans le projet :

    02

    Cahier des Charges

    Un cahier des charges est un document fixant les modalités d’exécution d’un projet. Ce projet de SAE vise à concevoir une chaîne automatisée complète pour la JPO de l'école qui aura lieu début Février. Il s'agit d'un défi technique collaboratif impliquant plusieurs systèmes : robot industriel (UR3), 2 robots Niryo Ned 2, un robot mobile (Sherpa) et robot humanoïdes (Pepper). La mission de notre binôme repose sur la programmation d'un robot Niryo Ned 2 afin d'assurer son rôle au coeur de ce processus industriel. Nos objectifs sont donc les suivants : Touver un scénario d'intégration réaliste du robot dans la chaîne de production, concevoir un protocole de tests ainsi qu'une procédure de maintenance, définir les spécifications et s'approprier le fonctionnemment.
    Vus trouverez ci-contre une photo des objectifs plus détaillés ainsi que le planning prévisionnel du projet.

    03

    Analyse fonctionnelle

    Dans le cadre de cette SAE, le robot Niryo Ned 2 agit comme un bras de manipulation de fin de ligne. L'ordre 1 montre que le robot assure la transition entre le bras du convoyeur et le robot mobile SHERPA. Le robot doit non seulement manipuler les objets avec précision, mais aussi synchroniser son mouvement avec l'arrivée du SHERPA. Comme cette fonction n'est pas directement réalisable il faut donc l'a découpé.
    La mission globale se décompose en trois étapes logiques qui structurent le système :
    F1 - Détection : Le cycle démarre par la détection du cube sur le convoyeur (via caméra). Cette étape assure la synchronisation entre le flux de production et le mouvement du robot.
    F2 - Saisie : Le Niryo Ned 2 exécute sa trajectoire vers les coordonnées cibles et active sa pince. C'est la phase de manipulation physique.
    F3 - Dépose : Le robot dépose les cubes sur le SHERPA. Cette étape valide la fin du cycle et déclenche le signal autorisant le départ du robot mobile pour sa mission.

    04

    Conception

    La phase de conception a débuté par la modélisation de l'environnement de travail (consultable dans la section "Environnement du projet") Après avoir validé le schéma de conception et défini le scénario industriel, nous avons procédé à la configuration des deux Workspaces (zones de travail) : celui embarqué sur le SHERPA et celui assurant l'interface entre le Ned 2 et le convoyeur. Une fois ces environnements définis, nous avons cartographié l'ensemble des coordonnées nécessaires au cycle de fonctionnement. Pour optimiser la clarté et la maintenance du code, j'ai eu l'idée de clarifier le programme avec de variables de position nommées, permettant d'associer chaque coordonnée cartésienne à un alias explicite. Vous trouverez ci-contre des photos justifiant et expliquant la pertinence de choix réalisés lors de la programmation du robot.

    05

    Conclusion

    En prévision de la présentation lors de la JPO, la salle a été sécurisée afin de garantir l'intégrité physique du public et le bon fonctionnement des machines. Un périmètre de sécurité a été instauré, délimitant la zone de navigation du SHERPA et l'enveloppe de travail des robots Ned 2. Sur le plan de la maintenance et du maintien en condition opérationnelle, une procédurerigoureuse a été établie :
    Initialisation: Calibration systématique du robot lors de la mise sous tension.
    Calibration mécanique : Vérification et recalage des Workspace si un déplacement physique de base est constaté.
    Maintenance logicielle : Suivi des mises à jour du firmware et redémarrage préventif des moteurs pour garantir la précision des encodeurs.
    En conclusion, malgré les défis rencontrés, notamment l'absence d'un automate de supervision centralisé, nous avons su développer des solutions logicielles et nous adapter pour le bon fonctionnement de la chaîne. L'intégration du robot Nyrio Ned2 est une réussite. Ce projet valide la capacité de systèmes collaboratifs à opérer de manière synchronisée dans un environnement de production simulé.

    Retour à Mes Projets