Contribution à l’amélioration de la précision absolue des robots parallèles

Le but de la presente etude est de contribuer a l’amelioration de la precision absolue des robots paralleles, en ayant recours aux methodes d’etalonnage geometrique. Ces methodes consistent a identifier les valeurs des parametres geometriques du robot, en vue d’ameliorer la correspondance entre le robot reel et le modele mathematique utilise par son controleur. En plus de la compensation des erreurs geometriques, les operations d’etalonnage proposees permettent d’identifier precisement le referentiel de base de chaque robot etudie. Les methodes developpees sont appliquees a deux robots paralleles a moins de six degres de liberte (ddl) : une table de positionnement precis a trois ddl (PreXYT) et un robot plan cinqbarres (DexTAR) a deux ddl. Pour le premier robot, l’etalonnage est effectue en utilisant d’abord une methode d’identification directe. Le deuxieme travail destinee a ameliorer la precision absolue du PreXYT resulte de la methode geometrique directe d’etalonnage. En ce qui concerne le robot DexTAR, sa precision est amelioree en utilisant une approche d’autoetalonnage qui exploite les modes de fonctionnement et les modes d’assemblage, pour reduire le nombre de positions d’etalonnage. Cette approche est particulierement interessante pour sa simplicite : a chaque position d’etalonnage une sphere de precision est installee en permanence pour servir de cible de mesure. Les positions de ces billes, placees sur une plateforme amovible, n’est mesuree qu’une seule fois, en utilisant une machine de mesure tridimensionnel (MMT). Apres la reinstallation de la plateforme sur la base du robot, l’etalonnage peut se faire n’importe quand en n’utilisant que les informations provenant des encodeurs des actionneurs. Les donnees d’etalonnage et de validation des resultats sont recoltees en utilisant deux appareils mesurant par palpage. Le premier appareil est un bras articule de mesure de coordonnees, de la compagnie FARO Technologies ; le second est une MMT de la compagnie Mitutoyo. Les incertitudes de mesures de ces machines sont respectivement ±18 μm et ±2,7 μm (niveau de confiance de 95%). Sachant que la qualite de l’etalonnage est inversement proportionnelle aux incertitudes de mesures, l’utilisation d’instruments precis avec des modeles geometriques d’etalonnage quasi-complet nous a permis d’atteindre ces resultats : les erreurs maximales en position et en orientation ont ete reduites respectivement a 0,044 mm et 0,009° pour le PreXYT, a l’interieur d’un cercle de 170 mm de diametre. Pour le robot DexTAR, l’erreur maximale de position a ete reduite a 0,080 mm dans l’ensemble de son espace de travail, soit une zone d’environ 600 mm × 600 mm. Ameliorer la precision des robots au-dela de ces valeurs, en utilisant juste les approches geometriques, pourrait s’averer peu probable. En ce sens, l’ajout de la modelisation et la compensation des erreurs non geometriques serait utile pour obtenir des resultats meilleurs.