-1- ROBOT ERICC - ETUDE CINEMATIQUE DE LA PINCE Classe : PCSI Secteur d’activité : Support : Thème : Référence programme : Niveau : 1ère année, 1ère période Durée : 2 heures Robotique : transitique Robot industriel 5 axes ERICC 3 Mécanique du solide indéformable Cinématique du solide indéformable Modélisation géométrique et cinématique des liaisons Compétences visées : Le robot didactisé et les documents nécessaires étant fournis, l’étudiant Etudie la structure géométrique et cinématique de la pince Construit un modèle informatique de la pince Compare les résultats de la simulation informatique avec ceux d’une méthode graphique Connaissances associées : Liaisons entre solides : Paramétrage géométrique de la position d’un solide par rapport à un autre Liaisons normalisées entre solides Schémas normalisés Degrés de liberté d’un solide par rapport à un autre Schéma cinématique Cinématique du solide indéformable Vecteur position Trajectoire Vecteur vitesse Prérequis : Connaissance pratique de Solid Concept (non obligatoire) Cours : étude des liaisons entre solides cinématique du solide indéformable Matériel et documents fournis : Robot industriel 5 axes ERICC 3 Dossier pédagogique Dossier technique Dossier ressources Document réponses Critères d’évaluation : Compte-rendu de TP, avec : Résultat des différentes mesures demandées Comparaison avec les résultats obtenus par simulation informatique Commentaires justifiés 582645361 LYCEE SALIEGE SUP PCSI -2- ROBOT ERICC - ETUDE CINEMATIQUE DE LA PINCE Problématique : on souhaite étudier le mécanisme de serrage de la pince du robot manipulateur ERICC : quelle est sa structure, quelles sont ses performances ? Il est de plus intéressant de confronter deux méthodes de vérification de ces caractéristiques : une méthode graphique est-elle plus, ou moins fiable qu'une méthode informatique ? On dispose pour cela : du robot manipulateur ERICC instrumenté, piloté par informatique du plan d'ensemble de la pince d'une représentation schématique de la pince du modèle informatique de la pince, contenu dans le fichier PINCE ERICC3 du logiciel Solid Concepteur. 1- Structure de la pince : A l'aide du logiciel de pilotage du robot manipulateur ERICC, commander l'ouverture ou la fermeture de la pince : ces mouvements sont possibles grâce à l'utilisation d'un vérin pneumatique à double effet, dont l'extrémité de la tige est reliée aux chaînettes de la pince, par l'intermédiaire d'un câble en acier. Observer les mouvements des différentes pièces du mécanisme. Reconnaître les pièces sur le plan d'ensemble de la pince. La figure ci-après représente la pince schématisée suivant le même modèle que sur le logiciel Solid Concepteur : y B (2) A (4) (3) D (1) (8) C (5) 582645361 O E G N (6) (7) F M x LYCEE SALIEGE SUP PCSI -3- Etude des liaisons entre les différentes pièces, aux points O, A, B, C, D, et F : ouvrir le site www.lsuire.com, rubrique Cours\Modélisation, et retrouver le type de liaison convenant à celles observées sur le mécanisme réèl. Remarque : la chaînette GE est modélisée par deux barres en roulement sans glissement sur le galet , lui-même en liaison pivot d'axe (F, z) avec le bâti (1). La chaînette est en liaison pivot en E avec la biellette (3), et en G avec la tige de traction (7). 2- Construction du modèle Solid Concepteur : Ouvrir le logiciel SOLID CONCEPTEUR Ouvrir le fichier PINCE ERICC3 (Répertoire Sc\Robot ERICC3) : il comprend le modèle incomplet de la pince. y O x A l'aide de la documentation d'utilisation du logiciel, compléter la représentation du mécanisme (boîtes d’outils nécessaires : Filaire, Contraintes, Coordonnées). On donne pour cela les coordonnées dans le repère (O, x, y) des points : O 0 A 0 15 39 B 63 53 C 15 21 D 63 35 E 50 31,21 F 35 9 G 18 4 M 115 20 N 70 20 Placer ensuite les liaisons entre les différentes pièces du mécanisme : - Menu Applications \ Meca Boîte d’outils Meca : cliquer sur Créer les pièces, puis cliquer tour à tour sur une entité de chaque pièce du mécanisme. Cliquer ensuite sur Créer une liaison, et suivre les instructions 3- Etude informatique des performances cinématiques de la pince : Cliquer sur Créer un modèle : lui donner un nom, et désigner l’ensemble du mécanisme (décrire une fenêtre de capture à l’aide de la fonction Ensemble obtenue en cliquant sur le bouton droit de la souris). La pièce de référence est la pièce 1, passant par le point (0,0,0). 582645361 LYCEE SALIEGE SUP PCSI -4Prendre pour paramètres de calcul : - la tige de traction 7 recule par rapport au corps 1 à la vitesse de 0,01 m/s (mouvement d’entrée) - nombre de positions : 75 - durée : 1,15 s et vérifier le bon fonctionnement du modèle : cliquer sur Animer le mécanisme. En exploitant les possibilités du logiciel (boîte d’outils Meca), étudier la cinématique de la pince : - Tracer la trajectoire de (B4/ Ro), et donner la norme de V(B 4 / R0 ) - Tracer la trajectoire de (D4/ Ro), et donner la norme de V(D 4 / R0 ) - Tracer la trajectoire de (M4/ Ro), et donner la norme de V(M 4 / R0 ) - Tracer la trajectoire de (N4/ Ro), et donner la norme de V(N 4 / R0 ) Décrire alors le mouvement de la pièce 4 / Ro. Déterminer la course de la tige de traction, et donc celle de la tige du vérin. 4- Etude graphique des mouvements de la pince : On donne la représentation incomplète du mécanisme, à l'échelle 1,5 (document réponse). Construire aux instruments la représentation de la demi-pince supérieure en position fermée. En déduire la course (= longueur du déplacement) de la tige de traction (et donc celle de la tige du vérin). Donnée : la chaînette GE a une longueur de 54,9 mm. 582645361 LYCEE SALIEGE SUP PCSI