Cinématique des robots

Le mouvement articulé est le mouvement d’un robot obtenu en ajustant l’angle ou la position de chaque articulation. Chaque articulation peut tourner ou se déplacer pour amener l’outil du robot à une position attendue.

Le mouvement linéaire est le mouvement de l’outil du robot sur une trajectoire linéaire. Contrairement au mouvement articulé, le mouvement linéaire est obtenu en déplaçant l’outil du robot le long d’une trajectoire rectiligne.

Le déplacement relatif est une manière de décrire le point de passage cible. Au lieu de décrire directement le point de passage cible dans l’espace, le déplacement relatif définit le point de passage cible en décrivant son décalage par rapport à un point de référence, tel que la pose TCP actuelle du robot ou un repère de référence.

La cinématique directe calcule le TCP à partir des positions articulaires connues. En substituant les positions articulaires dans les équations de configuration du robot (y compris les longueurs des maillons, les positions zéro des articulations et les sens de rotation), le TCP peut être déterminé de manière univoque.

Lorsque les commandes de mouvement du robot sont envoyées sous forme de positions articulaires (JPs), le robot suit directement ces JPs pour se déplacer. Par conséquent, la trajectoire exécutée correspond exactement à la trajectoire planifiée dans Mech-Viz.

La cinématique inverse calcule les positions articulaires à partir d’un TCP donné. Comme le nombre d’inconnues est supérieur au nombre de données connues, la cinématique inverse comporte généralement plusieurs solutions, ce qui signifie que différentes combinaisons de positions articulaires peuvent produire le même TCP.

Lorsque des poses d’outil sont utilisées pour la communication ou le contrôle du mouvement du robot, le contrôleur du robot doit résoudre la cinématique inverse en interne. Cela peut entraîner des différences entre la trajectoire réelle du robot et la trajectoire planifiée dans Mech-Viz, ce qui peut provoquer des écarts ou des collisions.

Cependant, la communication basée sur le TCP est encore largement utilisée pour plusieurs raisons.

Pour éviter les incohérences entre la pose réelle du robot et la pose planifiée par Mech-Viz dues aux multiples solutions de la cinématique inverse, certains fabricants de robots fournissent des paramètres de configuration des axes dans les commandes de mouvement du robot.

Une configuration des axes contient généralement quatre paramètres supplémentaires : trois paramètres contraignent les plages d’angle des axes 1, 4 et 6 du robot ; un paramètre définit le type de pose des axes 2 et 3. En ajoutant ces conditions aux limites, il est possible d’éliminer les solutions non souhaitées et de garantir que la pose du robot résultante corresponde à la pose planifiée dans Mech-Viz.

En fonction de leur emplacement et de leur cause, les singularités des robots sont généralement classées dans les types suivants :

Dans les applications industrielles pratiques, la singularité la plus fréquente survient sur les robots à six axes à poignet sphérique lorsque les axes 4 et 6 s’approchent d’un alignement coaxial lors d’un mouvement linéaire.

Les robots à six axes à poignet sphérique présentent intrinsèquement des singularités dans leur mouvement. Les stratégies suivantes peuvent aider à réduire le risque de rencontrer des singularités :

De plus, Mech-Viz peut détecter automatiquement les singularités potentielles lors de la planification de trajectoire. Pour des méthodes détaillées de détection des singularités, voir Détection des singularités.