Du robot à câbles à la structure active : application à la fabrication additive – CABTIVE
Du robot à câbles à la structure active : application à la fabrication additive
/
Enjeux et objectifs
Le potentiel de développement de la Fabrication Additive (FA) dans les années à venir est très important, notamment dans les domaines de l’aéronautique et du médical. Ce procédé, dont la maîtrise et le développement sont au cœur des enjeux de l’Industrie du Futur, est amené à gagner en productivité et en qualité des pièces réalisées. Les robots parallèles à câbles (CDPRs) pleinement contraints peuvent être adaptés à la FA de pièces de taille moyenne ou grande en l’absence de sollicitations mécaniques fortes comme en usinage. Dans le projet CABTIVE, l’équipe du projet met au défi d’accroitre la précision du suivi de trajectoire des CDPRs en FA. L’objectif est de développer des CDPRs ayant un niveau de performances statiques et dynamiques conforme aux exigences d’une FA de qualité et de productivité élevée. Le projet adopte une approche novatrice en abordant la maîtrise du procédé de FA par les CDPRs sous l’angle du contrôle/commande de « structures actives » à géométrie et à rigidités statique et dynamique variables. Le projet sera mené par trois partenaires : l’IP est reconnu pour ses activités en robotique de production et procédés de fabrication, le LaMCoS apporte son expertise en modélisation, conception de structures et machines actives, notamment pour le contrôle des vibrations par le biais d'actionneurs électriques de diverses natures, et le LIRMM reconnu pour son expertise aussi bien sur la commande que sur la conception et les applications des CDPRs.
/
A ce jour, deux doctorants ont été recrutés, en mars et en septembre 2023. Les résultats des travaux en cours, au niveau de la modélisation et la synthèse de lois de commande, ont été validés par des simulations numériques. Ils ont fait l’objet de communications. Le projet CABTIVE est structuré en 4 lots de travail associés à deux thèses, un post-doc et un ingénieur recherche. Il couvre des indices TRL de 1 à 4. Un démonstrateur cible permettant de réaliser des pièces en impression 3D est envisagé, en intégrant les technologies de perception, de planification et de commande, et de contrôle actif à développer. Ces travaux s’appuieront sur les plateformes expérimentales des trois partenaires.
/
Bouzgarrou, C. Absolute Nodal Coordinate Finite Element Formulation of Cables for Dynamic Modeling of CDPRs. In: Caro, S., Pott, A., Bruckmann, T. (eds) Cable-Driven Parallel Robots. CableCon 2023. Mechanisms and Machine Science. Springer, Cham. 2023, 132.
Garcia, T.; Chesne, S.; Remond, D. Conception et contrôle vibratoire d’une imprimante 3D à cables (Poster). 13ème edition de la Journées des Jeunes Chercheurs/Chercheuses en Acoustique vibrations et Bruit (JJCAB 2023). 2023, Toulouse.
Le potentiel de développement de la fabrication additive (FA) dans les années à venir est très important, notamment dans les domaines de l’aéronautique et du médical. Ce procédé, dont la maîtrise et le développement sont au cœur des enjeux de l’Industrie du Futur, est amené à gagner en productivité et en qualité des pièces réalisées. Les robots parallèles à câbles (CDPRs) pleinement contraints peuvent être adaptés à la FA de pièces de taille moyenne ou grande en l’absence de sollicitations mécaniques fortes comme en usinage. Dans ce projet, nous nous mettons au défi d’accroitre la précision du suivi de trajectoire des CDPRs en FA. Notre objectif est de développer des CDPRs ayant un niveau de performances statiques et dynamiques conforme aux exigences d’une FA de qualité et de productivité élevée. Le projet CABTIVE adopte une approche novatrice en abordant la maîtrise du procédé de FA par les CDPRs sous l’angle du contrôle / commande de « structures actives » à géométrie et à rigidités statique et dynamique variables.
Le projet sera mené par trois partenaires : l’IP est reconnu pour ses activités en robotique de production et procédés de fabrication ; le LaMCoS apporte son expertise en modélisation, conception de structures et machines actives, notamment pour le contrôle des vibrations par le biais d'actionneurs électriques de diverses natures ; et le LIRMM reconnu pour son expertise aussi bien sur la commande que sur la conception et les applications des CDPRs.
Le projet CABTIVE est structuré en 4 lots de travail sur 48 mois (hors management et communication) associés à deux thèses, un post-doc et un ingénieur recherche. Il couvre des indices TRL de 1 à 4. Un démonstrateur cible permettant de réaliser des pièces en impression 3D est envisagé, en intégrant les technologies de perception, de planification et de commande, et de contrôle actif à développer. Ces travaux s’appuieront sur les plateformes expérimentales des trois partenaires.
Coordination du projet
Chedli BOUZGARROU (INSTITUT PASCAL)
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenariat
CNRS-LIRMM Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier
IP INSTITUT PASCAL
LaMCoS LABORATOIRE DE MECANIQUE DES CONTACTS ET DES STRUCTURES
Aide de l'ANR 645 547 euros
Début et durée du projet scientifique :
février 2023
- 48 Mois
