Robot à Architecture Parallèle Hyperstatique pour une Industrie durable – RAPHy

Les travaux à mener pour le projet RAPHy doivent permettre de proposer des outils et des formalismes simples permettant l’analyse du comportement de mécanismes hyperstatiques. Une comparaison d’architectures robotisées existantes pour l’usinage initiera ses travaux. Elle devra permettre d’enrichir les méthodes de modélisation existantes pour pouvoir les appliquer aux robots à architecture hyperstatique, tout en définissant des critères propres aux contraintes apportés par l’hyperstatisme comme l’assemblage. En parallèle, d’autres travaux seront conduits sur la définition et la quantification du tolérancement des éléments d'un robot à architecture parallèle hyperstatique. Ils devront permettre de proposer un modèle élasto-géométrique intégrant les défauts d’assemblage et de fabrication de l’architecture de l’OPKM. Ces travaux conduiront à un compromis entre la taille des intervalles des tolérances (et donc le coût) et la raideur au niveau de l’outil. Ce projet aboutira à la conception et la fabrication d'un prototype.

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L’ambition de ce projet est de développer une nouvelle architecture de robot parallèle pouvant être déplacé pour des tâches d’usinage et de perçage sur des pièces ou des assemblages de grandes dimensions dans le domaine aéronautique et navale. Cette architecture doit répondre à des exigences de raideurs mais aussi de légèreté pour minimiser la consommation énergétique nécessaire à sa mise en mouvement. Dans cet objectif, l’originalité du projet est de s’intéresser aux robots à architecture parallèle hyperstatique ; ce type d’architecture permet de réduire le poids des éléments mobiles tout en proposant des performances en raideur importante. La conception d'un robot industrialisable implique des travaux transverses et innovants dans des thématiques scientifiques comme la synthèse de mécanisme, le tolérancement de mécanisme hyperstatique et la modélisation du comportement de l’architecture du robot sous la sollicitation des efforts induits par l’hyperstatisme. L’enjeu est de pouvoir maîtriser le comportement et le coût de fabrication de ce type de robots au regard du gain en poids et en consommation énergétique.
Des travaux seront conduits sur la validation du choix de l'architecture pour l'usinage robotisé. Ils consisteront à la comparaison des performance de différents robots avec des architectures proposée. Ces travaux doivent permettre de proposer des outils et des formalismes simples permettant l’analyse du comportement de mécanismes hyperstatiques.
En parallèle, des travaux seront conduits sur la définition et la quantification du tolérancement des éléments d'un robot à architecture parallèle hyperstatique. Ils devront permettre de proposer un modèle élasto-géométrique intégrant les défauts d’assemblage et de fabrication de l’architecture de l’OPKM. Ces travaux conduiront à un compromis entre la taille des intervalles des tolérances (et donc le coût) et la raideur au niveau de l’outil.
Ce projet aboutira à la conception et la fabrication d'un prototype.