Programmation robotique par démonstration : Enregistrement optique de trajectoires par marqueurs cubiques

Abstract

Dans le but d'automatiser une ligne de mise en peinture utilisable pour des petites séries de pièces métalliques, la société Citius Engineering a souhaité réaliser un avant projet afin de déterminer la faisabilité de celui-ci et de trouver une méthode adaptée. Ce type d'application peut être mis en lien direct avec la tendance de l'industrie 4.0 qui consiste à amener plus de flexibilité dans les lignes de production pour permettre une adaptation rapidement. Cette adaptabilité rend possible l'utilisation des lignes automatisées pour les productions de petites séries.

La programmation robotique par démonstration est la méthode permettant de répondre au besoin d'adaptabilité d'une ligne de mise en peinture. Elle a pour principe d'enregistrer un mouvement souhaité, lorsqu'il est réalisé par un opérateur, et de produire une trajectoire qui permet à l'outil du robot de suivre le mouvement demandé. Par conséquent, la méthode nécessite l'utilisation d'une technique permettant d'enregistrer le mouvement du pistolet de peinture.

Après une revue des méthodes existantes qui permettent l'analyse du mouvement, le choix s'est porté sur le développement d'une nouvelle méthode utilisant une seule caméra et des marqueurs carrés représentant des codes matriciels. Ces marqueurs sont classiquement utilisés pour des applications de réalité augmentée ou pour définir des repères dans un environnement modifiable où évolue un système composé d'un robot et d'une caméra.

En déterminant la position sur l'image des points de référence correspondant aux coins des marqueurs définis dans le repère de l'outil, il est possible de résoudre un problème de perspective qui permet de déterminer la position et l'orientation de l'outil par rapport à un repère fixe. En enregistrant ces informations, il est possible de créer une représentation du mouvement qui peut alors être reproduit par le robot.

Finalement, la méthode a été implémentée dans le cadre d'une cellule de démonstration utilisée à la foire d'Hanovre, la plus grande foire industrielle du monde. Cette cellule a également permis de réaliser des tests pour déterminer la précision disponible pour cette application et de mettre en avant des évolutions possibles.