Modélisation dynamique de l`axe de lacet

PSI*
Lycée P.Corneille
dynamique_axe_lacet.doc
19/11/10
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Travaux Pratiques
ROBOT ERICC 3
Modélisation dynamique de l’axe de lacet
• Temps alloué 2 heures
Objectif:
• Les capacités des moteurs doivent permettre d’atteindre les performances des axes du
robot annoncées par le constructeur.
• Le contrôle des possibilités du moteur de lacet nécessite la connaissance de trois
grandeurs caractéristiques de cet axe :
⇒ Le moment d’inertie équivalent maximal Iequ (ramené sur l’axe du moteur),
⇒ Le couple de frottement indépendant de la vitesse ramené à l’axe moteur : Cr,
⇒ Le couple de frottement visqueux ramené à l’axe moteur dépendant de la vitesse du
moteur : fω ,
On se propose de déterminer les grandeurs Cr, f, et Iequ par des essais indiciel en
boucle ouverte.
•
Axe de
LACET
= Moto-réducteur
de l’axe de LACET
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Le schéma ci-dessous précise la constitution de la chaîne cinématique de
l’axe « LACET » :
Moteur à
C.C.
Réducteur
Harmonic drive
(voir video)
Réducteur
Poulie courroie
Chaise
Mettre sous tension le coffret variateur (interrupteur sur sa face arrière). Tirez l’arrêt
d’urgence et appuyez sur marche.
Lancez le programme ERICC3 .
Questions:
1) Evaluation par le calcul de l’inertie équivalente maximale
Précisez les paramètres articulaires θi qui correspondent à la position où l’inertie
équivalente du robot ramenée sur l’axe moteur est maximale
En proposant une répartition de matière réaliste, évaluez à partir des données en
annexe le moment d’inertie équivalent de l’ensemble des pièces mobiles ramenée
à l’arbre moteur : Iequ .
On lira l’inertie du réducteur (HDU-14-100) ramené à l’arbre d’entré dans le catalogue joint
au sujet.
Iequ doit se situer autour de 2.10-5 kg.m2
2) Modèle dynamique
A partir du TEC appliqué à l’ensemble des pièces mobiles (seul l’axe de lacet est
en mouvement) établir la relation entre Iequ, Cr, le couple moteur Cm, f , ω et ses
dérivées.
Montrer en particulier que pour le régime établi (ω = cte), on a :
Cm = f.ω + Cr = Km.Im
3) Détermination des paramètres du modèle
Déterminer les coefficients f et Cr en effectuant une série d’essais en BO :
⇒ Placer le robot dans la posture particulière,
⇒ dans la barre d’icônes sélectionner la 2ème icône
“nouvelle mesure temporelle”
⇒ puis dans la fenêtre suivante, cliquer sur l’icône essai en boucle ouverte
⇒ dans la boîte de dialogue qui apparaît, sélectionner l’affichage des grandeurs :
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-·vitesse mesurée de lacet ;
-·courant moteur de lacet ;
⇒ Faire varier le % de l’intensité maxi (%DAC) de 40 à 80 suivant la loi ci-dessous et
enregistrer chaque courbe de réponse temporelle,
I
0,5s
1,5s
t
1,5s
(cette loi peut-être modifiée si nécessaire pour avoir le régime permanent)
⇒ Relever la valeur ω (vitesse du moteur) en régime établi,
⇒ Tracer à l’aide d’un tableur la courbe des variations de Cm en fonction de ω .
⇒ Déterminer les valeurs de Cr et de f.
Déterminer ensuite, à partir d’une courbe temporelle de votre choix, le
moment d’inertie de l’ensemble en mouvement ramené sur l’arbre du
moteur.
Comparer à la valeur trouvée à la question 1.
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Données utiles (ou pas) du dossier technique :
172
G3
280
64
G2
masse 15,5kg
avant bras
masse 3kg
bras
axe d'épaule
chaise
socle
positions des centres de gravité.
- G2 : centre de gravité du bras de masse m2 = 15,5 Kg ;
- G3 : centre de gravité de l'avant-bras+pince de masse m3 = 3 Kg
Pour l’axe de LACET :
- rapport de transmission du réducteur "Harmonic-Drive" : K1 = 1 / 100 ;
- rapport de transmission du réducteur poulie-courroie : K2 = 12 / 40 ;
- Imoteur
= 0,41 x 10-5 kg.m2
- Iréducteur
= à lire dans le catalogue
- Icodeur
= 0.06 x 10-5 kg.m2
- coefficient de couple du moteur : Km = 0,048 Nm/A ; et on rappelle que le couple moteur
Cm est en relation avec l'intensité du moteur par la relation : Cm = Km . Im.
- l'intensité maximale admissible du courant parcourant le moteur en régime permanent est
Imax = 2,6 A
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Menus principaux
Nouvelle mesure
Nouvelle mesure
pour mouvement
harmonique
Déplacements
manuels
Réglage des
paramètres du
correcteur
Deux commandes manuelles possibles
en CARTESIEN et en ARTICULAIRE
Nécessaire à la mise
en service