DeltaBot

 

Le DeltaBot est un robot delta 3 axes hautes performances, compatible Arduino, permettant de faire de multiples activités.

Un robot delta 3 axes permet de positionner l'effecteur dans un espace à 3 dimensions avec une orientation constante. Ceci en fait un robot idéal dans différents domaines, comme:

  • dans le milieu médical, pour ses capacités de positionnement chirurgical
  • dans le monde industriel pour réaliser, par exemple, des opérations de "Pick and Place" à grande vitesse

 

Ce robot présente un grand intérêt pédagogique, tant du point de vue de son architecture mécanique que de sa commande et des asservissements associés.

 

Par ailleurs, il a l'avantage d'être totalement ouvert:

  • Le modèle CAO (SolidWorks) est fourni pour permettre aux élèves d'étudier en détail les différents composants et leurs liaisons mécaniques
  • Le modèle de simulation dynamique (sous MapleSim) est livré avec une application permettant de comparer les écarts avec les mesures réelles
  • Tous les logiciels sont fournis en code source et peuvent être modifiés pour étendre les capacités du robot:
    • programmes Arduino de commande de chaque axe
    • programme Arduino de gestion du joystick
    • programmes Python, Gcode, machines à états finis, pour le pilotage de haut niveau (exécutés sur l'ordinateur hôte)
  • Les interfaces graphiques de pilotage sont modifiables sans aucune programmation

 

 

Composants du systèmes

Mécanique

Le DeltaBot a été conçu pour reproduire le plus fidèlement possible la vitesse d'un robot industriel grâce à l'utilisation de moteurs Faulhaber hautes performances:

  • Serie 3257: 12 V, 5 A, arbre monté sur roulement à billes, constante de temps mécanique de 4.7 ms
  • Réducteur 43:1
  • Codeur incrémental HEDS 5500 A: 500 lignes par tour de l'arbre moteur, soit 2000 fronts sur les signaux en quadrature, ce qui donne 86000 évènements comptés par tour de l'arbre de sortie du réducteur. Ceci permet une résolution de mesure angulaire de 0.0042 degrés

La structure mécanique très légère et très rigide (bras supérieurs en aluminium et bielettes inférieures en fibre de carbone) supporte aisément les fortes accélérations développées par ces moteurs.

 

Electronique de commande

Le système de commande de chaque axe est composé de deux cartes compatibles Arduino:

  • Une carte Teensy 3.2 pour la boucle de courant (mesuré par un capteur à effet Hall)
  • Une carte Arduino Due pour les boucles de vitesse et de position, avec décodage matériel des signaux issus du codeur incrémental

La gestion globale des trois couples Arduino Due / Teensy 3.2 est assurée par l'ordinateur hôte sur lequel se connecte le robot.

 

Pilotage

Le robot peut se piloter interactivement ou par programme depuis l'ordinateur hôte. Il est également possible de le commander grâce à au joystick filaire fourni.

 

Equipements de l'effecteur

Trois équipements différents sont livrés pour être montés alternativement sur l'extrémité du robot:

  • un électro-aimant (pour réaliser des opérations de "pick & place" sur des pièces magnétiques)
  • une Webcam (pour l'utilisation du robot en mode chirurgical avec traitement d'image)
  • une pince / Webcam (pour faire du "pick & place" d'objets non magnétiques avec reconnaissance de forme ou de couleur)

 

 

Activités réalisables avec le système

De nombreuses activités sont possibles (liste non exhaustive):

  • Etudes mécaniques
  • Modélisation cinématique directe et inverse
  • Analyse des systèmes
  • Modélisation par schéma-bloc et comparaison des écarts entre la simulation et le robot réel
  • Analyse des non-linéarités et linéarisation autour d'un point de fonctionnement
  • Asservissements avec possibilité de modification des réglages
  • Pilotage en mode chirurgical via un joystick programmable (compatible Arduino)
  • Pilotage manuel ou semi-automatique via un générateur de signal évolué dans le logiciel MyViz (https://www.3sigma.fr/Telechargements-MyViz.html)
  • Pilotage par programme grâce à une API Python exécutable sur l'ordinateur hôte
  • Programmation en mode "Pick & Place" via différentes méthodes ou langages:
    • fichier de points
    • langage Python
    • langage Gcode
    • programmation par machines à états finis
  • Recopie de mouvements enregistrés lors de déplacements manuels de l'effecteur
  • Analyse et traitement d'images en boucle ouverte ou fermée

 

 

Logiciels et documentation

Ce système est livré avec les éléments suivants:

  • Documentation complète
  • Tous programmes (Arduino, Python, Gcode, machines à états finis,...) permettant de faire fonctionner le robot dans ses différents modes
  • Tableaux de commande et de visualisation utilisables avec le logiciel MyViz
  • API Python
  • Logiciel de programmation par machines à états finis
  • Modèle dynamique MapleSim
  • Modéle CAO SolidWorks

 

 

Disponibilité

Ce système est disponible dans notre boutique en ligne: https://boutique.3sigma.fr/191-deltabot.html.

Vous pouvez également nous demander un devis et / ou une présentation personnalisée à l'adresse suivante: info@3sigma.fr.

 

 

Produit complémentaire: banc moteur seul

Ce système (vendu séparément) permet d'étudier la commande d'un axe du robot sans aucun risque de détérioration: https://www.3sigma.fr/Systemes_didactiques-Banc_moteur_DeltaBot.html.

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