Contexte
Le besoin était de manipuler des paniers rectangulaires jusqu'à 100 kg de façon répétable et sûre, avec une cinématique claire: déplacement X/Y, montée-descente Z, rotation de pince et prise/libération.
Robotique industrielle · Motion Control · Digital Twin
Robot cartésien 5 axes pour manutention de paniers jusqu'à 100 kg
Conception d'une structure cartésienne actionnée en X, Y, Z avec rotation de pince et ouverture/fermeture de préhenseur pour transférer des paniers rectangulaires d'un point A vers un point B.
Simulation Isaac Sim - Démonstration Motion Control
Démonstration vidéo du digital twin du robot cartésien: translations X/Y/Z, rotation de pince en simulation.
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Objectifs
Développer un standard de dimensionnement réutilisable, sélectionner l'architecture d'actionnement adaptée, puis valider le comportement via un jumeau numérique avant commande automatique avancée.
Mon rôle
- Définition de l'architecture fonctionnelle des 5 axes et des modules de calcul.
- Dimensionnement transmission/efforts/inerties selon profils de mouvement et charge.
- Choix servomoteurs, réducteurs, guidages, pignons-crémaillères et composants de pince.
- Conception CAO SolidWorks, export URDF, import et validation dynamique sous Isaac Sim.
Architecture / solution
- Axes X/Y/Z en translation par systèmes pignon-crémaillère et servomoteurs.
- Guidages linéaires à rails avec roulements linéaires pour rigidité et précision.
- Rotation pince: servomoteur avec pignon et palier engrené.
- Ouverture/fermeture pince: vérin et tringlerie synchronisée.
Résultats ou livrables
- Méthode de dimensionnement industrialisable, avec génération de feuilles Excel.
- Choix mécatroniques consolidés pour le robot cartésien 5 axes.
- Modèle 3D complet et exportable vers pipeline simulation.
- Jumeau numérique Isaac Sim validé sur translations X/Y/Z et rotation de pince.
Roadmap contrôle-commande
- Pilotage futur du jumeau numérique par automate virtuel via OPC UA.
- Mise en place d'une logique motion control orientée cycle industriel.
- Intégration superviseur pour états machine, sécurité et diagnostic.
- Préparation du passage simulation vers architecture d'exploitation réelle.
Visualisation 3D
Modèle 3D interactif du robot cartésien 5 axes
Le modèle CAO est intégré en visualisation interactive pour explorer la structure, les sous-ensembles de translation et la tête de préhension.
Chargement du modèle 3D...
Utilisez la souris ou le doigt pour pivoter, zoomer et inspecter les axes du robot.
Infographies projet
Cinématique
5 axes actionnés
Translations X, Y, Z + rotation pince + écartement pince.
Manutention
Jusqu'à 100 kg
Objectif de saisie et transfert de paniers rectangulaires en cycle répétitif.
Transmission
Pignon-crémaillère
Dimensionnement des axes linéaires selon course, effort, inertie et dynamique.
Guidage
Rails + roulements
Guidages linéaires pour précision de trajectoire et robustesse mécanique.
Préenseur
Rotation + vérin
Rotation motorisée, palier engrené et ouverture pince via tringlerie.
Digital Twin
URDF dans Isaac Sim
Validation des mouvements et préparation pilotage futur par automate virtuel OPC UA.
Cahier des charges
Dimensionnement Excel
Choix moteurs
CAO SolidWorks
URDF + Isaac Sim
Roadmap OPC UA
Outils utilisés
Compétences mobilisées
Ressources projet
Code open-source et dépôt robot
Accès direct aux dépôts GitHub utilisés pour le dimensionnement et le digital twin.
Liens
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