Programme des cours 2015-2016
MECA0517-1  
Advanced industrial robotics
Durée :
30h Th, 20h Pr, 10h Proj.
Nombre de crédits :
Master en ingénieur civil mécanicien, à finalité5
Nom du professeur :
Olivier Bruls
Langue(s) du cours :
Langue anglaise
Organisation et évaluation :
Enseignement au deuxième quadrimestre
Unités d'enseignement prérequises et corequises :
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus du cours :
Ce cours porte sur les thèmes principaux en robotique industrielle, incluant les composants d'un robot, leurs fonctions, la modélisation et le contrôle de manipulateurs, la coopération humain-robot, la planification de trajectoire et les capteurs. Dans le programme, les étudiants apprendront les fondements théoriques de la modélisation, du contrôle et de l'optimisation des systèmes robotisés.
Le principal objectif de cours de robotique est de préparer les futurs ingénieurs à la pratique professionnelle par le développement de compétences techniques durant une semaine de cours intensifs. Les étudiants devront démontrer leur connaissance des principes de la robotique et être capables d'intégrer les robots dans des concepts de production. Ils acquéreront une compréhension approfondie des principales architectures de robots et de la cinématique associée. Ils maitriseront les techniques de programmation et seront capables de planifier des applications de robotique industrielle.
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
Les étudiants devront acquérir
  • une connaissance approfondie des théories et des développements de la robotique industrielle;
  • des compétences importantes dans les méthodes numériques et les techniques hardware et software utilisées en robotique.
A l'issue du cours, les étudiants seront capables
  • d'analyser un problème selon les besoins de la tâche, de développer une planification de trajectoire et d'identifier une solution appropriée;
  • d'acquérir une base de compétences solides dans des sujets fondamentaux tels que le traitement de signal, la modélisation, le contrôle, l'estimation et la programmation, qui sont essentiels à la compréhension de systèmes robotisés complexes;
  • d'identifier et de formuler des problèmes liés aux systèmes, au contrôle et à la robotique avec des méthodes appropriées listées ci-dessous et de réaliser une anlayse qualifiée;
  • de programmer des robots pour des tâches simples, de traiter et d'analyser des données expérimentales et atteindre les bonnes conclusions.
De plus, le cours rassemblera des étudiants inscrits en master à l'Université du Luxembourg, l'Université de Liège et l'Université de la Sarre en Allemagne. Par ce programme, les étudiants acquéreront non seulement des compétences générales dans un projet de groupe mais ils apprendront également à construire une équipe et établir rapidement des collaborations avec de nouveaux partenaires.
Savoirs et compétences prérequis :
Cours optionnel recommandé : MECA0504-1 Automatisation industrielle
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
Cours:
  • PRE-L1. Structures cinématiques
  • PRE-L2. Description de la notation de Denavit-Hartenberg
  • PRE-L3. Transformations cinématiques directes et inverses
  • L1. Introduction, systèmes de manipulation en production
  • L2. Composants de base de robots
  • L3. Architecture du système de contrôle
  • L4. Plannification de trajectoire et programmation
  • L5. Interaction humain-robot et concepts de sécurité
  • L6. Plannification de trajectoires pour des systèmes coopératifs
  • L7. Capteurs et métrologie
  • L8. Systèmes d'assistance
  • L9. Impact sur l'environnement de production et sur le personnel
Exercices:
  • PRE-EX1. Calcul de degrés de liberté et de transformations de coordonnées
  • PRE-EX2. Paramètres et matrices de Denavit-Hartenberg
  • PRE-EX3. Méthodes générales et spécifiques de calcul cinématique
  • EX1. Robots et tendances technologiques
  • EX2. Equipements, pinces et outils
  • EX3. Modélisation d'un système de contrôle
  • EX4. Programmation online de robots
  • EX5. Concepts opérationnels pour la collaboration humain-robot, approche de l'estimation du risque et solutions de sécurisation
  • EX6. Programmation offline de robots, modélisation et plannificationd de trajectoire
  • EX7. Méthodes pour la détermination des positions spatiales et calibration rapide
  • EX8. Etude de cas: assistance d'un travailleur individuel
  • EX9. Change management
Projets:
  • Chaque étudiant participera à un projet de groupe portant sur la programmation d'un robot dans un contexte opérationnel spécifique.
Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
Présentiel
Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
J. J. Craig. "Introduction to Robotics Mechanics and Control". Wesley, 2005.
B. Siciliano and O. Khatib, "Handbook of Robotics", Springer, 2008.
M. Spong, S. Hutchinson, and M. Vidyasagar, "Robot Modeling and Control", Wiley, 2006.
Modalités d'évaluation et critères :
L'évaluation se basera sur le projet et sur un examen oral de théorie.
Stage(s) :
Remarques organisationnelles :
Le cours est organisé conjointement par l'Université de Liège, l'Université du Luxembourg et l'Université de la Sarre.
Le cours aura lieu à l'Université de la Sarre (Sarrebruck) pendant une semaine du lundi 15/2/2016 au vendredi 19/2/2016. Les frais de transport et de logement seront pris en charge par l'Université.
Trois séances de "pre-lecture" seront organisées à Liège en novembre et en décembre.
Pour le support des cours, les slides seront mis à disposition au format électronique.
Contacts :
Olivier Brüls: o.bruls@ulg.ac.be