WorldSkills2012

Présentation

Le but de ce projet est de se préparer pour les WorldSkills 2013 dans le métier de Robotique Mobile.

WorldSkills

WorldSkills une compétition qui à lieu à Leipzig en Allemagne du 2 au 7 Juillet. Cette compétition est connue en France sous le nom d'Olympiades des Métiers, la final nationale de la 42ème édition ayant eu lieu du 22 au 24 Novembre 2012 à Clermont-Ferrand. Cette année, un millier de jeunes concurrants du monde entiers vont s'affronter dans plus de 50 métiers à Leipzig en Allemagne. Pour plus d'information voici les liens vers les pages de WorldSkills France et WorldSkills International.

Robotique Mobile

Le compétition dans le métier de robotique mobile consiste à l'utilisation d'un robot nommé Robotino et fabriqué par l'entreprise FESTO. Elle se déroule en plusieurs épreuves.

En effet, nous devons programmer le robot pour qu'il effectue un parcours précis, aller chercher des pièces en évitant les obstacles et les pauser ailleurs avec des parcours différents pour chaque épreuve. Pour les Worldskills, il faut généralement pour l'une des épreuves réaliser une extension au robot qui permet de manipuler les pièces.

Objectif: WorldSkills 2013

La compétition se déroule en deux épreuves:

• Lost in the black forest

Le principe de cette épreuve est d'aller chercher les enfants dans les arbres pour les emmener à l'école.

Les enfants seront représenter par des figurines de types Fisher Prices. Les arbres sont représentés par des plots de différentes hauteurs et l'école par une zone de couleur sur la piste. Les enfants seront mis sur une palette dans certains arbres. Il faudra aller chercher toutes les palettes et les emmener à l'école sans faire tomber les enfants qui sont dessus. L'école est également le point de départ du robot.

• Made in Germany

Le principe de cette épreuve est d'assembler un bonhomme.

Des pièces de différentes forme (main, pied, tête) seront disposées sur la piste, sur un présentoir. Il faudra aller chercher ces pièces et les assembler entre elles à un endroit précis sur la piste.

Préparation du projet

Matériel prêter par FESTO pour la compétition

• Un Robotino
• Une extension lève-palette
• Un hub usb pour pouvoir connecter plusieurs périphériques usb sur le Robotino

Matériel à acheter ou fabriquer

• Plots et palette pour Lost in the black forest (fabriqués avec des matériaux de récupération)
• Pièces de l'épreuve Made in Germany (frabriquées avec des matériaux de récupération)
• Extension au Robotino pour prendre les pièces de l'épreuves Made in Germany
• 2 fois 2*4m de lino blanc pour réaliser les pistes des épreuves

Avancement du projet

Semaine 6

Séance 1: 04/02/2013

Durant cette séance nous avons identifier le matériel nécessaire et les réalisations à effectuer pour la réalisations du projet. Nous avons identifier les besoins suivants:

Lost in the black forest

• Utilisation du lève-palette pour aller chercher les enfants.
• Pour s'entraîner: fabrication des plots et lève-palette.

Made in Germany

• Fabrication d'une extension pour manipuler les pièces et les assembler.
• Fabrication des pièces pour tester la réalisation finale.

Séance 2: 07/02/2013

Durant cette séance, nous sommes allez voir les professeurs du département mécanique pour avoir des conseils sur les matériaux à utiliser pour réaliser les pièces manquantes et sur la manière de les faire.

Semaine 7

Séance 3: 11/02/2013

Lors de cette séance nous avons testé l’extension du Robotino NorthStar. Nous avons eu quelques problèmes d'initialisation et de précision. En effet, pour un déplacement de 3m, la NorthStar indique un déplacement de 1m.

A faire lors de la prochaine séance:

Rechercher sur internet plus informations sur la NorthStar. Il est indiqué dans la doc technique une précision de 5cm pour un déplacement de 1m.

Continuer la réflexion sur les solutions techniques pour réaliser l'extension.

Séance 4: 14/02/2013

Depuis la dernière séance, nous avons reçu du matériel venant de FESTO. Nous avons reçu un lève-palette et un hub usb pour le robotino. Nous avons donc passé la séance à monter et câbler ce matériel sur le robot.

Voici comment nous avons connecté les capteurs sur les entrées sorties du robot:

câblage des capteurs

Nous avons également fait des essais d'asservissement en position du lève-palette.

De plus, à cause des problèmes rencontrés avec la NorthStar nous avons décidé de ne pas l'utiliser et d'utiliser l'odomètre déjà présent sur le robot pour les déplacements.

Semaine 9

Séance 5: 25/02/2013

Depuis la dernière séance l'asservissement du lève-palette en hauteur à été avec un correcteur PD.

Durant cette séance nous avons réfléchi aux solutions techniques pour réaliser le bras permettant de prendre les pièces. Pour prendre les pièces le bras doit avoir un mouvement verticale, pour se positionner à la hauteur de la pièce et un mouvement horizontale avec une pince pour la prendre par l'avant. Les autres mouvements pour se placer en face de la pièce seront fait par le Robotino.

Nous avons également pris rendez-vous avec un professeur de Mécanique M.Dienne pour le Mercredi 27/02 à 14h.

Séance 6: 27/02/2013

Nous avons vu M. Dienne pour discuter des solutions techniques pour la réalisation de l'extension. Nous pensons utiliser l'axe vertical du lève-palette pour faire le mouvement verticale nécessaire et adapter une pince dessus pour prendre les pièces par l'avant.

Cependant, en effectuant les mesures pour le cahier des charges, nous avons réaliser que la course de l'axe verticale est trop courte pour aller chercher certaines pièces. Il manque 5cm. Nous avons chercher d'autres solutions sans l'axe verticale. Nous avons pensez utiliser ressemblant à une grue avec un axe verticale beaucoup plus grand et prendre les pièces par le haut dans le sens de l'épaisseur (la taille la plus petite). En prenant les pièces par le haut il est nécessaire d'avoir un axe beaucoup plus grand que prévu car nous ne pourrons pas empiler les pièces pour les déplacer. Nous sommes donc à la recherche de pince déjà faite.

Séance 7: 28/02/2013

Nous avons chercher des systèmes de pince pouvant prendre des pièces de 15 à 150 mm.

De plus, n'ayant pas trouver de solutions à moindre coût pour réaliser les pièces de Made in Germany nous avons commencez a réaliser ces pièces en cartons en dehors des séances de projet.

Semaine 10

Séance 8: 04/05/2013

Nous avons à nouveau rencontré le professeur de mécanique afin de réfléchir à une solution sans l'axe verticale disponible sur le robot. Finalement le système de pince restera celui prévu avec un système de vis à bille. L'axe verticale sera également réalisé avec un système de vis à bille.

Séance 9: 06/05/2013

Durant cette séance, nous avons mesuré et fait le schéma de l'espace disponible sur le robot pour placer l'extension, cette partie est nécessaire à la réalisation mécanique.

Schéma de la partie basse

Schéma de la partie arrière

Nous avons également essayer d'asservir le lève palette de la caméra. En effet, pour l'épreuve Lost in the black forest les palettes seront disposées à des hauteurs différentes, il faut donc pouvoir adapter à la hauteur du lève-palette. La palette étant de couleur rouge ou bleu et les supports de couleur noir, il est possible de détecter à l'aide de la caméra la palette. En mettant la caméra sur le lève-palette, lorsque le lève-palette est prêt à prendre la palette, la distance entre la caméra et la palette est identique.

Séance 10: 07/05/2013

Nous avons effectué une recherche bibliographique des systèmes de vis à bille durant cette séance.

Semaine 11

Séance 11: 11/05/2013

Nous avons réalisé la piste pour Lost in the Black Forest durant cette séance. Chaque petit carré de scotch noir est sera en réalité un plot. Nous en disposons seulement de 5 pour le moment une par taille possible. Les lignes noir devant les plots sont censé guider le robot à bien se positionner devant (elle seront également là le jour de la compétition).

Séance 12: 13/05/2013

Capteurs de distance présent sur le Robotino

Dans le cadre de la préparation à la compétition, nous devions participer à la finale national des Pays-Bas durant cette semaine. Les Master Skills de Rotterdam se déroulant du 15 au 17 Mars 2013. Cependant, à cause de la tempête de neige qui a sévit sur le nord de l'europe, nous n'avons pas pu partir. Cela ne remet pas en cause notre participation aux Worldskills.

Durant cette séance nous avons travaillé sur l'initialisation du Robotino. En effet, pour diriger le robot dans l'espace nous dispons d'un Odomètre. Cependant, la position du robot à l'initialisation doit être précise et surtout toujours la même. Pour faire cette initialisation, nous avons choisi d'utiliser les capteurs afin de se positionner dans un angle de la piste.

Nous avons donc choisi d'utiliser les capteurs 5 et 6 afin de se positionner perpandiculèrement au mur arrière et le capteur 3 pour se mettre à une distance connu du mur gauche. En effet, lorsque la valeur des deux capteurs 5 et 6 est identique le robot est bien perpandiculère au mur. De plus, nous avons utilisé un correcteur PI afin d'être plus précis.

Reste à faire

• Finir les pièces de Made in Germany

• Trouver la solution finale pour l'extension.
• Réaliser la piste pour l'épreuve Made in germany.
• Programmer le robots pour faire les déplacements requis.
• Réaliser l'extension
• Tester l'extension

Problèmes rencontrés

La réalisation d'un prototype des pièces à déplacer, nous a posé problème. En effet, certaines sont trop grande pour faite en impression 3D. Elles sont longues et cher à réaliser en aluminium.

La création de l'extension nous a également posé problème car nous pensions utiliser l'axe vertical du lève-palette mais ça course est trop petite.