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RAPPORT DE PROJET DE FIN D`ETUDES

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1. entre deux segments successifs ainsi que les rep res qui y sont li s Cette m thode est applicable pour tout bras articul ouverte ou chaine cin matique ouverte dont chaque articulation poss de un degr de libert de rotation ou de translation Ceci couvre la majorit des robots m me notre robot Proc dure Num rotation des segments on commence a num roter les segments constitutifs du bras manipulateur en commen ant par la base jusqu a arriver l outil qui va porter l indice n n 6 dans notre robot gale au nombre de degr s de libert s On d finie le syst me d axes de chacun des segments Pour d finir le syst me d axes des segments en suit les r gles suivantes On d finie le rep re absolue Ro Oo Xo Yo Zo de mani re arbitraire fixe le repereR est d fini librement en suivant des consid rations de simplicit il faut simplifier la matrice de passage entre l l ment 0 et 1 De m me le point On est choisi de fa on annuler un maximum de param tres Un point O est associ l organe terminal du bras manipulateur selon des crit res op rationnels Typiquement si le bras manipulateur est quip d une pince le point On 4 repr sentera a la fois celle a laquelle on attribue la plus grande g n ralit et la plus intuitive en pratique Pour placer les rep res R Rn 1 selon la r gle des param tres de Denavit Hartenberg modifi s il convient de suivre les r gl s s
2. 1 exprim es dans le rep re i ceux de la deuxi me colonne celles de y et ceux de la troisi me celles de zi Quand T1 T2 T3 ce sont les coordonnes exprim es dans le rep re i du vecteur joignant les deux origines Oi et Oi 1 Il est donc possible d exprimer les coordonnes d un point du rep re i 1 dans le rep re i si l on connait Ti i 1 Ainsi dans le cas d un bras articul six degr s de libert les coordonn es du point du centre de l outil TCP dans le rep re absolu sont TCPabsolue To1 T12 T23 T 34 T 45 T56 On a donc une m thode mod lisation math matique d un robot Pour pr voir la mettre en uvre il faut pr voir d finir de fa on logique les rep res lies chaque segment Pour ce faire on applique la technique de Denavit Hartenberg 28 3 Param tres de Denavit Hartenberg modifi s a M thode Il est possible de mod liser un bras articul comme l on a constat dans le paragraphe pr c dant en exprimant que chaque rep re li un segment a subit une rotation et une translation par rapport au rep re li au segment pr c dent La m thode Denavit Hartenberg modifi s est la technique la plus simple utilises et la plus rependue pour nous informer sur la g om trie d un bras manipulateur et pour la m triser il sufi seulement de bien comprendre les param tres de Denavit Hartenberg modifi s cette m thode propose des fa ons simples et efficace les matrices de transformation Ti
3. di appel d battement est la distance alg brique du point O la perpendiculaire mesur e le long de zi Les param tres de Denavit Hartenberg modifies permettent de d terminer de mani re unique la configuration des corps et donc la g om trie du bras manipulateur Pour visualiser plus facilement les param tres et annuler certains param tres constants il est souhaitable lorsqu on mod lise un bras manipulateur de pr senter celui ci dans une configuration particuli re 30 Axis Joint i 1 A Axis Joint Axis 1 Joint 1 Figure Explication des param tres de Denavit Hartenberg Application de Denavit Hartenberg au robot SAMSUNG FARAMAN AS2 1 PREMIERE ETAPE Le sch ma cin matique simplifi du robot est le suivant Figure num rotation des segments 31 2 Deuxi me tape Figure D finition du rep re ro d une mani re arbitraire 32 Figure Choisir les z Figure Choisir les origines o Figure Choisir les x 33 TROISIEME ETAPE i Tableau de Denavit Hartenberg Figure les segments du robot ELEMENT i1 0 gt 11 T1 2 6 2 11 2 11 2 L5 L6 L6 e 6 Tableau Le tableau de Denavit Hartenberg du robot 34 Avec L1 330 L2 350 L3 100 L4 350 L5 0 LES MATRICES DE DENAVIT HARTENBERG 39 L6 112 5 TO06 101 112 123 134 T45 T56 En effectuant la multiplication de ces matrices par M
4. 4064 Requ te 6 05 2009 15 14 52 34464 05 R ponse 6 05 2009 15 14 52 34464 0 0000 seconds 04 Requ te 6 05 2009 15 14 52 36064 0 0156 secon ds 04 80 00 CO CD 60 O1 00 00 00 O1 02 SF SEAT o R ponse 6 05 2009 15 14 52 37664 0 0156 secon ds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 14 52 39164 0 0156 seconds ME 04 R ponse 6 05 2009 15 14 52 40764 0 0156 secon ds 15 00 00 40 CE 50 O1 O0 O0 O0 O1 21 OF 31 44 36 sc Mis aus 1 1D6 31 56 32 ZE 30 35 2E 30 33 2C 4A 31 04 EF 12 05 03 0d1 Requ te 6 05 2009 15 14 52 43864 0 0156 secon ds 06 05 R ponse 6 05 2009 15 14 52 43864 0 0000 seconds 04 Requ te 6 05 2009 15 14 52 45464 0 0156 seconds 0E 80 00 CO ES 80 O1 O0 00 00 02 21 02 45 32 03 ee PE Le T 42 E R ponse 6 05 2009 15 14 52 46964 0 0156 secon ds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 14 52 48564 0 0156 secon ds 04 v rinrinnnnsrssmnrasinecs noire E Pr t Dispositif C SRCWin untitled Paint SOLE 97 Bouger le robot avec SRCwin et analyser le dialogue entre l ordinateur et le contr leur Avec le logiciel d coute HHD free serial port monitor On a besoin de d tecter le signal mis par l ordinateur pour faire bouger le robot On ouvre HHD free serial port monitor 2 Puis on ouvre SRCwin 3 On commande le robot de bouger pour une location en effectuant la commande move zeroo D On remarque que cet ordre a t d tect crit et ex cut sur le port comme c
5. GOTO 490 sauter la commande d sign e par 50 LSET P1 200 130 200 80 45 90 mettre les locations dans la location P1 LCOPY P1 P2 copier les donnes de P1 dans P2 STOP arr ter l ex cution Draw 10 0 O bouger 10 mm dans la direction des X et avec le syst me des coordonn es cart sien DRIVE 1 80 40 tourner l axe 1 de 80 avec 40 de vitesse UP 30 Se d placer vers le haut jusqu la position o L axe Z est de 30 mm ROTATE 90 faire tourner le robot suivant l axe des z dans le syst me de coordonn es outil par 90 90 Exemple de programme crit sur ordinateur pour faire bouger le robot SRCWin BOUTEIL 100 File Edit View Comm Controller Window Help Se LETTI 1010 Pour E 3 0101 Connect Disconnect Setup Program Teach User 1 0 Help D S m St Tt IAS CHTRSF K RECV 1 MOYE ZERO ROBOT1 gt MOYE FF1 VEBSION MOVE FF TYPE AS2 2 05 03 SIG 1 MOVE FF1 AXIS lG MOVE JJ5 Cd EM STOP MOYE JJ6 C Servo JOINT ne MOVE JJ3 C HZ Limit DELAY 4 O SW Limit ds MOVE JJ6 Ei Error STE MOVE JJ5 Di Run Mode 253 MOVE FF1 Ui Pause Mode 154 MOVE FF C Joa Mode Asa SIG 1 Di Ext Mode 56 MOYE FF1 Zero Return MOYE JJ2 C Zero Returning MOYE JJ SIG 1 Override Speed 10 MOVE FFS __ServeOn _ Zero Return MOYE FF4 MOYE FF3 DELAY 4 MOYE FF4 MOYE FF5 MOYE JJ2 MOYE JJ SIG 1 MOYE JJ2 GOTO 1 END Ready NUMI SRGWD SRAC T Sem SES FIGURE Exemple de p
6. ponse 1 06 2009 14 33 49 36764 0 0156 seconds 04 Requ te 1 06 2009 14 33 49 38264 0 0156 seconds R ponse 1 06 2009 14 33 49 41364 0 0156 seconds 06 05 Requ te 1 06 2009 14 33 49 42964 0 0156 seconds 04 R ponse 1 06 2009 14 33 49 44564 0 0156 seconds 0A 00 O0 40 DO 80 01 00 O0 00 25 O1 56 ss i a AS P i Requ te 1 06 2009 14 33 49 46064 0 0156 seconds 06 05 R ponse 1 06 2009 14 33 50 80464 0 0000 seconds 04 Requ te 1 06 2009 14 33 50 82064 0 0156 seconds i 18 60 00 CO CF 80 O1 00 00 O0 34 21 OC 44 4F 20 0 10 4 D0 AD 4F 56 45 20 23 6C 31 33 05 EE MOVE 113 i Figure le logiciel d ecoute d etecte le mouvement vert les position 13 et 12 Ouvrir la pince avec c 86 Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 7 Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Aide a X NEAGA POJ NMAARBRAOQ AE R ponse 6 05 2009 15 34 57 24564 0 0156 seconds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 34 57 26164 0 0156 seconds 04 R ponse 6 05 2009 15 34 57 27664 0 0156 seconds 13 00 00 40 F2 60 O1 00 00 07 AF 21 07 34 30 30 Q 0 7 400 34 2C 30 41 03 F6 4 04 Requ te 6 05 2009 15 34 57 30764 0 0156 seconds 06 05 R ponse 6 05 2009 15 34 57 30764 0 0000 seconds 04 Requ te 6 05 2009 15 34 57 32364 0 0156 seconds R ponse 6 05 2009 15 34 57 35464 0 0156 seconds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 34 57 37064 0 0156 seconds 04 R ponse
7. rer en tant que maximum du gain minimum maximin A l origine formul pour la th orie des jeux rectangulaires de somme nulle deux joueurs couvrant les deux les cas o les joueurs prennent des mouvements alternatifs et ceux o ils entreprennent des d marches simultan es Elle a t 65 galement prolong e des jeux plus complexes et la prise de d cision g n rale en pr sence de l incertitude Le th or me du minimax est elabor en 1928 PAR Von Neumann pour un nombre limit de coups cette technique am ne l ordinateur passer en revue toutes les possibilit s pour un nombre limit de coups et leur assigner une valeur qui prenne en compte les b n fices pour le joueur et pour son adversaire Le meilleur choix tant alors celui qui maximise ses b n fices tout en minimisant ceux de son adversaire le jeu est somme nulle En limitant le nombre de n uds visit s dans l arbre de jeu il existe diff rents algorithmes bas s sur MinMax et permettant d optimiser la recherche du meilleur coup le plus connu dans ces algorithmes est l lagage alpha beta En pratique comme dans le cas du jeu d checs l arbre est souvent trop vaste pour pouvoir tre int gralement explor Seul une fraction de l arbre est explor e Function minimax node depth if node is a terminal node or depth 0 return the heuristic value of node else let a foreach child of node evaluation is identical for both players let
8. Conclusion Apr s ce qu on a pu r aliser au cours de ces quatre premiers chapitres on dispose maintenant de tout ce qui est n cessaire pour aboutir commander un robot capable de faire des parties d checs Chapitre Cinque Int gration 68 Dans le premier chapitre nous avons d fini quelques caract ristiques du robot Dans le second nous avons tudi la th orie de contr le du robot Dans le troisi me nous avons put faire bouger le robot avec c et dans le quatri me nous avons choisi un moteur de jeux d chec qui convient le mieux notre travail Le but de ce chapitre est int grer toutes ces donn es dans l objectif de faire un jeu d chec Pour atteindre ce but il faudrait tout d abord choisir les dimensions de l chiquier et des pi ces d chec ensuite d duire les dimensions de la pince puis enregistrer toutes les possibilit s du mouvement du robot pour faire par la suite une fonction qui parcourt toutes les positions suivant les entr es Il ne faut pas oublier de faire deux autres fonctions pour l ouverture et la fermeture de la pince Enfin on doit adapter et int grer ces fonctions dans un programme Choix des dimensions de l chiquier Pour fixer les dimensions de l chiquier il est n cessaire de choisir un plan bien d fini sur lequel on va mettre notre plaque Il faut au m me temps voir les limites du travail de la pince dans ce m me plan pour pouvoir choisir la plus grande plaque poss
9. Exemple 14 Figure un robot SCARA Les robots cylindriques e Ce type de robots est caracteris par une rapidi et un espace de travail cylindrique e 3 axes s rie RTT et 3 degr s de libert Figure un robot cylindrique Les Robots sph riques e Ce sont des robots 3 axes s rie RRT et 3 d gr s de libert s leurs espace de travail est sph rique lls sont caract ris s par leur grande charge utile e Exemple 15 Figure un robot sph rique Les robots cart siens e Se sont des robots 3 axes perpendiculaires 2 2 s rie TTT et 3 degr s de libert et caract ris s par leur Tr s bonne pr cision mais ils sont lents e Exemple Figure Un robot cart sien 16 Les robots parall les e se sont des robots Plusieurs cha nes cin matiques en parall les et un espace de travail r duit Ils sont caract ris s par la rapidit et la pr cision grande rigidit de la structure e Exemple PRAA y Figure Les robots anthropomorphes e Leurs structure est produite d un bras humain Se sont des robots 6 axes s rie GR et 6 degr s de libert s e Exemple But du projet Le but de ce travail c est de parvenir contr ler le robot SAMSUNG FARAMAN AS2 pour qu il puisse d placer les pi ces du jeu dans l chiquier partir des solutions choisies par un programme de jeux d chec ex cut dans l ordinateur Et pour atteindre ce but on est bes
10. Ouvrir session Ctrl O H ivegarder session Ctrl s FA uvyegarder session En tant qu as Fermer si ioir Ctri Shift F4 D 1 C Documents and Settings Administrator RMAMFTARES Desktop Device COM ms2 Quitter Alt F4 Cr er une nouvelle session de monitorage e Choisir Moniteur des ports e Cliquer sur Next 99 EA Fichier Editer Affichage Outils Aide I UwAwmll Q QG s sS istant Nouvelle Type de session de monitorage Choisir le type de session de monitorage Voil la liste des types de sessions support s S lectionnez le type requis et cliquez sur Continuer Br anaiyse du protocole LH reproduire le Fichier journal Description Con u pour monitorer les ports s rie et les dispositifs y connect s e Choisir le num ro du port qu on va utiliser COM ou COM2 CA Fichier Editer Affichage Outils Aide OA wm lc 0648 Qi i 1 Si sistant Nouvelle session Configurer le moniteur des ports 53 baat S lectionnez le dispositif RS 232 S lectionnez un dispositif RS 232 dans la liste Si le dispositif requis n y figure pas tapez son nom Dispositif RS 232 v e Cocher la case Requ tes et cliquer sur Finish k gt Fichier Editer Affichage Outils Alde DPA IC OL LR da a Assistant Nouvelle session Configurer le traitement de donn es S lectionnez les outils de traitement et de visualisation de donn es a Visuslizers DS D
11. a max a minimax child depth 1 return a a Principe pour faire remonter la racine une valeur appel e valeur du jeu on doit visite l arbre de jeu cette valeur est calcul e r cursivement de la fa on suivante e MinMax p f p si p est une feuille de l arbre ou f est une fonction d valuation de la position du jeu e MinMax p MAX MinMax O MinMax O si p est un n ud joueur avec fils O4 Ohn e MinMax p MAX MinMax O MinMax O si p est un n ud opposant avec fils O 0n 66 Exemple cl C2 sr C4 es CE EF C8 C3 figure Exemple Dans la figure ci dessous les n uds joueurs sont repr sent s par des nouds gris et les n uds opposants sont repr sent s par des nouds bleus Pour d terminer la valeur finale du n ud A on doit choisir la valeur maximum de l ensemble des n uds B puisque est un n ud joueur Pour cela il faut donc d terminer les valeurs des n uds opposants B qui re oivent chacun la valeur minimum stock e dans leurs fils La fonction d valuation peut alors calculer les valeurs des feuilles HEC Ca C5 4 5 C6 F CE C9 6 Figure solution Le joueur doit jouer le coup l amenant en B2 pour que Le n ud prend la valeur 5 Il est claire qu en observant l arbre on comprend bien que l algorithme consid re que l opposant va jouer de mani re optimale donc il prend le minimum Sans ce pr dicat on choisirait le n ud C1 puisqu il propos
12. dans le contr leur on a voulue faire bouger le robot avec cette location d codant ce que HHD free serial port monitor d tecte et copier cette chaine et l envoyer avec c Lorsqu on bouge le robot avec SRCwin le logiciel d coute nous a donne cette chaine 18 80 00 CO CF 80 01 00 00 02 01 21 OC 44 4F 20 4D 4F 56 45 20 23 68 31 31 05 B7 Qui est la m me que la suivante D AI O S O lt m H 99 On d code toute cette chaine de chiffres en d cimal et on essaye d envoyer tout avec c R sultat Le logiciel HHD free serial port monitor a cout la m me chaine que le SRCwin envoy e Mais le robot ne bouge pas 3 Essai 2 a Description La meilleur solution c est d mettre toutes les requ tes que le SRCwin envoy e d s qu on connecte et jusqu a l envoi du l ordre de faire bouger pour h11 Pour cela il faut d coder toutes les requ tes et les envoyer successivement dans le port s rie R sultat Le logiciel HHD free serial port monitor a d tect la m me chaine que le SRCwin a envoy e et le robot bouge vers la location h11 Remarque le robot ne bouger que s il effectue une s rie de conversations avec l ordinateur exactement on envoie dis requ tes et on re oit dis apr s ce dialogue de dis lignes on peut envoyer notre ordre Ces requ tes de dialogue sont pour dire que le robot est connect et qu il est pr t recevoir des
13. directe puisque le robot nous donne le mod le g om trique inverse en affichant chaque fois l ensemble des angles articulaires a partir d une position et une orientation de l outil par rapport la situation de travail Analyse cin matique et mod lisation math matique d un robot 1 Probl me cin matique direct La cin matique directe consiste trouver la position du centre de l outil et son orientation en fonction des param tres donnes a l entr e coordonnes articulaires 25 q1 q2 qn X Y Z a b c RE lt oo Cin matique directe Ou q1 q2 qn sont les coordonn es articulaires N le nombre de degr s de libert X Y Z les coordonn s du TOP a b c sont les angles donnant l orientation de l outil Pour une machine a trois degr s de libert voir figure robot sph rique en exprimant X Y Z en coordonn es sph rique le probl me se r sout facilement Voir figure robot cart sien Pour un autre robot a trois degr s de libert cart sien robot on voit que q1 q2 q3 gale respectivement X Y Z Lorsque le degr de libert dans un robot augmente le probl me devin plus difficile r soudre Pour r soudre se probl me on a choisie la m thode de Denavit Hartenberg qui est la plus utilis e et cette m thode sera d taill e dans ce qui suit 2 mod lisations On consid re un bras articul on peut la d composer en n degr s de libert segments le segment
14. envoie cet ordre Le robot ne va pas bouger Donc si on veut augmenter la vitesse du mouvement une vitesse sup rieur il faut refaire les dis requ tes de dialogue avec cette vitesse choisie et refaire les locations avec la m me vitesse Avec une vitesse gale 10 de la vitesse max on peut avoir deux ou plusieurs affiches pour une m me location dans le logiciel d coute ces requ tes m nent tous faire bouger le robot Exemple On a cout l envoie du commande MOVE zero deux fois de suite et on a obtenue une diff rence en trois chiffres qui sont en rouge Le premier enregistrement 19 80 00 CO CF 80 01 00 00 00 5C 21 OD 44 4F 20 4D 4F 56 45 20 23 7A 65 72 6F 07 07 Le second 19 80 00 CO CF 80 01 00 00 00 4B 21 OD 44 4F 20 4D 4F 56 45 20 23 7A 65 72 6F 06 F6 17 4 Conclusion Il faut respecter la vitesse lorsqu on veut bouger le robot Pour une seule location le logiciel SRCwin peut envoyer chaque fois une requ te diff rente avec une m me vitesse Int gration de toutes les fonctions avec le moteur d chec Dans le chapitre quatre on a put choisir un moteur d chec et dans ce chapitre notre but est d adapter ce logiciel au mouvement du robot Chaque mouvement des pi ces dans l cran doit tre accompagn par un mouvement effectu par le robot des pi ces sur l chiquier Donc il faut chercher ou int grer les fonctions de mouvement dans ce moteur Pour que l humain bouge ses pi ces i
15. information parfaite telle que le jeu de dames 1 Composition du jeu d echecs a G n rateur de mouvement Un g n rateur de mouvement est capable de produire tous les mouvements l gaux d checs donnant une interface particuli re de la planche Cette fonction est n cessaire par la recherche pour produire des mouvements afin de passer travers l arbre de jeu C est critique que la pr sente partie du moteur d checs soit tr s rapide car elle va tre appel e peut tre des millions des fois pour un simple mouvement y a aussi beaucoup bien d information prendre en consid ration dans la cette partie comme l information retranch e des captures en passant la r gle de 50 mouvements des sauts de double et des promotions Dans TSCP Tom Kerrigan s Simple Chess Program Tom utilise un petit peu des composants dans sa structure de mouvement pour stocker une information pareille La fonction d valuation La fonction d valuation est exactement ce qu elle parait tre Elle regarde un tat de planche et lui donne des points typiquement positifs si la planche favorise le blanc et les n gatifs pour le noir C est essentiellement la source de connaissance d checs pour votre moteur Des fonctions d valuation simples peuvent tre construites en correspondant les valeurs de pi ces pour chaque c t c d 9 pour la reine 5 pour la tour 3 pour fou et cavalier et 1 pour le pion Des fonctions d valuation plus co
16. n est pas le plus puissant des programmes a battus en 2006 le champion du monde d checs le Russe Valdimir kramnik 62 Les trois meilleurs programmes sont certainement Rybka 1 0 Fruit 2 3 1 et Toga 1 3 1 IIS ont un niveau de jeu au del de 2800 elo Aujourd hui il existe de nombreux programmes d checs gratuits 4 interface La plupart des moteurs d checs ne disposent pas de leur propre interface utilisateur graphique GUI mais sont plut t des applications de console pour communiquer avec une interface graphique telle que XBoard Linux et WinBoard Windows par l interm diaire d un protocole standard 5 Grand Tournoi Moteurs d checs Le Grand Tournoi des Moteurs d checs aussi connu comme CEGT est l une des organisations les plus connues pour les tests de logiciels d checs en jouant aux programmes d checs les uns contre les autres et de produire un tableau de cot s CEGT r gule des tests amateurs et professionnels d checs dans les diff rents moteurs de temps tels que les formats 40 4 40 coups en 4 minutes de r p ter 40 40 40 coups en 40 minutes de r p ter et 40 120 40 coups en 120 minutes la r p tition Les r sultats 40 120 sont consid r s les meilleurs jeux d checs gratuit par ordinateur disponible en ligne 6 championnat du monde d checs des ordinateurs Chaque ann e on organise le championnat du monde d checs des ordinateurs World Computer Chess Championship WCCC qui
17. ordres Donc ces dis lignes de dialogue sont n cessaires avant de donner tout ordre au robot Pour faire ouvrir et fermer la pince on doit couter ce que SRCwin envoi dans le port s rie ensuite on refait le m me travail fait pour bouger vers une location Ouvrir et fermer la pince avec c Apres avoir d cod le message on envoie avec c les dis requ tes de dialogue suivies par la requ te de l ordre pour ouvrir la pince sig 1 On voie dans la figure que le logiciel detecte cette commande et la pince se ferme On fait le m me travail avec sig 1 la pince se ferme 60 Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Alde DE AS m DD EM 1 a GE om x AIRE TT TT TE TETE TT 70 CT RTE Tr R ponse 6 05 2009 15 34 57 24564 0 0156 seconda 06 os Requ te 5 06 2009 15 34 57 26164 0 0156 seconds 04 R ponse 6 05 2009 15 34 57 27664 0 0156 seconds 13 00 00 40 F2 80 O1 OO 00 07 AF 21 07 34 30 30 cs 080 1 400 34 2C 30 41 03 F6 J 0A Requ te 6 05 2009 15 34 57 30764 0 0156 seconde 06 05 R ponse 5 05 2009 15 34 57 30764 0 0000 seconds oa Requ te 5 05 2009 15 34 57 32364 0 0156 seconds F ponse 6 05 2009 15 34 57 35464 0 0156 seconde 06 05 Requ te 6 05 2009 15 34 57 37064 0 0156 seconde oa R ponse 5 08 2009 15 34 57 385664 0 0156 seconds OA 00 00 40 DO 80 OL O0 00 07 BO OZ 48 ss
18. rapide en pr sentant le concept d lagage dans ceci si certains points sont absolument terribles apr s une recherche il cause une coupure qui arr te la recherche de cette branche de l arbre Ca d pend fortement de la commande de mouvement Dans le meilleur cas il tient compte d une acc l ration de racine carr e compar au minimax et dans le pire de cas il est juste bon comme le minimax e Negascout qui a t d montr pour acc l rer des recherches d checs d environ 10 C est essentiellement pareil que la recherche de variation principale de tous les buis pratiques e MDT f il s av re qu il va tre rapide mais d pend fortement de la transposition des tables e SSS d pend galement de la transposition des tables e Aspiration Windows qui tient compte d un lagage plus s lectif de l arbre de recherche Il y a un sort entier de plus que celui que je veux l ajouter ici Les transpositions tables les recherche de repos etc mais celui devraient tre bons pour maintenant Je vous propose fortement de v rifier ma page des liens pour les emplacements qui peuvent fournir un meilleur claircissement que les miens 2 Algorithme MiniMax Le minimax parfois minmax est une r gle de d cision utilis e en th orie de la d cision th orie des jeux rectangulaires Pour une vaste famille de jeux somme nulle statistiques et philosophie pour r duire au maximum la perte possible Alternativement il peut consid
19. z ro correspond a la base 26 Figure Exemple d un bras articul Si au segment i on fixe un rep re Ri 0 x yi zi et au segment i 1 un rep re Ri 1 0i 1 Xi 1 Yi 1 Zi1 ON constate que le rep re i 1 subit dans le rep re i soit une rotation soit une translation or ces deux mouvement peuvent tre ais ment exprimes a l aide de matrice homog ne de transformation T 1 Ces matrices sont telles que si An1 Xi 1 Yi 1 Zi 1 repr sentes un vecteur dans le rep re i 1 alors Ai T A represente le m me point mais exprimes dans le rep re i Ai est donc l image de Ai 1par la transformation T 1 a combinaison du mouvement de rotation et de translation Si le rep re fait au m me temps une rotation d un angle a et une translation du vecteur T par rapport au rep re 1 comme le montre la figure Ri Figure mouvement de rotation et de translation du rep re 2 par rapport au rep re 1 On aura la matrice de transformation de la forme 21 Ti2 cos a Sin a T1 sin a cos a T2 0 0 1 Si on travail dans un espace a trois dimensions il en va de m me et on obtient un matrice de transformation entre le rep re i 1et le rep re i Ti i 1 Ti ROTATION T2 T3 Ou la matrice la matrice rotation 3x3 exprime la rotation qu a subi le rep re i 1par rapport au rep re i Signification de la matrice Les termes de la premi re colonne de rotation sont les coordonn es du vecteur unitaire X
20. 02 90 sin 03 sin O1 sin 02 90 cos O2 sin 05 sin O6 sin O1 cos 02 90 cos 03 sin O1 sin 02 90 sin O3 sin O4 cos O1 cos O4 cos 06 G sin O1 cos 02 90 cos O3 sin O1 sin 02 90 sin 03 cos O4 cos O1 sin O4 sin O5 sin O1 cos 02 90 sin 03 sin 01 sin 02 90 cos O2 cos O5 y sin 01 cos 02 90 cos 03 eei sin O2 90 sin O3 cos 04 cos 01 sin 04 sin O5 sin O1 cos 02 90 sin O3 sin O1 sin 02 90 cos O2 cos 05 L6 sin 01 cos 02 90 cos 03 sin O1 sin 02 90 sin O03 L3 sin 01 cos 02 90 sin O3 sin O1 sin 02 90 cos O2 L4 sin O01 cos 02 90 L2 l sin 02 90 cos 03 cos 02 90 sin 03 cos 04 cos O5 sin O2 90 sin O3 cos 02 90 cos 02 sin O5 cos 06 sin O02 90 cos 03 cos 02 90 sin O03 sin O4 sin O6 J sin 02 90 cos 03 cos 02 90 sin O03 cos O04 cos 05 sin O02 90 sin 03 cos 02 90 cos O2 sin O5 sin O6 sin 02 90 cos 03 cos 02 90 sin O03 sin O4 cos O6 K sin 02 90 cos 03 cos 02 90 sin 03 cos O4 sin O5 sin O02 90 sin 03 cos 02 90 cos O2 cos O5 Z sin 02 90 cos O3 cos 02 90 sin 03 cos 04 sin O05 sin O02 90 sin 03 cos 02 90 cos O2 cos 05 L6 sin 02 90 cos 03 cos 0 2 90 sin O3 L3 sin 02 90 sin 03 cos 02 90 cos O2 L4 sin 02 90 L2 L1 Ainsi les coordonn es du point du centre de l outil TCP dans le rep re absolu sont X Y Z 38 Probl me de la cin
21. 6 05 2009 15 34 57 38664 0 0156 seconds OA 00 00 40 DO 80 01 00 00 07 B0 02 48 E e PS Requ te 6 05 2009 15 34 57 40164 0 0156 seconds 06 R ponse 6 05 2009 15 34 57 41 764 0 0156 seconds Figure le logiciel d ecoute d etecte l ouverture de la pince fermer la pince avec c Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Aide F X DFA RO De RRQ AE R ponse 6 05 2009 15 35 00 52664 0 0156 seconds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 35 00 54264 0 0156 seconds 04 R ponse 6 05 2009 15 35 00 55764 0 0156 seconds 13 00 00 40 F2 80 O1 00 00 07 B6 21 07 34 30 30 G 0 9 400 34 2C 30 41 03 FD 4 04 Requ te 6 05 2009 15 35 00 58964 0 0156 seconds 06 05 R ponse 6 05 2009 15 35 00 63664 0 0156 seconds 04 Requ te 6 05 2009 15 35 00 65164 0 0156 seconds R ponse 6 05 2009 15 35 00 68264 0 0156 seconds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 35 00 69864 0 0156 seconds 04 R ponse 6 05 2009 15 35 00 71464 0 0156 seconds O4 00 00 40 DO 80 01 00 00 07 B7 02 4F ses ses tou Requ te 6 05 2009 15 35 00 72964 0 0156 seconds 06 R ponse 6 05 2009 15 35 00 72964 0 0000 seconds Figure le logiciel d ecoute d etecte la fermiture de la pince 3 Le robot et le moteur de jeu d chec Pour jouer a l chec le robot doit d placer attaquer jeter les pions perdus et garder les autres pi ces 8 7 En atta
22. 6C 31 31 07 3E En regardant toutes les locations on remarque que seul les chiffres rouges changes et les autres restes toujours fixes Au lieu de faire une fonction pour chaque location on a eu l id e avec ce r sultat de construire six fonctions de F1 F6 qui donne le bon chiffre l orsqu on lui donne X et Y F1 donne le premier F2 le second et etc Puis on a fait une fonction bouger DOWN qui a comme entr s F1 F2 F6 Envois les dis requ tes de dialogue puis suivant les fonctions choisies elle se d place vers la location voulue 16 Enfin pour avoir une fonction ayant comme entr es X et Y On a fait une fonction moveDOWN qui re oit X et Y a l entr e ex cute les six fonctions puis elle ex cute la fonction bouger bouger DOWN On a r p t le m me travail pour les positions hautes on a chang seulement les noms et le plus important une fonction moveUP qui commande les pi ces en haut II nous reste enfin de faire une fonction ouvrir qui ordonne l ouverture de la pince et de la m me mani re une fonction fermer qui ordonne la fermeture de la pince On a fait une fonction z ro entr e qui ex cute les dix lignes de dialogue puis elle donne l ordre de fermer ou d ouvrir 3 Remarque Toutes les locations sont enregistr ess avec une vitesse de 10 de la vitesse maximum Si on change cette vitesse et on enregistre la position ensuite on fait le codage et on envoie les dix requ tes de dialogue puis on
23. ACADEMIE MILITAIRE DE ECOLE ROYALE MILITAIRE TUNISIE DE BELGIQUE RAPPORT DE PROJET DE FIN D ETUDES Th me DEVELOPEMENT D UN ROBOT JOUEUR D ECHECS R alis par L l ve officier AMIRA Islam Promotion Habib Thamer Promoteur Professeur BAUDOIN Yvan Superviseurs M DE CUBBER Geert M BERRABAH Sid Ahmed D dicaces ES plus pr cieuse des IHON A plus J R TEUX papa ai m z grand pere ahned sl ni ch re grand m re Zouberda A mes Chiurmon tes SCOUTS SHC zajla et AIAN E mon aimable gt fr re fassine C Sa ferme afra PS A freres L asaud et DAT E IMOS HIL7I10I1 HEVEUX Sue el arcelaisie A foule na f arni lle de PT S et de Jorn f LOUS INCS CHSCLTIHIAIILS A LOUS ICS TITS A LOUS CCUX gui ont aid r aliser ce travail A foules SBS PETSCHAES que oJ aime e guir aiment fe d die ce travarf et gu ZS SOIL un sentiment de TOCOHHALSSANCE Fhncrable et fidele envers CUX 2 E AA 1S IY ne faut jamais avoir peur Lafer trop Join car Ja v rit est au del Marcel Proust fi propos Le travail ici pr sent est r alis au sein du l Ecole Royale Militaire dans le cadre du projet de fin d tude pour l obtention du dipl me d ing nieur en electrom canique Au terme de ce travail je tiens remercier mes encadreurs Mr BAUDOIN Yvan professeur l ERM Mr DE CUBBER Geert et Mr BERRABAH Sid Ahmed chercheurs l ERM qui m ont honor tout au long de projet par leurs encadr
24. ATLAB on obtient une matrice de la forme 36 106 Avec A cos O1 cos 02 90 cos 03 cos 01 sin 02 90 sin O3 cos O4 sin O1 sin O4 cos 05 cos 01 cos 02 90 sin O3 cos O1 sin 02 90 cos O02 sin 05 cos 06 cos 01 cos 02 90 cos O3 cos O1 sin 02 90 sin 03 sin O4 sin O1 cos O04 sin O06 B cos 01 cos 02 90 cos 03 cos 01 sin 02 90 sin O3 cos 04 sin O1 sin O4 cos 05 cos 01 cos 02 90 sin O3 cos O1 sin 02 90 cos O2 sin 05 sin 06 cos O1 cos 02 90 cos O3 cos O1 sin 02 90 sin 03 sin O4 sin O1 cos O4 cos 06 C cos 01 cos 02 90 cos 03 cos 01 sin 02 90 sin 03 cos O4 sin O1 sin O4 sin 05 cos 01 cos 02 90 sin O3 cos O1 sin 02 90 cos O2 cos O5 X cos O1 cos 02 90 cos 03 cos 01 sin 02 90 sin 03 cos 04 sin O1 sin 04 sin O5 cos 01 cos 02 90 sin 03 cos O1 sin 02 90 cos 02 cos 05 L6 cos 01 cos 02 90 cos 03 cos O1 sin 02 90 sin 03 L3 cos 01 cos 02 90 sin 03 cos O1 sin 02 90 cos O2 L4 cos 01 cos 02 90 L2 E sin 01 cos 02 90 cos 03 sin O1 sin 02 90 sin 03 cos O4 cos 01 sin O4 cos 05 sin O1 cos 02 90 sin 03 sin 01 sin 02 90 cos O2 sin 05 cos 06 37 sin O1 cos 02 90 cos 03 sin O1 sin 02 90 sin O3 sin O4 cos O1 cos O4 sin O6 F sin O1 cos 02 90 cos 03 sin O1 sin 02 90 sin 03 cos O4 cos O1 sin O4 cos 05 sin O1 cos
25. G6D0 M Resqu te 6 05 2009 15 34 57 40164 0 0156 seconds 06 F ponse 6 05 2009 15 34 57 41 764 0 0156 seconde 05 Requ te 6 05 2009 16 34 567 41 764 0 0000 seconde lt Pr t Conclusion Pour donner un ordre au robot il faut suivre les tapes suivantes Si cet ordre sera une location il faut l enregistrer avec SRCwin couter cet ordre avec HHD free serial port monitor D coder le message en d cimal Envoyer les dis requ tes de dialogue suivi par l ordre voulue Chapitre quatre Le moteur d checs 61 Apres avoir parvenu faire bouger le robot avec le programme c on va essayer dans ce chapitre d introduire un programme de jeu d checs au robot Donc on aura besoin d un moteur de jeux d chec avec un code source accessible en c Les moteurs de jeu d checs 1 D finition Le moteur d checs est un programme informatique d checs utilisant un protocole de communication qui permet de dialoguer avec une interface utilisateur Ces moteurs ne poss dent pas leurs propres interfaces eux mais ils fonctionnent uniquement par des interfaces comme XBoard WinBoard Arena ou chessbase commercial Ces interfaces permettent galement de confronter les moteurs entre EUX 2 Approche historique La premi re machine joueuse d checs fut automate turc autour de 1789 qui joua notamment contre la tsarine Catherine Il et Napol on Bonaparte c tait en fait un homme qui se cachai
26. N Il faut savoir quoi faire en faisant une comparaison entre l tat pr c dant des pi ces dans l chiquier et le mouvement actuel il faut diff rentier entre bouger une pi ce attaquer une pi ce et rien faire lorsqu on commence le jeu gt Pour rien faire Il faut que Occupancy_ old i occupancyi gt Pour d placer une pi ce Pour d placer il faut connaitre la position initiale et finale et il faut que ces deux conditions soient pr sentes au m me temps Si Occupancy_ old i lettre et occupancyl i 0 Si Occupancy_ old j 0 et occupancy j une lettre Alors i est la position initiale et j est la position finale gt Pour attaquer Il faut que ces deux conditions soient pr sentes au m me temps pour trouver la pi ce qui attaque et la pi ce qui sera jet e Si Occupancy_ old i lettre et occupancy i 0 Si Occupancy_oldf lettre et occupancy j J lettre et Occupancy_ old j occupancy 80 Alors i est la position initiale de la pi ce qui va attaquer et j est la position de la pi ce a jet 5 Le pion la ligne finale Lorsqu un pion atteint la ligne finale de l chiquier on peut le remplacer par une pi ce sortie du jeu au choix Le robot doit donc connaitre ou mettre des pi ces jeter puisqu on a encore besoin d eux Donc il doit mettre les pions dans n importe quelle location puisque on a plus besoin d eux Mais pour les autres pi ces il doit mettr
27. NT urrent ROBOT 1 3 Ini Program Manager Run Program L Ai E Axis 5 30 TEE Update NAME BOUTEIL Error Rae 35 a5 C Run Mode FR ET B New C Pause Mode E 6402 Edi Joa Mode Fe 063 Edit Ez Ext Mode i Ba C Zero Return Zero Returning Delet EJAYA X Delete Override Speed 10 eoi Q Ferme Servo on _ Zero reum c2 Override Speed ES CHECKACC DownLoad on E 10 Min Max Efni ARS Ready CRE Dispositif C untitled Paint FIGURE Menu Program Pour cr er un nouveau programme on doit suivre les tapes suivantes Cliquer sur Programme Attendre la r ception des noms de tous les programmes Cliquer sur New Ecrire le programme compiler et enregistrer 49 NON Comment ex cuter un programme Lors de l ex cution d un nouveau programme il est prudent de s assurer d une vitesse relativement faible pour des raisons videntes de s curit par exemple 10 de la vitesse maximale 1 T l charger ce programme en cliquant sur DownLoad 2 Choisir le programme ex cuter 3 Cliquer sur Run Quelques commandes pour faire bouger le robot INT A B d clarer les entiers REAL C D declarer les reels SIG 1 fermer la pince SIG 1 ouvrir la pince DELAY 1 arr ter l ex cution du programme pendant 1 seconde MOVE ZERO aller la location ZERO END essentiel la fin de chaque programme LOC P1 P2 d claration des locations
28. W Limit pis 5 48 C S7W Limit Axis 35 85 Axis 2 Eli DAE Gaes 2 Emr Axis3 67 45 Run Mode Axis 3 Pause Mode ne a 2 Axis 6 a gt ses Oo Joa Mode AxisG6 0 69 j CI Ext Mode Axis 5 Zero Return Axis 6 0 83 28 05 7 Zero Returning 21 04 31 34 g Saveall i Location Name 21 04 03 A S S Override Speed 10 poition i uel u pie Servo Off Jog Speed Excute a Single Command Command Execute Il Stop Ne gt Ready NUM Dispositif C SRCWin Tea Untitled Paint FIGURE Menu Teach avec JogEnable Pour donner au robot des ordres pour atteindre des coordonn s enregistr es il faut que 1 JogEnable ne soit pas coch e fig 2 on crit Move dans le premier espace 3 Dans le second espace on crit le nom de l emplacement voulue ou il suffit de choisir l un des coordonn es enregistr es 4 On choisi la vitesse d sir e en pourcent 5 on clique sur EXECUTE Pour controller la pince il faut que JogEnable ne soit pas coch e fig on tape SIG 1 pour l ouverture ou SIG 1 pour la fermeture dans le premier espace 3 dans le second espace on n crit rien 4 on clique sur EXECUTE ND 92 SRCWin Teach and Location Management Window ME File View Comm Controller Help FT TE amp bm Connect Disconnect Setup Program Teach User I O Help CITRSF CIRECV Teach a
29. al A travers ce chapitre on acquiert d j une bonne connaissance sur l tude th orique du robot Il nous reste maintenant d attaquer la cot pratique pour en savoir utiliser une multitude de commandes sur le robot Cette cote va tre aborde dan le troisi me chapitre qui est le plus important pour notre projet 40 Chapitre 3 commande du robot Dans le premier chapitre on a pr sent le robot Samsung Faraman AS2 Dans le deuxi me on a put le mod liser Dans ce chapitre on a comme but de maitriser le control du robot par les moyens existant et ensuite on essayera d int grer l intelligence dans les mouvements du robot Pour atteindre ce but on doit tout d abord d finir l organe responsable au contr le direct du robot les syst mes d axes et les modes de contr le Ensuite on doit savoir Controller le robot a partir du TP Puis il faut bien maitriser le contr le par le logiciel SRCwin Enfin on essaye de bouger le robot par C ainsi on peut raisonner avant de donner un ordre au robot 41 Informations utiles pour le control du robot 1 Le contr le du robot On ce qui concerne le contr le du robot il existe deux modes op ratoires et qui sont les suivants e Le mode interne dans ce mode le contr le est effectu par le Teaching Pendant dans ce mode l ordinateur communique Via le port s rie RS232C e Le mode externe dans ce mode le m canisme de contr le est r alis e par un syst me de signaux di
30. cuter une t che 1 Lancer le logiciel et se connecter avec le SRC Pour utiliser ce logiciel il faut suivre les tapes suivantes e Lancer le logiciel de commande du robot SRCwin en cliquant sur l ic ne SRCwin exe SRCWin l Ex File View Comm Controller Help ss 1010 t giia 5 5 010 1 User 1 0 Help Connect Disconnec 5 Setup Program Teach FIGURE premier affichage de SRCwin e Choisir les param tres du menu Setup 47 SRCWin File View Comm Controller Help r S eseese 5 feiu Connect Disconnect Setup 0101 Program Teach User 1 0 1010 Help Communication Setup Eg RS232C C TCP IP RS232C COM 1 Baud Rate EXT Network TCP IP IP Address 000 000 000 000 o Port 0 Cancel Ready a NUM FIGURE Menu setup e Cliquer sur Connect pour ouvrir le dialogue entre le logiciel et le contr leur du robot travers le port s rie SRC232 COM 1 ou COM 2 II faut que les indicateurs droite TRSF et RECV s allument alternativement pour nous informer que l mission et la r ception des informations ont commenc et qu on peut commencer commander le robot si non on lance de nouveau le logiciel et on r p te les m me tapes jusqu obtenir un dialogue entre le logiciel et le contr leur En ce moment le contr leur et le logiciel de commande sont connect s SRCWin SRCWin1 File Edit View Comm Controll
31. du travail FIGURE plan de travail vertical 22 FIGURE plan de travail horizontal 6 Les diff rents syst mes d axes Suivant les besoins de l utilisateur et la situation auquel il est mis les mouvements du robot peuvent tre d crits dans quatre syst mes de coordonnes et qui sont les suivants e Syst me des coordonn es cart sien world coordinate system Les mouvements du robot peuvent se faire parall lement chaque axe e Syst me des coordonn es outil TOOL COORDINATE SYST ME Le d placement du robot ce fait parall lement aux axes du poignet e Syst me des coordonn es articul articulated coordinate system Chaque axe peut tourner ind pendamment des autres axes la rotation de chaque articulation se fait ind pendamment des autres e Syst me de coordonn es utilisateur work coordinate system Le robot se met en mouvement dans un syst me de coordonn es d finies par l utilisateur 7 Moment et d inertie admissible au poignet Axe 4 moment de roulement 13 admissible MA N M Axe 4 inertie de roulement 0 23 admissible J4 Kg M Axe 5 moment de flexion 9 4 admissible M5s N M Axe 5 l inertie de flexion O 18 admissible Js Kg M Axe 6 moment de torsion 5 9 23 admissible Me N M Tableau Moment et d inertie admissible au poignet FIGURE Les axes dans le poignet Suite du texte Dans le premier chapitre nous rappellerons quelques notions l
32. e chaque pi ce dans un endroit qu il connait Pour ne pas d passer l espace du travail du robot on a choisi de placer les pi ces blanches gauches de l chiquier dans la nouvelle colonne en gris et blanc dans la fig et les noirs dans le cot oppos pour atteindre ses carr on a enregistr encore trente deux positions et on a fait les fonctions suivantes moveUPwhite x y pour bouger les pi ces blanc en haut moveDOWNwhite x y pour bouger les pi ces blanc en bas moveUPblack x y pour bouger les pi ces noirs en haut moveDOWNblack x y pour bouger les pi ces noirs bas Fig les positions des pi ces rejeter Il faut donner un emplacement chaque pi ce pour pouvoir la reprendre apr s Les pi ces vont prendre une m me disposition verticale la m me que la disparition initiale Mais le probl me qui se pose est le suivant Comment diff rentier entre les pi ces pareilles d un m me couleur 6 Pour r soudre ce probl me on a deux tableaux le premier pour les pi ces blanches et le second pour les pi ces noires qui indiquent la disponibilit des carr s Ces tableaux affect s initialement par z ro et chaque fois ou une pi ce est mit ce carr prend le nom du chiffre significatif de cette pi ce Initialisation des tableaux Pieces Removed Whiteli O Pieces Removed_Blackli 0 Pour les pi ces doubles qui on deux location disp
33. e le plus grand gain 12 et le prochain coup s lectionn nous am ne dans le n ud B1 Mais avec ce choix on prend le risque que l opposant joue pour C3 qui propose seulement un gain de 3 En pratique on ne pourra pas g n ralement calculer la valeur th orique de la position P Par cons quent la fonction d valuation sera appliqu e sur des positions non terminales pour un meilleur r sultat du calcul il faut appliquer la fonction d valuation le plus loin de la racine C est dire pour avoir un meilleur mouvement il faut examiner plus de coups successifs ce qui permet d obtenir une meilleure approximation de la valeur th orique le moteur choisi 1 Choix du programme d checs de freeware par Don Cross Bien qu il ne soit pas dans la m me ligue des programmes commerciaux notre choix s est derig sur ce programme qui joue un jeu assez fort Chenard est crit totalement dans C et le code source est adaptable tout syst me d exploitation Le code a une biblioth que d ouverture int gr e une tactique sp ciale de fin de jeu et un algorithme habituel de recherche minute maximum L un des dispositifs le plus int ressant de Chenard est qu il apprend automatiquement de nouvelles ouvertures et ne doit pas passer le temps r fl chir quand est ce qu il rencontre n importe quelle position dans les 15 premiers mouvements d un jeu On a utilis le c SOUrCe code de chenard qui permet de compiler et adapter l algorithme
34. ements de qualit ainsi que leurs soutiens pour tre la hauteur d un tel projet Aussi J exprime toute ma reconnaissance l administration de PERM pour ces efforts majeurs et continus de pr senter les meilleures conditions de r ussite ces l ves ing nieurs Et toute ma grande gratitude tous les personnels de chaire m canique et ceux qui n ont pargn aucun effort m aider pour accomplir ce projet Un remercie particulier va au commandant COLON Eric Mme DOROFTEI Daniela et Melle VERBIEST Kristel pour leurs pr cieux conseils Je voudrais aussi exprimer ma vive reconnaissance envers tous les enseignants et les personnels de l Acad mie Militaire de Tunisie ainsi que tout ceux qui ont particip s ma formation Finalement je remercie les membres du jury d avoir accept d valuer ce travail ISLAM R ccume changer vers top dow L un des objectifs principaux du robot manipulateur industriel SAMSUNG FARAMAN AS2 est de pouvoir prendre des objets pi ces ou outils et des les d placer avec plusieurs degr s de libert dans des locations programm es au pr alable vu que son langage de programmation est limit pour quelques objectifs simples Ce qui fait que on ne peut pas utiliser se genre de robot puisqu il ne peut pas r fl chir avant d agir L objet de ce projet est d introduire de l intelligence aux d placements de ce robot affin qu il puisse s adapter jouer d chec C est dire il doit analy
35. er Window Help Eo e LETTET 5 bus Connect Disconnect Setup Program Teach User I O 1010 R E SRCWin 1 CITRSF RECY ROBOT 1 DH el 2 113 amp VERSION TYPE AS2 2 05 03 AXIS 6 CI EM STOP El Servo HoINT ee Axis5 64 02 CI Joa Mode E 169 Ext Mode ie 0 69 Zero Return C Zero Returning Override Speed 10 Servo On Zero Return Ready NUM Dispositif C FIGURE comment connecter e Cliquer sur Servo on pour ouvrir les cerveaux moteurs du robot 48 e Cliquer sur Zero Return pour initialiser la position z ro du robot 2 Choisir le menu de notre besoin Maintenant on peut choisir entre plusieurs menus a Menu Program Le langage de programmation est l outil principal de communication contr leur de robot SRC il fournit diverses capacit s telles que cr er un programme ou le modifier contr lant les donn es des positions enregistr es ex cutant un programme et etc avec le Comme avec tous les robots de Samsung l as2 est programm utilisant le langage de programmation de FARAL SRCWin Program Manager File View Comm Controller Help DE pr e meg LETETT a eu Connect Disconnect Setup Program Teach 1010 R User 1 0 Help CITRSF C RECY ROBOT 1 v VERSION TYPE AS2 2 05 03 AXIS 6 C EM STOP Program Manager amp Run Program En JOI
36. es messages dans le port s rie Controler le robot avec c 1 Installation du port s rie on a utilis le code du FoggyLog 23 pour sa simplicit d utilisation moins de commandes faire Ce programme ouvre le port s rie envoie 98 un message et il le referme le port s rie sinon il vous indique un message en cas d erreur le manipulateur est connect au COM et communique avec un baudrate de 9600 Pour tester l envoi du caract re sur le port s rie il suffit d ouvrir le logiciel d coute HHD free serial port monitor puis ex cuter le programme de commande de port s rie On remarque que le HHD free serial port monitor a d tect 48 qui est 72 en hexad cimal Donc on peut conclure que les informations qui passent dans le port s rie sont en hexad cimal II y a des exceptions lors du codage du hexad cimal en d cimale telle que Tout nombre qui commence par z ro et y droite un chiffre on lui ajoute le nombre Un gauche Exemple Si on trouve OE elle devient 10E puis on proc de au codage de ce dernier en d cimal 2 Essai 1 a Description Pour faire bouger le robot il faut tout d abord ouvrir le logiciel d coute Ensuite faire bouger le robot avec SRCwin d tecter la chaine qui donne l ordre de bouger puis convertir ces chaines en d cimal Enfin crire cette chaine avec c et essayer de l envoyer pour faire bouger le robot h11 est une position d j enregistr e
37. es soixante quatre positions dans l chiquier Donc le premier travail faire est de tenir un pion ou une autre pi ce avec la pince et la faire passer par toutes les positions et les enregistrer Il ne faut pas oublier de faire une position en haut de chaque carr pour le d gagement de la pi ce dans ce carr Lorsqu on somme tout les positions enregistrer on obtient cent vingt huit positions enregistrer e Pour les positions basses On a choisie de consid rer l chiquier comme un rep re orthonorm dont les axes sont X et Y comme le montre la figure chaque position est nomm e suivant ces coordonn es par rapport au rep re de l chiquier Tout les noms commence par suivit de L qui signifie que c est une position bas puis le num ro de la position Pour le num ro le chiffre des dizaines est la position suivant Y et le chiffre des unit s est la position suivant X e Pour les positions hautes il suffit de changer L par H qui signifie haut EXEMPLE L56 C est une position basse le carr num ro 56 X 6 et Y 5 15 Figure comment nommer les carr s 2 D chiffrer les locations avec HHD free serial port monitor Apr s avoir enregistr toutes ces locations on ouvre le logiciel d coute HHD free serial port monitor et on fait l ex cution de toutes les locations Chaque position va tre enregistr e comme suit 18 80 00 CO CF 80 01 00 00 08 FE 21 OC 44 4F 20 6D 6F 76 65 20 23
38. est indiqu sur la figure suivante Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Aide J X VAS og Dnm4 6 RA O2 80 00 CO 83 80 O1 00 00 06 55 21 01 32 02 F3 D AO 20t 2 6 s R ponse 6 05 2009 15 31 59 80464 0 0156 secon ds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 31 59 82064 0 0156 seconds 04 R ponse 6 05 2009 15 31 59 83564 0 0156 secon ds 2E 00 00 40 84 80 O1 00 00 06 55 21 22 35 39 35 es IIS SUITE 2E 30 30 2C 30 2E 30 30 2C 39 32 35 2E 30 30 2C 00 0 00 925 00 30 2E 30 30 2C 39 30 2E 30 30 2C 30 2E 30 30 08 0 00 90 00 0 00 4F o Requ te 6 05 2009 15 31 59 89864 0 0156 secon ds 06 05 R ponse 6 05 2009 15 31 59 89664 0 0000 seconds 04 Requ te 6 05 2009 15 31 59 91464 0 0156 secon ds FREE RENE RER RER R ponse 6 05 2009 15 31 59 94564 0 0156 secon ds 06 05 Requ te 6 05 2009 15 31 59 96064 0 0156 secon ds 04 R ponse 6 05 2009 15 31 59 99264 0 0313 secon ds OA 00 00 40 DO 80 O1 00 00 06 56 O1 ED 60 v i Requ te 6 05 2009 15 31 59 00764 0 0156 secon ds 06 05 R ponse 6 05 2009 15 32 00 69564 0 0000 secon ds z lt 2 Pr t Dispositif C SRCWiN Tea 5 31 bmp Paint FIGURE D tection de la commande pour bouger le robot Maintenant il faut essayer d envoyer tout le message s lectionn dans la figure via c d o la n cessit de trouver un programme C qui envoie l
39. est une comp tition annuelle entre les programmes d checs Elle se d roule souvent en parall le avec les olympiades informatiques des tournois entre ordinateurs pour d autres jeux les programmes d checs de cette comp tition son bas s sur des superordinateurs des microprocesseurs ou du mat riel d di au jeu d checs 7 championnat du monde des micro ordinateurs WMCCC Des cycles s par s de championnat r serv s aux micro ordinateurs se sont tenus de 1980 2001 Les vainqueurs en taient les ordinateurs d di s mais depuis 1991 les programmes tournant sur des ordinateurs personnels sont eux qui ont domin la comp tition Le programme de Richard Lang d tient le record avec v 7titres de 1984 1990 v 10 titres pour les programmes commerciaux 1984 1993 Ce championnat est organis par l ICGA International Computer Games Association 63 Comment les moteurs d checs fonctionnent Le jeu d checs serait un jeu d information parfaite signifiant que toute l information est vidente sur les deux c t s tout moment Ceci permet un ordinateur de jouer aux checs en recherchant l arbre de jeu pour des meilleurs mouvements possible Ainsi un moteur simple d checs se compose de trois parties qui d finissent comment elles jouent e Un g n rateur de mouvement e Une fonction d valuation e Une fonction de recherche Les m mes composants de base sont pr sents dans n importe quel jeu d
40. gitaux 1 O entre le PLC par exemple et le contr leur Les d tails de ce syst me O se trouvent dans le manuel d utilisation 2 Qui control le robot Le contr le direct du robot Faraman AS2 est assur par le SRC Samsung Robot Controller il est consid r comme le cerveau de l installation et quip d une unit centrale de traitement d Intel 80486 Cette unit est caract ris e par des hautes performances et une haute vitesse d ex cution qui peut contr ler trois robots au m me temps Le contr leur est con u sur la base d une architecture ouverte ainsi il peut se connecter par interface plusieurs genres de robot Les caract ristiques facultatives du contr leur sont une borne un panneau principal carte VGA panneau d entr e sortie d utilisateur panneau de vision panneau de sonde de vision de laser la commande dure de disque disque souple et ainsi de suite FIGURE LE SRC 42 Contr le par Teaching Pendant 1 D finition Le TeachingPendant constitue la principale interface c est une sorte de console combin avec un cran LCD liquid cristal display il permet d acc der aux diff rentes commandes aussi les ex cuter Le Teaching Pendant peut tre utilis en deux modes Le jog mode est un mode de contr le directe chaque commande saisie sur Teaching Pendant est ex cut e directement sur le robot on enseigne la position au robot puis on l enregistre Le user mode on doit d fi
41. gure le SRC est l l ment de commende direct du robot par l interm diaire soit du TP ou l ordinateur 2 Sp cifications de base du robot type du robot robot articul 6 axes Poids 58kg Charge utile 6 Kg Degr s de libert 6 Pr cision R p tabilit 1 mm Port e du bras 858 mm Espace du travail de chaque axe o Axe 1 160 18 Axe 2 150 90 Axe3 135 150 Axe 4 140 Axe 5 120 o Axe 6 300 e Vitesse max de chaque axe o Axe1 112 5 Axe 2 112 5 Axe3 112 5 Axe 4 225 Axe 5 200 o Axe 6 360 e ype du moteur moteur courant continu quip d un cerveau CONDITIONS D INSTALLATION Aucun obstacle linterieur de champs du travail Le contr leur et le robot ne doivent pas interf rer les uns aux autres Le robot doit tre visible en cas de mouvement viter de mettre le robot dans un endroit humide et poussi reux La connexion entre un robot et un Contr leur doit tre effectu e apr s v rification de l tiquette de c ble V rifier l tat de la connexion du c ble interne avant de l allumer e V rifier l alimentation lectrique du Contr leur OO 07 10 O O 19 FIGURE Les axes du robot SAMSUNG 20 4 Apparences et nomenclature FIGURE Constituants d un bras manipulateur Base Coffret d extr mit bras inf rieur bras sup rieur Poignet Terminal 21 5 Dimensions et espace
42. i es la robotique vocabulaire de la robotique cat gories des robots caract ristiques et types des robots Ainsi apr s avoir nonc ces d finitions on va introduire et d finir notre robot partir de ce qui pr c de Dans le deuxi me chapitre nous noncerons analyse cin matique et mod lisation math matique d un robot et a la fin on va essayer d appliquer cette tude a notre robot Dans le troisi me chapitre nous allons r sumer comment commander le robot par les moyens qui existes TP ordinateur puis nous allons essayer de le commander par c en utilisant les commandes pr c dentes un logiciel d coute sur port s rie Dans le quatri me chapitre nous parlons des moteurs de jeu d chec et les algorithmes choisies pour et on finis par choisir le moteur qui convient a notre cas 24 Dans le cinqui me chapitre nous utiliserons tout ce que pr c de dont le but d arriver coordonner entre le moteur du jeu d chec et les mouvements du robot Et on termine par prouver notre r ussite Chapitre 2 th orie de contr le du robot Pour commander notre robot par le SRC il est n cessaire de poss der son mod le si on connait la configuration du robot le mod le g om trique directe MGD nous permet de d terminer se situation alors que le mod le g om trique inverse MGI permet de d terminer sa configuration partir de sa situation Le but de ce chapitre est de d terminer le mod le g om trique
43. i que les dimensions de ces carr s Maintenant en utilisant ce r sultat il nous reste de choisir la pince et la dimension des pi ces Pour travailler dans ce carr la pince du robot ne fera pas l affaire car elle est tr s grande et en plus son ouverture elle aussi est grande 220mm ce qui nous oblige faire des petites pi ces de mani re que ces derniers ne soient pas g n s par la pince Et en plus de tout a il faut ajouter une adaptation l int rieur de la pince pour qu elle puisse attacher les pi ces Malgr ces modifications ca va tre tr s serr et la moindre faute peut tomber une pi ce et g cher le jeu 11 pi n ce ferm e pi ce ouverte Figure Espace occup par la pince lors de l ouverture et la fermeture Donc pour un travail meilleur de la pince dans l chiquier et afin d viter tout probl me aussi pour avoir des pi ces d chec grandes la meilleure solution serai de refaire la pince Pour cela il faudrait d abord choisir un diam tre commun toutes les pi ces 1 Choix des pi ces On a pris vingt millim tres 20mm dimension du diam tre de toutes les pi ces d chec elles ont toutes une forme cylindrique avec une base aussi cylindrique de diam tre trente huit millim tres On fait le dessin de toutes les pi ces en solidworks e Quelques pi ces en Solidworks 12 Figure Cavalier Figure Le Roi 2 Choix de la pince Apr s avoir choisi la forme et les dime
44. ible afin que le robot puisse bien se balader entre les pi ces d chec Il ne faut pas oublier que la pince doit tre toujours en position horizontal pour pouvoir manipuler les pi ces en toute libert sans toucher les pi ces qui sont cot Apr s avoir effectu plusieurs essais dans des plants diff rents on a trouv que le plan de fixation du robot nous offre la plus grande surface de travail Dans ce plan le robot peut tourner droite et gauche de 160 et il trace deux cercles de rayon maximum 855mm et le rayon minimum est 420mm comme le montre la figure ci apr s 69 Figure surface de travail Pour choisir l chiquier il faut profiter le maximum de cette surface de travail L chiquier ne doit pas d passer la surface verte et il faut qu il soit le plus grand possible donc il faut chercher le plus grand carr l int rieur de cette surface D apr s la surface obtenue on peut faire un carr de dimension 415mmx415mm Figure le carr maximum l int rieur de la surface de travail 70 Pour simplifier le d coupage en petits carr et avoir un travail meilleur du robot des difficult s atteindre les points limites on prend un carr de dimension 400mmx400mm Donc on va avoir des petits carr s de 50mmx50mm pour mettre les pi ces Figure dimensions de l chiquier Choix de la pince et du diam tre des pi ces Dans le paragraphe pr c dent on a pu dimensionner l chiquier ains
45. isciplines mentionn es ci haut permettent de construire des robots et autres syst mes m catroniques performants et fiables D autre part les situations conomiques actuelles dans les pays industrialis s notamment la crise qui a suivi le choc p trolier des ann es soixante dis et l mergence de nouveaux pays industrialis s capable de produire faible cout ou de fournir rapidement des produit nouveaux et ou de qualit sup rieur et assurant la garantie ces exigences on conduit au d veloppement d une automatisation flexible impliquant implantation de robot dans de nombreuses branches d activit s Le nombre des projets de recherche en robotique b n ficiant d une couverture m diatique importante est croissant au del du caract re informatif d une telle m diatisation celle ci entraine des attentes de plus en plus fortes de la part du grand publique et des industriels les uns se mettent r ver d un compagnon domestique les autres imagines l usine du future et ses robot dociles Chacun se construit donc l image du robot id al et pense pouvoir retirer un b n fice de l utilisation de robots dans son domaine d activit De la sant au service passant par la m dicine la d fense la recherche ou la culture une infinit de possibilit s d utilisation de syst mes robotiques apparait La r alit des choses est un peut diff rente En effet si la soci t actuelle est avide de technologie l aspect moti
46. l doit indiquer la position initiale et finale de la pi ce d placer Avec ces informations on peut adapter nos fonctions pour bouger les pi ces Mais le probl me est au niveau de l ordinateur qui nous donne que ca position finale Et c est ici ou r side le probl me Lorsqu on revient l affichage dans l ordinateur on voit que le moteur affiche FEN apr s tout mouvement de l humain ou de l ordinateur il faut essayer de trouver une solution avec cet affichage 1 Observer ce que le logiciel fait e Affichage initial de FEN FEH rnbokbnr pppppppp 8 6 6 8 FPPFPFPFF RMBQGKENE ienbqkbhnri PPPPPPpP i de 1 3 PPPPPPPP RNBQKENR 1 abcdefgh e Demande de bouger une pi ce blanche e Bouger un pion de g2 g4 Uhite move g2g4 e Affichage de FEN devient 18 FEH rnboqkbnr pppppppe 8 8 6P1 8 FPFPPFF1iF RMEBQGKEMR tenbqkbnr 8 PPPPPPPP i IPPPPPP P 2 1 HMBGEBNR ii abcdefgh e Le mouvement de l ordinateur et l affichage de FEN Black d5 FEWN rnbqkbnr ppplpppe 8 3p04 6P1 6 FPPFPFPF1FP RNEQGKENER ienbqkbnri PPp pppp 1 10 1 I 1 3 1PPPPPFP P 2 RNEQEKBHR ii abcdefgh 2 Remarque On constate dans cet exemple que FEN affiche l emplacement des pi ces chaque mouvement L affichage commence d crire l tat de la ligne huit jusqu a arriver la ligne une et entre chaque ligne il ya Pour d crire le contenue d une ligne FEN c
47. llons en premier lieu prouver le bon choix des instruments du jeu chiquier et pince Ensuite nous allons montrer que le robot peut bouger les pi ces avec c Enfin on montrera que le robot suit et en coordinance avec le moteur de jeu d checs 1 Le bon choix des de l chiquier la pince et les pi ces a Le robot peut atteindre les positions limites de l chiquier Figure la position l exterme gauche Figure la position l extreme droite Montrer qu il tient bien les pi ces 84 Figure pince tient bien la piece Figure la pince prend la piece sans qu elle tombe Montrer que la pince ne touche pas les autres pi ces l ouverture et la fermeture Figure pince ferme Figure pince ouverte 89 2 Le robot command avec c le robot peut bouger a tout les positions enregistr es et ces positions on peut les visualiser avec le logiciel d coute sur port s rie a Bouger le robot avec c r Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 MEJ Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Aide TAHE NEPAGO J MDAA RAQ R ponse 1 06 2009 14 33 49 99264 0 0156 seconds gt 32 00 00 40 84 80 0l 00 00 00 24 21 26 2D 32 30 2 800 20 2E 35 35 2C 37 38 2E 38 34 2C 35 30 2E 34 37 2C 55 78 84 50 47 2D 35 ZE 34 30 2C 2D 34 37 2E 34 30 2C 2D 32 32 5 40 47 40 22 2E 30 37 08 FE 07 b Requ te 1 06 2009 14 33 49 05464 0 0156 seconds R
48. matique inverse Nous avons vu dans le chapitre pr c dant qu il est possible de d terminer la position et l orientation lorsqu on connait les coordonnes articulaires qi du robot en effet celles ci correspondent aux valeurs instantan es de e ou de di suivant qu il s agisse d une rotation ou d4une translation suivant l axe Zi En g n rale que l utilisateur recherche plut t c est une m thode permettent de calculer les 6 ou di pour une position et une orientation d termin e de l outil il s agit la du probl me du cin matique inverse partir d une position et une orientation donnes de l outil trouver les coordonn es articulaires du robot X Y Z a b C q1 q2 qn Cin matique Inverse Ce probl me est beaucoup plus complexe que celui de la cin matique directe car pour une position donn e la solution n est pas unique plusieurs configurations possibles 39 Figure montre la non unicit de la solution Pour notre robot le mod le cin matique inverse ne pose pas de probl me puisque l ordinateur nous affiche instantan ment tout les coordonnes articulaires a chaque mouvement du robot Conclusion Le mod le g om trique directe du robot nous permet de trouver les coordon2es op rationnelles en donnant les informations de l organe terminal en fonction des coordonnes articulaires Le probl me inverse consiste calculer les coodon2es articulaires correspondant a une location de l organe termin
49. mplexes contiennent l information de position telle que le nombre de places attaqu es par c t la commande du centre doubl e de pion vers le haut Il est galement imp ratif que vous rendez la fonction d valuation aussi rapide que possible pour les m mes raisons que le g n rateur de mouvement La fonction de recherche Comme j avais dit avant la fonction de recherche cherche l arbre de jeu et renvoie le meilleur mouvement possible Comment fait elle ceci Elle utilise le g n rateur de 64 mouvement pour produire touts les mouvements possibles de la position puis elle appelle p riodiquement la fonction de recherche sur chacune des positions Cet algorithme s appelle le minimax voir ci dessous La raison de son appellation le minimax est qu il essaye de maximiser les points possibles pour le blanc une seule intensit de recherche et en r duisant au minimum les points pour le blanc au prochain Ceci nous permet de saisir le mouvement qui m ne aux meilleurs points pour le blanc ou le noir la fin C est fondamentalement une force brutale pour chercher toutes les meilleures positions possibles Maintenant ce n est pas tr s efficace non Il y a beaucoup d algorithmes de recherche plus rapides ailleurs Je vais citer juste quelques un comme r f rence e L lagage d Alpha b ta qui nous permet de saisir la m me variation principale qu avec l algorithme de recherche de minimax Il fait donc d une fa on beaucoup plus
50. nction crite dans le menu SPEED augmenter ou diminuer la vitesse du d placement s lectionner le robot ROBOT 45 D FGERTRTRRUN utilis comme cl de basculant lire arr ter le robot TL fl f us mm i Al 29222200 ARC run ronor ESC del ddr HHn j lirai m o y PY Em pu MODE P REC FIGURE Les boutons du TP 1 Les boutons du menu 2 Bouton de la deuxi me fonction 3 Les boutons de direction 4 Les boutons de jog 5 Comment bouger le robot avec le TP Pour faire bouger le robot avec le Teaching Pendant il suffit de gt Allumer le SRC gt Choisir le menu EXEC en appuyant sur F4 Plusieurs locations d j enregistr es et Cing commandes comme MOVE MOVA REDY MOVS et UP s affichent sur l cran gt Choisir MOVE en appuyant sur F1 gt choisir la location voulue avec la touche entrer Ainsi il s affiche sur l cran la commande et la location 46 gt Pour ex cuter il faut au m me temps appuyer sur les touches SHIFT ei ENTRER Comment contr ler le robot partir d un logiciel sur ordinateur La deuxi me m thode qu on peut utiliser pour dialoguer avec le contr leur c est via le logiciel SRCwin install sur ordinateur cette m thode est plus facile utiliser car elle nous offre un cran plus grand et plus facile a comprendre mais le temps d ex cution par cette m thode est sup rieur au temps mis par le TP ex
51. nd Location Manager VERSION Jog amp Current Robot Position Location Manager l Jog Enable wona NAME DA Update 15 5 93 6 WORLD 20 17 0 87 New __ 45 88 j Ey Edit Y 826 03 100 46 76 0 Copy Z 536 81 84 40 10 63 Pause Mode F 147 55 84 40 10 63 amp Rename Joa Mode M ENT 67 57 89 42 SONDE O Ext Mode Zero Return Zero Returning TH2 i g SaveAll A Location Name THFI3 RE RAJBNI Y Override Speed 10 potion CE Servo ont Zere Rem Jog Speed Excute a Single Command Command Execute IMOvE RRI Stop v gt Dispositif C SRCWin Tea 28 bmp Paint FIGURE Menu Teach sans JogEnable Ce programme peut contr ler 3 robots au m me temps comme l indique la figure en dessus droite et en haut on trouve les tapes qui indiquent l tat du robot comme celle du Teaching Pendant Menu User 1 0 Pour travailler en mode externe un syst me des signaux O I est utilis pour commander les diff rents outils pouvant tre mont s au poignet Ce syst me contient des commandes qui peuvent tre int gr e dans la programmation du robot Pour commander la pince en fermeture il suffit de cocher la premi re case de Output fig et pour l ouvrir il suffit de l enlever 93 SRCWin lo Manager File View Comm Controller Help 101 r User 1 0 Help d o CR Connec
52. nir des coordonn s d avances qui seront atteintes par le robot A droite de l cran LCD un bouton rouge permet d arr ter instantan ment le mouvement du robot c est le bouton d arr t d urgence gauche de l cran LCD se trouve une s rie de diodes rouges qui renseignent sur l tat g n ral du robot FIGURE LE TP 43 2 Les signaux mies par les diodes Em stop s allume en cas d arr t d urgence SERVO s allume en cas o le moteur est aliment en nergie H LMT s allume en cas de limite de mat riel S W LMT s allume en cas de limite de logiciel ERROR s allume en cas ou il y a probl me dans l ex cution RUN s allume lors de l ex cution d un programme STEP s allume en cas de fonctionnement d tape HOLD s allume en cas de pause du robot JOINT s allume en cas de joint mode __ WORD s allume en cas de world mode TOOL s allume en cas de tool mode JOG s allume en de jog mode EXT s allume en cas de mode externe ZR s allume en cas d un retour au point d origine ROBOT 2 indice le robot contr l actuellement FARA T01 ARC ON s allume en cas de mode de soudure FARA TO2 3 Les menus principaux relatifs au contr le du robot Lorsqu on allume le contr leur avec l interrupteur situ a l arri re il faut attendre 25 secondes c est le temps n cessaires pour certaines v rifications Apres l coulement de ces 25 secondes le TP n
53. nsions des pi ces il nous reste faire de fixer la forme et les dimensions de la pince Il est vident que la forme int rieur du pince l o on va attacher les pi ces sera cylindrique et de diam tre gale vingt 20mm Notre but est d avoir une pince qui peut non seulement prendre les pi ces cylindrique mais aussi lorsqu elle s ouvre elle ne g ne pas les pi ces voisines La pince doit tre comme indique la figure Serre bien les pi ces la fermeture et laisse un bon espace entre les pi ces l ouverture L pi n ce ouverte LC pi n ce ferm e Figure Forme de la pince avec les pi ces 13 Apr s tout calcul fait on a choisi les dimensions sur la figure L pi n ce ferm e C pince ouverte Figure Dimensions de la pince Pour simplifier usinage de la pince on va diviser la pince en deux parties la premi re partie fig va tre mont e sur le m canisme la place de l ancienne pince la deuxi mes fig va tre mont e sur la premi re partie et elle va avoir la forme des pi ces Figure premi re partie de la pince Figure deuxi me partie de la pince L orsqu on assemble les pi ces on obtient notre pince qui a la forme suivante fig 14 Figure Nouvelle pince Pour plus de d tailles sur les dimensions il faut Voir hhhhhhhhhh Enregistrer les locations 1 M thode d enregistrement Pour que le robot puisse jouer au chec il faut qu il connait l
54. o uk foggylog archive 140 html 93
55. oin de suivre le plant suivant le robot FARAMAN AS 1 Introduction du robot FARAMAN AS2 est un robot manipulateur s rie de type anthropomorphe six axes six degr s de libert et il est compos de cha nes cin matiques poly articul es ouvertes Ce robot est en faite un syst me de bras m canique con u avec une structure tr s rependue dans l industrie 17 Avec ces 6 degr s de libert l AS2 ex cute les mouvements comme un bras humain En effet plusieurs de t ches faites par les humains peuvent tre manipul es par le robot AS2 Le protocole RS232C assure la communication s rie entre les diff rentes parties du syst me constituant le robot Si on veut commander le robot distance la communication ETHERNET est aussi pr vue en option Pour assurer une ex cution fiable il a t certifi par iso 9001 puisque chaque tape de sa fabrication on a respect les niveaux les plus lev s de la qualit LE TP TEACHING PENDANT constitue la principale interface avec l utilisateur car il permet de r aliser plusieurs t ches comme diter et ex cuter des programmes g rer les fichiers positionner manuellement le robot En plus de TP un logiciel sous Windows est galement disponible sur ordinateur qui permet de r aliser les m mes fonctions qui est le SRCwin e Qui commende le robot L ORDINATEU SAMSUNG R FARAMAN AS2 TP Figure Sch ma du commande du robot Comme l indique la fi
56. ommence de gauche droite S il y a une pi ce on met sa lettre significative Et lorsqu on trouve du vide on affiche le nombre des vides successifs 3 Solution Pour connaitre la position initiale de l ordinateur il suffit de comparer FEN et FEN de l humain FEN pr c dant On a construit un tableau occupancy F qui parcourt FEN s il trouve une lettre il crit cette lettre et s il trouve un nombre il affiche des z ro gales ce nombre 19 Maintenant pour comparer il nous faut un autre tableau qui enregistre l tat pr c dant de l chiquier ce tableau porte le nom de Occupancy_ old il sera initialis avant le d but de toute partie avec l tat initiale des pi ces dans l chiquier puis il sera affectt par occupancy a chaque fois ou on fait bouger une pi ce Donc le travail faire est de comparer Occupancy_ old et occupancyl T 4 Comparer Occupancy_ old et occupancyl T En ce qui concerne le mouvement du robot par l humain on peut changer les entr es des fonctions de X et Y en une chaine de caract re qui analyse ce que l humain donne et fait bouger le robot En faisant cette id e on a trouv s qui si on donne un mauvais mouvement de la pi ce l ordinateur vous affiche que cette pi ce ne peut pas aller cet emplacement par contre le robot peut bouger Pou cela on a d cid de bouger l humain et l ordinateur en faisant des raisonnements logique avec FE
57. onibles comme la tour le cavalier et le fou Il ya v rification de la disponibilit de la premi re place Si elle est vide on met la premi re pi ce dans cette location Sinon on est oblig de la mettre dans ca deuxi me location Pseudo code des mouvements Avant d expliquer comment le robot peut bouger il est n cessaire de noter qu avant tout mouvement le robot doit commencer toujours dans les positions hautes et la pince doit tre ouverte A la fin de chaque mouvement d une pi ce doit revenir cet tat en positions hautes et la pince ouverte 1 Pour prendre une pi ce d une position moveUP x y moveDOWN x y Terner moveUP x v 2 Pour poser une pi ce sur une position moveUP x y moveDOWN x y ouvrir moveUP x y 02 3 Pour attaquer une pi ce a Prendre la pi ce qui a t attaqu e moveUP x y moveDOWN X y fermer moveUP x y Analyser la pi ce Trier les pi ces if pi ce pion POSEULONJELTERC Ouvrir else 1f pi ce blanche moveUPwhite x y moveDOWNwhite x y GUNEL moveUPwhite x y else moveUPblack x y moveDOWNblack x y OUVE LE moveUPblack x y M tre la pi ce qui attaque ca place moveUP x y moveDOWN x y ouvrir moveUP x y 03 R sultats de tout le travail Dans ce paragraphe on va s int resser justifier le bon fonctionnement de notre projet Pour cela nous a
58. onn es Signaux ie CRETE H Console HE Table a Logging O W cr ation du protocole Description Affiche toutes les donn es re ues dans une fen tre marquant les Configurer groupes d informations de couleurs et de polices diff rentes Affiche les donn es re ues envoy es transmises Cet outil affiche aussi toutes les requ tes de gestion envoy es et re ues par le dispositif Pr t SCO ee Serial PO EJ e Une page de travail vierge s affiche Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Aide a x D amp A 4m LA e D marrer le programme qu on veut couter sur le port s rie 3 Remarque Si on ouvre le port s rie et on lance HHD free serial port monitor le port s rie qui a t ouvert ne Ss affichera pas et on ne pourra pas le lire donc il faut tour d abord ouvrir HHD free serial port monitor puis commencer envoyer les messages sur le port s rie D s qu on ouvre le port s rie on peut diff rentier entre les requ tes envoy es et re ues les requ tes mises sont en rouge et celles re ues sont en bleu On peut enregistrer ces requ tes pour l analyser tranquillement Dispositif COM1 Free Serial Port Monitor Requ tes Dispositif COM1 Q Fichier Editer Affichage Outils Fen tre Aide A x VAS D m4 BR i Port ouvert par le processus SRCWIH EXE PID
59. onnel d une 9 interaction homme robot quotidienne et multiple semble toujours d licat g rer surtout pour les hommes Ainsi faute de d bouch et de d monstration d une autonomie r elle la robotique de service reste de rares exceptions pres l tat de d monstrateur technologique et les robots sont aujourd hui encore utilis s de mani re privil gi e pour des missions ou les objectifs sont quantifiables et clairement d finis De telles missions n en sont pour autant pas moins complexes et de bras manipulateurs industriels d di s des taches pr cises simples dans un environnement bien calibr nous sommes pass s des robots dont l espace de travail s est tendu Cette extension vient en r ponse la nature des misions qui sont aujourd hui envisag es en robotique exploitation manipulation en milieu hostile domaine terrestre sous marin ou spatial intervention op ration de fabrication sur des pi ces de grandes dimensions soudure peinture polissage les exemples ne manquent pas 1 D finition et historique D finition Un robot est un dispositif m canique poly articul mis par des actionneurs et command par un contr leur calculateur accomplissant automatiquement une grande vari t des t ches qui sont g n ralement consid r es comme dangereuses p nibles r p titives impossibles pour les humains ou dans un but d efficacit sup rieure Le terme robot vient d
60. ous affiche sur son cran les diff rents menus pour le control du robot FIGURE premier affichage du TP FILE contr le le programme utilisateur lorsque on appuis sur la touche F1 la clef vous porte l cran de gestion de dossier 44 4 LOC l appui sur la touche F2 vous montre les coordonn s enregistr es par le robot les coordonn es vert les quels le robot pourrait tre amener se rendre PARA en appuyant sur la touche F2 on peut g rer les param tres concernant le corps du robot tel que la vitesse des moteur les angles de rotation et ceux concernant les signaux digitaux O entre la pince et le contr leur EXEC va l cran o le langage du robot peut tre ex cut DIAG fait du diagnostique dans les divers op rations du robot par exemple les erreurs survenues et les positions actuelles du robot sp cifications et arrangement de port d entr e sortie COME c est pour acc der certaines commandes sp ciales de l utilisateur Les fonctions du Teaching Pendant ZR fait le retour z ro SERVO ON OFF ouvrir et fermer les cerveaux des moteurs MODE changer les syst mes de coordonn es JOG permet de changer entre le jog mode et user mode SP met un espace lors de l criture d un programme ou entrer une commande REC enregistrer la position actuelle PAUSE arr ter et reprendre le mouvement en cas d une op ration ENTER ex cute la fo
61. pour viter ce probl me Ce travail m a t d un grand apport Pour mon exp rience professionnel car il ma permis d am liorer mes connaissances a la fois dans le langage de programmation et dans le domaine robotique il m a aussi donn l opportunit de toucher de pr s au difficult s lors de la r solution d un probl me qu on qualifie de complexe et d exploiter mes connaissances th orique dans le domaine pratique 91 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Bibliographie 1 a 2 k 3 b 4 fr wikipedia org wiki Fichier Min_Max_Sample_1 png cosinekitty com chenard source en wikipedia org wiki Minimax fiascochess wordpress com 2009 03 08 the layout of a chess engine lwh free fr pages algo minmax minmax htm http eavr u strasbg fr wiki upload a a4 Cours rob_intro pdf www robot maker com robotscope robot mobile jpg Manuel de l utilisateur www vieartificielle com images nouvelle vic6000 1 jpg Www gizmodo fr wp content uploads 2009 03 sky_warrior jpg www science et vie net img illustrations R robot asimo jpg www lattis univ toulouse fr lesia uploaded images axes jpq www dumatek fr topic2 bv000001 jpg http img directindustry com images di photo g scara robot 38412 jpq www rosier fr uploads robot cartesien lAI jpg www2 cnrs fr sites thema image 3ecdc6caab06d ipg 92 COUR ROBOTQUE PROF BAUDOIN www virtualserialport com productis serialmonitor gr fpm01 amp gclid CKyT04TJ5poCF UEA4woddXOQBA www fogma c
62. pr cis lorsqu il d passe 1mm alors on a l un des erreurs suivantes 13 o Erreurs de mod le g om trique o Erreurs de quantification de la mesure de position o Flexibilit e R p tabilit la r p tabilit d un robot est l erreur maximale de positionnement r p t de l outil en tout point de son espace de travail En g n ral la r p tabilit ne doit pas depasser 0 1 mm Performances e Vitesse maximale C est la vitesse de translation ou de rotation de chaque axe du robot Souvent les constructeurs donnent une vitesse maximale de l outil ou l organe terminal e Acc l ration maximale Elle d pend de l inertie donc de la position du robot Pour chaque axe cette acc l ration est donn e dans la configuration la plus d favorable inertie maximale charge maximale Charge utile C est la charge qui garantie une dur e de vie la plus longe possible Donc c est la charge maximale qui peut porter le robot sans perturber ni la rep tabilit ni les performances dynamiques du robot Cette charge utile est nettement inf rieure la charge maximale que peut porter le robot et directement d pendante des actionneurs 5 Diff rent types de robots a Les robots SCARA e SCARA S lective Compliance Articulated C est un robot la fois pr cis et rapide utilis dans l assemblage e Caract ristiques C est un robot 3 axes s rie RRT 3 degr s de libert son espace de travail est cylindrique
63. quant une pi ce on peut voire tout ce qui a pr c d s a Prendre la pi ce jeter Figure piece 2 attaque piece 1 Eloigner la pi ce perdue e Sicestunpiononle jet Figure pion 1 jeter e Si non on garde cette pi ce 88 Figure pi ce 1 gard On prend la pi ce qui attaque Figure Prendre la piece 2 89 On la met la place de la pi ce perdue Figure Mettre la piece 2 a la place de la piece 1 4 Conclusion Le robot execute tout les commandes qui ont t faites par le programme de jeu d echec On peut maintenat jouer a l echec contre le robot 3 90 Conctuston et perspectives Ce livre d crit bien le robot SAMSUNG FARAMAN AS2 ainsi que les tapes suivies pour aboutir a notre objectif Qui est l adaptation des commandes donn es a un moteur de jeu d chec pour que le robot puisse man uvrer les pi ces de l chiquier Il faut noter que les objectifs de ce projet ont t atteints puisque notre robot n a pas trouv aucune difficult de coordination avec le moteur du jeu d chec Il faut aussi signaler que la m thode choisie pour balayer les locations n est pas tr s efficace car si on change l chiquier tout les locations enregistres seront perdues alors il vaut mieux que se soit le robot qui reconna t les positions voulues sans pour autant qu il les apprenne Et pour cela plusieurs solutions lectroniques peuvent tre mont es au robot et l chiquier
64. r un mouvement bien d fini au robot Donc il faut commander le robot par un logiciel qui peut en temps r el raisonner en suivant l tat du jeu r fl chir la meilleure solution et donner une succession d ordres au robot Et pour cela il faut 1 Trouver le meilleur logiciel pour analyser le dialogue entre l ordinateur et le contr leur travers le port s rie RS232 54 2 Faire bouger le robot avec le logiciel sur ordinateur SRCvwin et analyser ce dialogue avec le logiciel d coute sur port s rie 3 Ecrire un programme C qui peut envoyer des donnes sur le port s rie 4 Essayer de faire bouger le robot en envoyant un m me message que celui envoy par SRCvwin envoie pour faire bouger le robot 5 Faire la m me d marche pour Controller la pince 1 La recherche d un programme qui d tecte le dialogue entre l ordinateur et le contr leur Une recherche sur internet des programmes d coute sur le port s rie m a permis de t l charger plusieurs programmes tel que SHDCom Devise monitoring studio et HHD free serial port monitor Pour mon travail j ai choisi ce dernier pour plus de souplesse d utilisation il vous offre plus de choix et un affichage facile a comprendre 2 Comment utiliser le logiciel HHD free serial port monitor Pour utiliser ce programme il faut e Lancer et ouvrir une nouvelle fen tre de travail Free Serial Port Monitor i Editer Affichage Outils Aide A M Nouvelle session GB
65. rogramme Menu Teach On peut contr ler le robot de la m me mani re que le TeachPendant pour cela il suffit de suivre les tapes suivantes 1 Cliquer sur Teach 2 Attendre un moment le temps que les informations sur l tat du robot et ces diff rentes locations soient re ues On peut choisir entre jog mode et user mode Si on veut commander le robot directement on coche le case JogEnable fig pour passer au mode JOG et la on peut piloter le robot par les fl ches vert comme si on commande avec le TP Si on veut enregistrer une position on peut enregistrer toute position voulue en choisissant un nom puis en appuyant sur Recorde pour cela on choisir le syst me des coordonn s qui convient le mieux Selon le syst me d axes utilis on a certaines r gles suivre Le nom est limit sept caract res alphanum riques 91 Les locations en coordonn es cart siens commencent toujours par des lettres tandis que pour les locations en coordonn es des articulations ces lettres sont pr c d es du signe SRCWin Teach and Location Management Window File View Comm Controller Help BE D m Connect Disconnect Setup Program Teach User I O CITRSF CIRECV ROBOT 1 VERSION TYPE 05 Jog amp Current Robot Position 2 05 03 AXIS 6 F Jog Enable Joint NAME l Update CJ EM STOP c E Servo JOINT Axis 1 1 EEU
66. ser avant l ex cution Alors on a eu recours au programme c comme programme de contr le car il est capable de faire la stimulation d un jeu d chec Pour se faire nous avons men on premier lieu une tude th orique et pratique sur robot dans le but de se familiariser et s adapter avec ses commandes En second lieu nous avons utilis un logiciel d coute qui d tecte et affiche les commandes envoy es sur le port s rie avec c Par la suite nous avons copi ces commandes dans un moteur de jeu d chec et ainsi nous avons obtenu un robot qui ex cute les commandes envoy es par l ordinateur en analysant l tat du jeu au pr alable Sommaire Avane PP ODOS a a ee en ed te NN ADR EEEE EEEE Table des mati res Liste des OURS nee da ne D OO ere SN nn Liste des abr viations Introduction g n rale CHAPITRE II CHAPITRE III CHAPITRE IV CHAPITRE V Conclusion et perspectives Annexes Bibliographie T abie des figures FOUE to SINOJI SAO saeara aE A ARNS 11 r des tableaux L iste des abr viations CHAPITRE I INTRODUCTION Introduction la robotique La robotique est ensemble de disciplines techniques lectrom caniques actionn s par le biais d un ensemble de logiciels leurs conf rant une intelligence artificielle pour servir un objectif communs cet objectif est l automatisation flexible de nombreux secteurs de l activit humaine l objet est le robot D une part les progr s r alis s dans les d
67. t l int rieur dans la machine Ce n est que dans les ann es 1950 qui coincident avec le d veloppement des ordinateurs que les v ritables programmes virent le jour Et ca n a demand que 50 ann es pour que ces programmes passent de la connaissance des r gles un niveau au moins gal celui des meilleurs joueurs humains En mai 1952 Alan Turing un des pionniers a crit un programme de jeu d checs Il simule lui m me les calculs de la machine car il ne dispose pas d ordinateur assez puissant pour le faire tourner et il met environ une demi heure pour effectuer chaque coup Ce programme perdit contre Alick Glennie un coll gue de Turing 3 Actualit s Parmi les meilleurs programmes d checs figurent actuellement Rybka Fritz Shredder Hydra ou encore Crafty un moteur dont on peut acc der au code source The Chess Network est l un des projets de calcul reparti qui utilise la puissance de plusieurs calculateurs Ce projet a regroup simultan ment 2070 calculateur r alisant ainsi en 2004 le record du nombre d ordinateurs autour d une partie d checs Il existe gualement GNUChess Avec l evolution de l ordinateur ces programmes se sont d velopp s et ils poss dent aujourd hui leurs propres interfaces ils sont souvent en licence propri taire et d autres peuvent tre utilis s avec l interface de sont choix et on peut m me avoir plusieurs programmes dans une interface R cemment le programme Deep Fritz qui
68. t Disconnect Setup Prograrn Teach COTASF ChARECV ROBOT 1 VERSION TYPE AS2 12 05 03 7 CN EM STOP User 1 0 Monitor Co Servo soir Co HW Limit FA gt User 0 Board 1 gt S W Limit ri i Input o Ch Run Mode Axisa pp 1 Pause Mode is Co Jo ode zerer 26 O K Ext o 27 O Co Zero Return 28 O co Zero Returning 29 O 30 O 31 o Override Speed 10 Servo On Zero Return 25 0 SNA UN OOOOOOOD SnauNzse poo00000 SETTE 00000000 SNaUs UNE 00000000 FRUN So ppo00000 SRCWin lo Manager Ad E i 1 01 0 sa a 0101 Connect Disconnect Setup Program Teach User 1 0 Help CirnsF MRECV ROBOT 1 VERSION TYPE As s2 2 05 03 AXIS 6 x CD EM STOP User 1 0 Monitor pes JOINT x D HAW Limit Axist I OOOO Ts 9 User VO Board 1 Ez dl Axis 5 E o0000000 EN Est Mode Axis6 Zero Return Co Zero Returning Override Speed 10 Servo On Zero Return NO C1 B Lo N o0000000 SIGN Se po0o000000 NOREETTTS po0000000 CNE U W NE Dnaun o46 00000000 FIGURE Menu User 0 avec pince ferm e Contr ler le robot partir de C Les deux m thodes voqu es pr c demment sont utilis es pour un contr le b te du robot on donne au robot une ou une succession d ordres et il les ex cute sans r fl chir ni raisonner Mais pour jouer l chec il faut raisonner puis ordonne
69. u Tch que robota il veut dire le travail forc ou corv e Historique e En 1947 L apparition de premier manipulateur lectrique t l op r e En 1945 Invention du premier robot qui peut tre programm e En 1961 Montage d un robot sur une cha ne de fabrication de General Motors 10 e En1961 Premier robot avec contr le en effort e En 1963 Le premier contr le du robot avec vid o 2 Les diff rentes cat gories des robots Robots mobiles figure Robots sous marins figure Robots volants figure Robots humano des figure Robots manipulateurs figure Exemple de robot mobil figure Exemple de robot sous 11 Figure Exemple de robots volants Figure Exemple de robots humanoi des Figure Exemple de robots manipulateurs 3 Vocabulaire utilis dans le domaine de la robotique 12 Ut Figure constituants d un bras manipulateurs Actionneur moteur Axe articulation Corps segment Organe terminal Effecteur outil Base SA a D Lu 4 Caract ristiques des robots Volume de travail Le volume accessible par l outil du robot est le volume qui peut balayer l outil Ce volume d pend de la g om trie du robot de la longueur des segments et du d battement des articulations limit par des but es IRB 1400 Had Figure Exemple du volume de travail d un robot R p tabilit ou pr cision e on dit que le positionnement absolu im
70. uivantes pour i 1 2 3 n __ placer les axes Z i 1 n dans l axe de rotation de chaque charni re ou dans l axe de translation de chaque glissi re O est le pied de la perpendiculaire commune aux axes des liaisons L et Li situ sur Li 29 Si les axes des liaisons sont parall les il faut choisir arbitrairement une perpendiculaire commune choisir chaque axe Xi perpendiculairement Zi et Zi 1 Si ceux ci se coupent l origine Oi sera ce point d intersection et Xi Zi x Zi 1 sinon Xi sera plac sur la perpendiculaire commune zi et Zi 1 et orient suivant la r gle du tire bouchant Si Zi et Zi 1sont confondues Xi se place ndimporte ou dans un plan perpendiculaire zi et Zi 1 Si les axes des deux liaisons sont concourants ou confondus l orientation est arbitraire r gle avant droite haut Z Figure comment choisir l axe des y yi 1 est tel que le rep re Ri 1 soit orthonorm direct comme le montre la figure pr c dente Les Param tres de Denavit Hartenberg modifies Compte tenue de tout qui pr c de textuellement on peut les d finir comme suit 0 1 appel torsion angle alg brique entre Zi 4 et zi mesure autour de Xi 4 a _ appel longueur est la distance arithm tique de la perpendiculaire commune aux axes des liaisons Li 4 et Li mesur e le long de xi 6 angle alg brique entre Xi 1 et xi mesure autour de z

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