Uni­té de recherche : Méca­nique, Acous­tique et Maté­riaux (Rober­val- UMR CNRS 7337) 

Équipe : Méca­nique et surfaces 

Année : 2015 

Acro­nyme : ALVEO 

Nom : Sys­tèmes de micro-convoyage tri­di­men­sion­nel pour la micro-usine 

Res­pon­sable scien­ti­fique : Laurent Petit 

Dates d'engagement : 18/10/16 au 17/10/19

Résu­mé : Le pro­jet ALVEO s'inscrit dans l'Axe 2 (Usine du futur, Sys­tème, pro­duit, pro­cess) du Défi 3 (Sti­mu­ler le renou­veau indus­triel) du plan d'action 2015 de l'ANR. Les tra­vaux pro­po­sés s'insèrent dans le contexte de la micro-usine qui est par­ti­cu­liè­re­ment adap­tée à la pro­duc­tion d'objets minia­tures en petite et moyenne séries et qui dis­pose d'un haut niveau de flexi­bi­li­té et de recon­fi­gu­ra­bi­li­té. De nom­breux tra­vaux sont actuel­le­ment menés sur ce concept et portent prin­ci­pa­le­ment sur le déve­lop­pe­ment de sys­tèmes de micro-posi­tion­ne­ment ou de micro-pré­hen­sion mais peu d'études sont réa­li­sées sur les sys­tèmes per­met­tant de réa­li­ser du micro-convoyage au sein de tels sys­tèmes. L'objectif du pro­jet ALVEO consiste à déve­lop­per des sys­tèmes per­met­tant de réa­li­ser des tâches de micro-convoyage tri­di­men­sion­nelles com­plexes en contexte de micro-usine. Le sys­tème de convoyage pro­po­sé intègre une pla­te­forme phy­sique, com­po­sée d'un réseau de micro-action­neurs numé­riques, et des stra­té­gies de pilo­tage assu­rant un fonc­tion­ne­ment opti­mal. Les action­neurs numé­riques, sur les­quels repose la pla­te­forme, dis­posent d'une archi­tec­ture simple, com­po­sée de posi­tions dis­crètes entre les­quelles la par­tie mobile de l'actionneur peut se dépla­cer. Toutes posi­tions inter­mé­diaires ne consti­tuent que des états tran­si­toires ne pou­vant être conser­vés dans un fonc­tion­ne­ment nor­mal. Les action­neurs numé­riques ne néces­sitent donc qu'une com­mande mini­ma­liste basée sur des impul­sions d'énergie néces­saires uni­que­ment lors d'un chan­ge­ment d'état, ceci ayant pour effet de limi­ter la consom­ma­tion d'énergie, enjeu majeur au regard du plan d'action 2015 de l'ANR. Les action­neurs numé­riques pos­sèdent éga­le­ment l'avantage de dis­po­ser d'un main­tien en posi­tion dis­crète de la par­tie mobile et ce sans apport d'énergie. De plus, étant don­né que les posi­tions dis­crètes sont pré­ci­sé­ment défi­nies lors de la fabri­ca­tion, la com­mande mini­ma­liste ne néces­site aucun cap­teur pour com­man­der chaque action­neur numé­rique de façon répé­table, contrai­re­ment à des sys­tèmes plus clas­siques, ce qui faci­lite leur inté­gra­tion dans des sys­tèmes com­pacts ou for­te­ment inté­grés. Dans le cadre du pro­jet ALVEO, une archi­tec­ture ori­gi­nale de micro-action­neur capable de réa­li­ser des dépla­ce­ments tri­di­men­sion­nels est pro­po­sée ce qui per­met­tra d'atteindre un grand nombre de posi­tions dis­crètes (12 posi­tions). Des démons­tra­teurs, de com­plexi­té crois­sante, seront déve­lop­pés ce qui per­met­tra d'aboutir à un réseau de micro-action­neurs numé­riques tri­di­men­sion­nels à archi­tec­ture hexa­go­nale. Avec un tel réseau, des actions com­plexes pour­ront être géné­rées par com­bi­nai­son d'actions élé­men­taires simples, cha­cune réa­li­sée par un micro-action­neur. Une appli­ca­tion de type convoyage tri­di­men­sion­nel en contexte de micro-usine est visée pour ce démons­tra­teur. Chaque micro-action­neur du réseau pour­ra être pilo­té de manière indé­pen­dante assu­rant ain­si un haut niveau de flexi­bi­li­té et de recon­fi­gu­ra­bi­li­té au sys­tème de micro-convoyage, carac­té­ris­tiques essen­tielles en contexte de micro-usine. Des stra­té­gies de pilo­tage seront éga­le­ment déve­lop­pées au cours du pro­jet afin de recher­cher le tra­jet opti­mal pour l'objet convoyé et de déter­mi­ner les dépla­ce­ments cor­res­pon­dants pour chaque micro-action­neur consti­tu­tif du réseau. Les déve­lop­pe­ments et tra­vaux réa­li­sés dans le cadre du pro­jet ALVEO seront menés selon trois phases suc­ces­sives. La pre­mière phase vise­ra à démon­trer la fai­sa­bi­li­té d'un micro-action­neur pla­naire à six posi­tions dis­crètes. En seconde phase, un micro-action­neur basé sur une archi­tec­ture tri­di­men­sion­nelle et dis­po­sant de douze posi­tions dis­crètes sera déve­lop­pé et carac­té­ri­sé. Lors de la troi­sième phase, les tra­vaux se foca­li­se­ront sur le déve­lop­pe­ment d'un réseau de micro-action­neurs tri­di­men­sion­nels à douze posi­tions dis­crètes, sur la défi­ni­tion de stra­té­gies de pilo­tage adap­tées et enfin sur la vali­da­tion de l'application au micro-convoyage en contexte de micro-usine. 

Mots clés : Tech­no­lo­gies inno­vantes de fabri­ca­tion de maté­riaux, Réseau de micro-action­neurs numé­riques, Pilo­tage, Sys­tèmes de convoyage tri­di­men­sio­nel pour micro-us, Chaîne logistique