Capitalisation de connaissances en mécanique

Dans cette partie, nous allons détailler les étapes que nous avons suivies afin de réaliser un robot totalement fini du point de vue mécanique. Nous ferons aussi part des problèmes que nous avons rencontrés et des solutions que nous y avons apportées.

1 ère étape : Analyse des robots des années antérieures et de leurs solutions technologiques :

C’est une étape à ne pas oublier, elle permet souvent de trouver des solutions simples et fiables qui ont déjà bien fonctionné sur des anciens robots. C’est en faisant cela que nous avions pensé à l’idée d’utiliser une brosse pour avaler les balles et à un système de barillet pour stocker les balles. Pour trouver des informations sur les anciens robots, cherchez sur le net. Il existe des sites se rapportant à la coupe de France de robotique, vous y trouverez des photos ainsi que des vidéos qui permettent parfois de percevoir quelles sont les meilleures (= les plus simples!) solutions technologiques. Cherchez aussi des anciennes plaquettes de présentation de robot sur lesquelles sont vraiment bien détaillés les choix technologiques. Il faut compter au moins trois semaines.

2 ème étape : le BRAINSTORMING :

Etape fondamentale, le brainstorming est la meilleure façon d’aboutir à des solutions pertinentes et simples. Toute l’équipe doit y participer, pas uniquement la méca! On a déjà dû vous le dire, lors d’un brainstorming n’hésitez surtout pas à dire tout ce qui vous passe par la tête même si vous passez pour un idiot car chaque remarque permet à chacun de créer de nouvelles associations d’idées qui aboutiront peut-être à la meilleure solution. Cette étape doit se faire en parallèle de l’étape n°1. Attention par contre à ne pas essayer de copier dès le début des solutions déjà existantes, le brainstorming perdrait alors tout son intérêt. Il nous a fallut environ un mois et demi (voir un peu plus) pour que l’on se mette tous d’accord sur les solutions technologiques que nous allions développer. Là aussi ce n’est pas du temps perdu ! Peut-être même que l’on aurait du y passer un peu plus de temps car nos solutions étaient loin d’être les plus simples. Autre point important, vous connaissez vos compétences en robotique, elles ne sont pas énormes, non? Et c’est normal, par contre ne faites pas la même erreur que nous, cette année à vouloir viser trop haut, on a fini tout en bas. Donc pensez « simple » car la simplicité va de paire avec la fiabilité et la fiabilité c’est se qui fera de votre engin un bon ou un mauvais robot.

Si vous pouviez vous voir plusieurs fois par semaine en début d’année pour faire des échanges d’idée, ça ne serait pas de trop. Nous avons fait l’erreur de travailler uniquement le Jeudi en début d’année pensant que du temps on en aurait par la suite, du coup on n’a sûrement pas passer suffisamment de temps pour le brainstorming. Il ne faut pas hésité à venir en semaine, à faire des équipes de réflexion avec des personnes de « méca », info et « élec » mélangées. Le mieux serait d’arriver le jeudi pour la réunion avec des solutions bien définies pour pouvoir ensuite en discuter tous ensemble.

3 ème étape : réalisation de croquis et de schémas simples à la main :

Dessiner permet d’une part d’illustrer son idée, de la rendre plus compréhensible pour tous et d’autre part cela permet de se rendre compte si une solution peut être validée ou pas. C’est pourquoi les membres de l’équipe « méca » eurent à dessiner chacun de leur côté, les solutions qui leur paraissaient être les plus simples. Ainsi pendant deux ou trois semaines, après la réunion hebdomadaire du Jeudi, les mécaniciens ont exposé devant toute l’équipe leurs dessins, argumentant en faveur de leurs solutions. De cette manière et en prenant le meilleur de chacun, nous sommes parvenu à des solutions relativement simples.

Autre point important, n’hésitez pas à vous rendre dans le département de productique avec vos premiers croquis, ils ont l’expérience et savent voir si une solution est bonne ou pas, si elle va difficile à concevoir ou s’il existe des solutions plus simples que celle que nous proposons. Essayez d’aller les voir tout au long de l’année.

4 ème étape : le conception assistée par ordinateur (CAO) :

Une fois que les dessins sont bien définis et validés par tous, que les formes et les dimensions générales du robot ont été établies, on peut passer à la CAO. Comme logiciel de CAO, préférez CATIA V5, ses possibilités sont très grandes et il permet notamment de sortir des plans immédiatement utilisables par les machines à commande numérique de Dynaméca.

Pour information, cette année Dassault Système a mis à disposition de chaque équipe participante à la coupe, 6 codes clé autorisant l’accès à une version spéciale de CATIA V5 téléchargeable sur leur site. Nous n’avons pas pu en profiter car nous avons eu des conflits avec les codes clé que nous avions reçus et après plusieurs démarches peux concluantes nous avons abandonné l’idée d’utiliser leur version surtout qu’à l’ICAM nous avions accès illimité aux ordinateurs du département de productique sur lesquels CATIA V5 tourne à merveille.

Les erreurs à ne pas commettre sur CATIA V5 :

• Prévoyez une marge d’erreur significative sur vos plans car votre robot ne fera jamais exactement les mêmes dimensions que sur votre ordinateur. Nous avons rencontré plusieurs problèmes lors de l’assemblage final, certaines pièces ne rentraient plus dans notre robot alors qu’elles rentraient sur les plans fait avec CATIA. Faites bien attention, l’encombrement est un paramètre qui vous posera sûrement problème, cependant ne tirez pas trop sur les côtes sur vos plans CATIA sinon vous n’arriverez plus à assembler votre robot. Attention si vous prévoyez de faire un châssis par pliage (c’est ce que nous avons fait), il y a toujours un rayon courbure à prendre en compte au niveau du pliage ce qui crée de l’imprécision et fait perdre de la place. Préférez les profilés à angle droit, ils sont plus rigides et vous n’aurez plus de problème d’imprécision.
• Commencez par faire de petits assemblages puis faites des assemblages d’assemblages. Vous vous rendrez vite compte que c’est beaucoup plus pratique pour modifier une pièce.
• Essayez d’être toujours deux pour dessiner sous Catia ; un qui manipule l’ordinateur et un autre qui vérifie en permanence que les pièces qui sont dessinées ne rentrent pas dans d’autres. Nous aurions pu ainsi éviter certaines erreurs si nous avions vérifié à chaque fois les plans de Catia avant de lancer des pièces en production.

Surtout n’aillez pas peur de passez du temps sous Catia, ce ne sera pas du temps perdu. Plus vous aurez un robot abouti sous Catia moins vous aurez de mauvaises surprises ensuite sur votre robot. Je me répète mais c’est important : ne faites pas l’erreur de laisser uniquement une ou deux personnes manipuler Catia, veillez à ce que chaque pièces et chaque plan soit vérifié par un maximum de personnes. Nous avons perdu trop de temps à cause d’un manque de vérification.

5 ème étape : réalisation des pièces, usinage :

Cette année, certains membres de l’équipe « méca » ont fait une formation en début d’année afin de pouvoir ensuite utiliser librement les machines conventionnelles de Dynaméca. Faites la si possible, ça ne dure que 4 heures et ça peut se révéler très utile parfois. Cependant, même si plusieurs membres de notre équipe avait suivi cette formation, nous avons préféré faire réaliser la majorité des pièces usinées par Dynaméca, d’une part parce qu’ils sont meilleurs que nous dans ce domaine et d’autre part parce qu’ils étaient ravi de pouvoir travailler avec nous sur ce projet. En effet, ce projet a été pour nous l’occasion de collaborer avec Dynaméca et ensemble nous sommes parvenu à réaliser un robot très beau et très fiable mécaniquement. Il n’y a pas que Dynaméca qui nous a apporté de l’aide pour la réalisation de pièces, il y a aussi un membre de la formation continue qui nous a beaucoup aider pour réaliser en pliage toute la base de notre châssis. Grâce à lui nous avons pu faire un châssis léger et rigide assemblé par des rivets d’aviation ! Tout ça pour vous dire qu’il ne faut pas que vous hésitiez faire appel à ceux qui sont plus compétent que vous en usinage pour vous aider dans ce projet. Je ne veux pas dire qu’il faut tout leur faire faire mais travailler avec eux permet d’avoir un robot avec une mécanique de qualité et de gagner du temps pour pouvoir faire autre chose.

6 ème étape : le montage :

Cette étape peut paraître à priori la plus simple, et bien méfiez vous car elle prend souvent plus de temps que prévu. Vous aurez sûrement des pièces qui ne vont pas pouvoir se monter, c’est pourquoi il faut prendre suffisamment de marge sur les côtes de vos pièces en amont lors de la CAO. Une grosse contrainte à laquelle nous avons dû faire face cette année à été l’encombrement et pour pouvoir tout faire rentrer nous avons dû retravailler certaines pièces, ce qui nous a fait perdre encore du temps. Ne commettez plus cette erreur.

7 ème étape : la maintenance du robot :

Cette étape n’est pas non plus à négliger. Afin d’assurer que notre robot soit le plus fiable possible mécaniquement, nous avions élaboré une liste de points à vérifier avant chaque match (resserrage des roues, vérification de la bonne adhérence de la brosse sur l’axe, pente bien réglée, carénage bien vissé…). Autre point important, choisissez deux personnes et entraînez les à monter et démonter entièrement tout le robot. Entre deux matchs, il peut vous arriver d’avoir à démonter en très peu de temps l’intégralité du robot pour changer une pièce.

Voilà grosso modo toutes les étapes par lesquelles nous sommes passés pour réaliser notre robot. Je pense que vous pouvez les suivre, cependant veillez à ne pas commettre les mêmes erreurs que nous car elles nous ont fait perdre trop de temps. Finalement, nous n’avons peut-être pas gagné la coupe mais notre robot était beau et solide. Ca, au moins, on ne pourra pas le lui reprocher.

Remarque  : Concernant le plan de jeu :

• Bien étudier les différentes spécificités du plan de jeu avant d’entreprendre sa construction. Certaines parties nécessitent d’être construites avant d’autres, donc bien faire attention à l’ordre du montage.
• Etudier les différentes possibilités de montage pour chaque partie. Certaines peuvent par exemple sembler plus facile à réaliser que d’autres, mais se révélerons nettement moins fiable sur la longévité. (éléments en papier collés sur la table qui risquent de se dégrader lors du passage du robot par exemple)
• Ne pas hésiter à bien solidifier les contours de la structure. En effet, un grand plan de travail aura souvent tendance à servir de support pour différents travaux, et les bords du plan seront souvent sollicités par les différents membres de l’équipe.
• Toujours faire attention à respecter au mieux les différentes contraintes du cahier des charges (concernant les couleurs ou encore les dimensions du plan et des différents éléments qui le composent…). Le plan de jeu doit être le plus proche possible de celui utilisé pour la compétition.
• Toujours tenir compte des remarques de chaque groupe (électronique, informatique, mécanique) concernant la réalisation de certaines pièces qui les affectent plus particulièrement. (les totems pour la reconnaissance d’images en info par exemple)
• Quelques semaines avant la compétition, ne pas hésiter à proposer à une autre équipe de tester les compatibilités de chaque robot sur l’autre plan de jeu. Cela peut être utile, notamment si le robot dispose d’une reconnaissance d’images.
• Dans la mesure du possible, prévoir un système permettant de transporter facilement le plan de jeu. En effet, l’amener sur place lors de la compétition peut se révéler très utile pour effectuer certains réglages sur le robot.