Nouvelle chaire de recherche du Canada en robotique de précision : Ilian Bonev en quête de la précision absolue
Depuis quelques jours, Ilian Bonev, professeur à l’ÉTS en génie de la production automatisée, est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur la robotique de précision, qui s’accompagne d’un financement de 500 000 $. Le professeur Bonev est l’un des plus jeunes et des plus prolifiques chercheurs au pays dans son domaine. L’objet central de ses travaux : repousser les limites des robots industriels quant à leur diversité, leur vitesse et leur précision.
Aujourd’hui en effet, quiconque observe le travail d’un robot sur une chaîne de montage en industrie trouvera que son niveau de précision semble irréprochable. En fait, lorsqu’il s’agit d’une tâche parfaitement répétitive, il est possible « d’enseigner » au robot comment l’exécuter avec une marge d’erreur de quelques microns, ce qui est satisfaisant pour les besoins traditionnels d’assemblage ou d’emballage industriel. On nomme cette erreur la « répétabilité ».
Or, quand il s’agit d’exécuter des tâches ponctuelles, même préprogrammées, les robots ne sont guère meilleurs que les humains équipés de leurs outils de précision traditionnels. Ce manque de « précision absolue » du robot provient notamment de la différence entre les dimensions réelles de ses pièces et les dimensions dont tient compte l’unité de commande (son cerveau) pour exécuter sa tâche. En remédiant à ce problème, les robots pourraient exécuter des milliers de positions calculées et non enseignées pour des usages de haute précision, notamment dans les secteurs de l’usinage et de la chirurgie guidée par l’image.
Ainsi, parmi les nombreux travaux de la nouvelle chaire de recherche en robotique de précision, le professeur Bonev et son équipe développeront de nouvelles procédures de mesure qui faciliteront l’étalonnage de robots et amélioreront la correspondance entre leurs dimensions physiques et théoriques. L’équipe de chercheurs se penchera également sur de nouvelles méthodes de conception d‘architectures qui favoriseront l’atteinte de la précision absolue avant l’assemblage du robot et même avant la fabrication des pièces.
La standardisation des mesures et des tests de précision fera également partie de la stratégie de recherche car elle permettra de comparer les résultats obtenus à l’aide de méthodes identiques. À cet égard, une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) de 290 000 $ lui procurera des instruments de mesure en trois dimensions, dont un laser tracker et un bras de mesure, lesquels lui permettront d’analyser la performance de robots relative à leur précision. Enfin, l’optimisation de l’emplacement de cibles disposées sur une grande pièce (par exemple, un panneau d’avion) manipulée par un ou plusieurs robots permettra de réduire le nombre de ces cibles (capteurs), dont les positions sont surveillées par un système de métrologie par triangulation optique. En plus de favoriser un suivi plus précis et plus fréquent de la position de l’outil, cette optimisation réduira les coûts de l’équipement.
Les travaux de la Chaire de recherche du Canada en robotique de précision portent sur des dimensions à la fois fort prometteuses et largement inexplorées de la précision absolue en robotique. Son programme de recherche répond aux besoins de l’industrie aérospatiale et du secteur médical. Des robots dotés d’une plus grande précision sont en effet d’une importance capitale pour l’industrie canadienne, et montréalaise en particulier (Bombardier, L3 Communications, etc.). C’est d’ailleurs en collaboration avec des partenaires industriels, hospitaliers, et universitaires que le titulaire de la Chaire compte bien atteindre ses objectifs.
L’ÉTS abrite six robots industriels ABB (voir photos ci-dessous), en plus de ceux construits par le professeur Bonev. Elle est la seule école d’ingénierie au Canada à disposer d’un laboratoire d’enseignement équipé d’appareils de cette catégorie.
