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Etude de l’axe 5 ( poignet ) du robot Kuka

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Compte-rendu de l’étude du dernier axe du robot kuka

 

– Système choisi

–  Robot Kuka KR500-3.

Description du besoin

Il est destiné à mouvoir un ou plusieurs objets ou personnes sur 6 axes différents. Il est utilisé dans les industries pour la fabrication d’objets d’une façon précise et rapide et, aussi dans des attractions pour une utilisation public (La Danse des Robots)

 

Principales fonctions de service du système et contraintes.

  Principales fonctions de services:

– Mouvoir un objet (éventuellement une nacelle prévue pour transporter 2 personnes dans le cas de l’attraction “La Danse des Robots” du Futuroscope) depuis pratiquement n’importe quelle position à quasiment n’importe quelle autre à l’intérieur du rayon d’action du robot (limité tout de même par le poids de l’objet et les hypothétiques obstacles autours de celui-ci).

-Pouvoir programmer les mouvements du robot facilement pour qu’il puisse reproduire des séries d’actions préenregistrées.

-Pouvoir contrôler la célérité des mouvements selon le besoin de l’utilisateur (exemple: Sur une chaîne d’assemblage, selon sa cadence; Pour la Danse des Robots, pour varier les sensations ressenties par l’utilisateur)

-(Essentiellement pour la Danse des Robots ou le travail à la chaîne): Pouvoir synchroniser le robot avec d’autres robots Kuka KR500-3 et les faire travailler de concert.

Contraintes du système:

  • Doit supporter comme poids maximum de 500 à 350 kilogrammes selon l’extension du bras.
  • shéma kuka robotics 1

From kuka-robotics.com

  • Ne doit pas mettre en péril la sécurité de son utilisateur en dehors des risques spécifiés
  • shéma kuka robotics 2

Précautions quand à l’utilisation et à la manipulation du robot Kuka, sous formes de précisions dans la documentation du robot.

Description du fonctionnement, vu de l’utilisateur :

Vu de l’utilisateur, le robot Kuka KR500-3 bouge sur 6 axes différents, selon le programme qu’il suit. Il permet ainsi de déplacer sa tête dans de très nombreuses positions et orientations et ainsi de manipuler des objets (ou la nacelle dans le cas de l’attraction La Danse des Robots) aisément et selon les besoins de son utilisateur.

Analyse partielle d’une chaîne d’énergie

  • Description d’une chaîne d’énergie
analye fonctionel du robot kuka

analye fonctionel du robot kuka

  • Analyse de solutions techniques

Les solutions techniques permettant la transmission de l’énergie mécanique du moteur jusqu’aux axes malgré la place restreinte et les angles dans la structure du robot sont des systèmes de courroies et de poulies.

Analyse et modélisation d’une fonction cinématique du système

  • Choix d’une fonction permettant de transmettre un mouvement

Un moteur électrique actionnant une poulie qui entraîne une courroie dirigée par d’autres poulies jusqu’à entraîner la rotation de l’axe du robot Kuka.

Modélisation, simulation et réalisation d’un dispositif expérimental

Croquis :

croquis fonctionnement robot kuka

Modélisation avec Onshape :

Modélisaion Onshape poignet robot Kuka

 

Modélisation Onshape

Système imprimé avec une imprimante 3D :

poignet robot kuka imprimé

 

Analyse fonctionelle : Centrale nucléaire à réacteur à eau présurisé

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Présentation global

Une centrale nucléaire à réacteur à eau pressurisé est une centrale qui produit de l’énergie grâce à de la vapeur d’eau, chauffé par de l’uranium enrichie, qui actionne une turbine, qui transmet l’énergie mécanique à un générateur, qui produit de l’électricité.

Fonctionnement général

Légende et source à préciser

Légende et source à préciser

Schéma de principe d’une centrale nucléaire REP. ( Wikipédia )

Analyse du besoin

          Fonction globale

La centrale nucléaire doit fournir de l’énergie sur un réseau électrique à partir d’uranium enrichi.

 

bete-a-corne-centrale-nucleaire

         Fonctions de service et contrainte

. Être proche de la mer ou d’un cour d’eau

. Avoir une enceinte de sécurité de 10 km

. Produire un maximum d’énergie avec un minimum d’uranium enrichie

. Respecter les normes de sécurité

. Produire le moins de déchet possible

. Respecter des normes de taux de radioactivité dans l’eau rejeté.

 

Analyse du système

       Fonctionnement, vu de l’utilisateur

Pour l’utilisateur ( EDF par exemple ) la centrale nucléaire produit de l’électricité pour la distribuer sur le réseau électrique.

      Matière d’œuvre et valeur ajoutée

La centrale nucléaire agit sur de l’eau, qu’elle transforme en vapeur grâce à de l’uranium enrichis.

      Flux

flux-centrale-nucelaire

 

– Sur ce schéma fonctionnel on représente des flux d’informations (en rouge ici) et des flux d’énergie (en vert ici).

 

 

Quelques fonctions techniques et solutions techniques

       Mur d’enceinte

L’enceinte protectrice du noyau d’une centrale nucléaire est faite d’acier et de béton armé. Cette enceinte est construit pour éviter les fuites radioactive en cas d’accident tel que la fusion du noyau. Les nouveaux Réacteurs pressurisés européen (EPR) possède une enceinte de confinement composée de deux parois de béton: une paroi interne en béton précontraint ( technique de construction qui permet le renforcement du béton), recouverte d’une peau métallique coté intérieur et une paroi externe en béton armé, chacune de ces parois a une épaisseur de 1,3 mètre.

 

      Système de refroidissement

 

Lors de la sortie du deuxième circuit l’eau sous forme de vapeur traverse le circuits de refroidissement avant de retourné dans le deuxième. La vapeur passe par un condensateur qui transforme la vapeur en eau liquide. Se condensateur est composer d’un tuyaux qui ramène la vapeur d’eau et un autre tuyaux ,qui lui, vient pomper de l’eau froide dans une source (fleuves, rivière) et la fait passer dans le condensateur pour refroidir la vapeur. L’eau froide réchauffer par le condensateur est rejeté dans une cheminée avec un système aéroréfrigérants.

Vidéo EDF : https://www.youtube.com/watch?v=xp3KP1YPnqU

 

Analyse du capteur de chaleur

Il y a plusieurs types de sondes de chaleur aux niveaux du circuits primaire celle que l’on va étudier se situe aux niveaux entre le réacteur et le pressuriseur . C’est une sonde de type à temps rapide c’est à dire que le la prise et l’envoie de l’information se fait plus rapidement qu’une sonde standard ; Ce qui permet de mesurer avec beaucoup de précision les variation de température et régulé la pression en conséquence.

 

 Impact environnemental

Une centrale nucléaire rejette de nombreux déchets classifiés en plusieurs catégories :

  • Les TFA, ou déchets très faiblement actifs, issus principalement de matériaux contaminés issus de démantèlement de centrale.

  • Les déchets de classe A, ce sont des déchets à vie courte, avec une faible ou moyenne activités. Ils leurs faut 300 ans pour perdre leur radioactivité. Ils représentent environ 90 % des déchets produit en France. Ils sont compacté dans des fûts et stocké en surface.

  • Les déchets de classe B et C, ce sont des déchets a vie longue avec une très haute radioactivité, il leurs faut plusieurs millier voir centaine de millier d’année pour la perdre. Ils sont enfoui sous une couche de bitume ou de verre. Ils représentent 10% du volume total de déchets.

De plus, les rejets liquides et gazeux autorisés contaminent les sols et les nappes phréatiques.

Cependant, une centrale nucléaire émet beaucoup moins de CO2 que d’autre moyen de production non renouvelable. En effet elle produit 6 gramme de CO2 par KWh pour 978 pour le charbon.