Glossaire de la robotique : les termes des fiches techniques expliqués

De courtes définitions des termes que vous rencontrerez dans les caractéristiques des robots, les guides et l’actualité. Chacune renvoie à un guide plus détaillé lorsqu’il en existe un.

A

• Actionneur (actuator) : l’élément qui produit le mouvement. Dans les robots, il s’agit généralement d’un moteur électrique réuni dans un même module avec un réducteur, un variateur et des codeurs. Voir à l’intérieur d’une articulation de robot.
• Actionneur élastique série (series elastic actuator) : un actionneur doté d’un ressort placé délibérément entre le moteur et la charge, qui permet de mesurer et de limiter la force.
• AGV : véhicule à guidage automatique (automated guided vehicle), un robot mobile qui suit des itinéraires fixes tels qu’une bande, un fil ou des repères au sol. Voir la navigation des robots mobiles.
• AMR : robot mobile autonome (autonomous mobile robot), qui se déplace librement grâce à une carte et à ses propres capteurs, en replanifiant son trajet autour des obstacles.
• Apprentissage par renforcement (reinforcement learning) : entraîner un contrôleur par essais et erreurs, généralement en simulation, en récompensant les bons comportements. Voir l’IA dans les robots.
• Automate programmable (PLC) : l’ordinateur industriel qui pilote une ligne de production et indique aux robots quand démarrer. Voir comment les robots communiquent.

B

• BMS : système de gestion de batterie (battery management system), l’électronique qui équilibre, surveille et protège les cellules d’un pack de batterie. Voir batteries et autonomie.
• Boîtier d’apprentissage (teach pendant) : le terminal portatif qui sert à déplacer pas à pas et à programmer un robot industriel ou collaboratif. Voir comment programmer un robot.
• Bus CAN : un bus série simple et robuste issu de l’automobile, utilisé dans de nombreux robots mobiles, packs de batterie et actionneurs compacts. Voir comment les robots communiquent.

C

• Caméra de profondeur (depth camera) : une caméra qui mesure la distance pour chaque pixel, par stéréovision, lumière structurée ou temps de vol. Voir les capteurs des robots.
• Capteur d’effort (force-torque sensor) : un capteur, généralement placé au poignet, qui mesure les forces et les couples dans toutes les directions, pour les tâches délicates et la détection de collisions.
• Cellule lithium-ion (Li-ion cell) : la cellule rechargeable présente dans presque toutes les batteries de robots ; les ions lithium circulent entre l’anode et la cathode lors de la charge et de la décharge. Voir batteries et autonomie.
• Centrale inertielle (IMU) : accéléromètres et gyroscopes qui mesurent l’inclinaison et la rotation, indispensables aux robots marcheurs.
• Charge utile (payload) : la masse maximale qu’un robot peut porter, outil compris.
• Cinématique directe (forward kinematics) : le calcul de la position de l’outil à partir des angles de toutes les articulations.
• Cinématique inverse (inverse kinematics) : le calcul des angles articulaires nécessaires pour placer l’outil dans une position et une orientation souhaitées. Voir la cinématique.
• Cobot : robot collaboratif, un bras conçu pour travailler à proximité des personnes en limitant sa vitesse et sa force. Voir cobots ou robots industriels.
• Codeur (encoder) : un capteur qui mesure la rotation, présent dans chaque articulation motorisée.
• Codeur absolu (absolute encoder) : un codeur qui connaît l’angle exact à tout instant, même juste après la mise sous tension. Voir boucles de régulation et codeurs.

D

• Degrés de liberté (DDL, en anglais DOF) : le nombre d’articulations indépendantes. Six permettent à un bras d’atteindre n’importe quelle position et orientation dans son espace de travail. Voir la cinématique.

E

• Effecteur (end effector) : l’outil monté en bout de bras robotique : préhenseur, ventouse, torche de soudage, visseuse. Voir préhenseurs et mains robotiques.
• Entraînement quasi direct (quasi-direct drive) : un actionneur à faible rapport de réduction, pour que l’articulation reste réversible et rapide ; utilisé dans de nombreux robots à pattes.
• EtherCAT : un protocole Ethernet industriel temps réel largement utilisé entre les contrôleurs de robots et les servovariateurs. Voir comment les robots communiquent.

G

• Guidage manuel (hand guiding) : programmer un cobot en le poussant à la main jusqu’à chaque position. Voir comment programmer un robot.

H

• Harmonic drive : nom courant du réducteur harmonique, compact, à rapport élevé et pratiquement sans jeu.

I

• Indice IP (IP rating) : code de protection contre la pénétration, qui indique la résistance d’un appareil à la poussière (premier chiffre) et à l’eau (second chiffre). Voir les indices IP.

J

• Jeu (backlash) : le petit jeu entre les dents des engrenages, qui permet à la sortie de bouger légèrement sans que le moteur bouge.

L

• LiDAR : un capteur qui mesure les distances à l’aide d’impulsions laser pour construire un nuage de points 3D de l’environnement.

M

• Maintenance prédictive (predictive maintenance) : utiliser des données enregistrées, comme les couples et les températures, pour planifier les réparations avant une panne. Voir les bases de la maintenance.
• Moteur BLDC : moteur à courant continu sans balais (brushless DC), avec des aimants permanents sur le rotor et des bobinages sur le stator, commutés électroniquement par le variateur. Voir les moteurs électriques.
• Moteur frameless : un moteur livré sous forme de rotor et de stator nus, que le fabricant du robot intègre directement dans l’articulation.

P

• Point central de l’outil (TCP, tool centre point) : le point de référence de l’outil dont le robot commande la position et l’orientation. Voir la cinématique.
• Portée (reach) : la distance maximale entre la base d’un bras et la bride de son outil.
• Programmation hors ligne (offline programming) : écrire et tester un programme de robot dans une simulation de la cellule, puis le charger dans le robot réel. Voir comment programmer un robot.

R

• Réducteur cycloïdal (cycloidal drive) : un réducteur dont les disques lobés roulent à l’intérieur d’une couronne de galets ; rigide et résistant aux chocs, il est courant dans les grands bras industriels. Voir les réducteurs expliqués.
• Réducteur harmonique (strain wave gear) : un réducteur utilisant une coupelle dentée flexible déformée par un générateur d’onde elliptique ; voir Harmonic drive.
• Réducteur planétaire (planetary gear) : un réducteur composé d’un planétaire, de satellites et d’une couronne ; simple, efficace et courant dans les robots à pattes et les robots mobiles.
• Régulateur PID (PID controller) : un régulateur à rétroaction classique qui combine des termes proportionnel, intégral et dérivé de l’erreur.
• Répétabilité (repeatability) : la précision avec laquelle un robot revient au même point appris, généralement exprimée en ± une fraction de millimètre.
• Réversibilité (backdrivability) : la facilité avec laquelle une articulation peut être entraînée depuis l’extérieur. Les articulations réversibles absorbent les chocs et sont plus sûres au toucher.
• ROS 2 : Robot Operating System 2, un framework open source d’outils et de bibliothèques largement utilisé pour développer des logiciels de robots. Voir les logiciels des robots et ROS.

S

• SCARA : un bras à quatre axes qui se déplace rapidement dans un plan horizontal, utilisé pour l’assemblage et le pick and place. Voir la cinématique.
• SDK : kit de développement logiciel (software development kit), un ensemble de bibliothèques et de documentation pour commander un robot depuis votre propre code.
• Singularité (singularity) : une position dans laquelle deux axes articulaires s’alignent et où le bras perd la capacité de se déplacer dans une direction. Voir la cinématique.
• SLAM : localisation et cartographie simultanées (simultaneous localization and mapping), c’est-à-dire construire une carte tout en suivant la position du robot sur celle-ci.

U

• URDF : Unified Robot Description Format, un fichier qui décrit les segments, les articulations et la géométrie d’un robot, utilisé par ROS et les simulateurs.

W

• Wattheure (Wh) : unité d’énergie utilisée pour la capacité des batteries ; capacité en ampères-heures multipliée par la tension.