Automated Microassembly Using an Active Microgripper with Sensorized End-Effectors and Hybrid Force/Position Control - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Automated Microassembly Using an Active Microgripper with Sensorized End-Effectors and Hybrid Force/Position Control

Microassemblage automatisé à l'aide d'une pince instrumentée en force et d'une commande hybride force/position.

Résumé

This work proposes the use of an active microgripper with sensorized end-effectors for the automation of the microassembly of 3D hybrid MOEMS. Each of the two fingers of the microgripper is composed of a piezoelectric actuator with an integrated piezoresistive force sensor. The integrated force sensor presents innovative performances compared to the existing force sensors in literature. The force sensors provide the ability to measure the gripping forces applied by the microgripper to grasp a microcomponent and estimated the contact forces between the microcomponent and the substrate of microassembly. A dynamic nonlinear model of the microgripper is developed. A hybrid force/position control is used for the automation of the microassembly. In the hybrid force/position control formulation, some axes are controlled in position and others are controlled in force. For the force controlled axes, a new nonlinear force control scheme based on force tracking sliding mode impedance control is proposed with parameter estimation. Using the proposed hybrid force/position control scheme, full automation of the microassembly is performed, notably for the guiding of a flexible component in a rail.
La thèse propose l’utilisation d’une pince active instrumentée en force pour automatiser l’assemblage des MOEMS 3D hybrides. Chacun des doigts de la pince instrumentée est composé d’un actionneur piézoélectrique et d’un capteur de force piézorésistif intégré. Le capteur de force intégré présente des performances innovantes par rapport aux capteurs existants dans l’état de l’art. Cette pince offre la possibilité de mesurer les forces de serrage appliquées par la pince pour saisir un microcomposant et d’estimer les forces de contact entre le microcomposant et le substrat de micro-assemblage. Un modèle dynamique et non linéaire est développé pour la pince instrumentée. Une commande hybride force/position est utilisée pour automatiser le micro-assemblage. Dans cette commande, certains axes sont commandés en position et les autres sont commandés en force. Pour les axes commandés en force, une nouvelle commande fondée sur une commande en impédance avec suivi de référence est proposée selon un principe de commande non linéaire par mode glissant avec estimation des paramètres en lignes. En utilisant le schéma de commande hybride force/position proposé, une automatisation de toutes les tâches de micro-assemblage est réalisée avec succès, notamment sur un composant flexible `a guider dans un rail.
Fichier principal
Vignette du fichier
BilalKomati_PhD_2014.pdf (23.76 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01133926 , version 1 (20-03-2015)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01133926 , version 1

Citer

Bilal Komati. Automated Microassembly Using an Active Microgripper with Sensorized End-Effectors and Hybrid Force/Position Control. Engineering Sciences [physics]. Université de Franche-Comté, 2014. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01133926⟩
284 Consultations
328 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More