Planification d'assemblage en environnement virtuel

Assembly planning in virtual environment

• Auteur / Autrice : Ulises Zaldivar Colado
• Direction : Pierre Blazevic, Samir Garbaya
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Robotique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Merienne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Planification -- Informatique

Réalité virtuelle

Résumé

Cette thèse traite sur l’utilisation de la réalité virtuelle pour la création d’un environnement synthétique qui permet la réalisation d’assemblage mécanique virtuel. L’objectif est de vérifier l’assemblabilité d’un produit au stade de sa conception et de générer la gamme d’assemblage la plus réalisable a partir d’opérations d’assemblage dans l’environnement virtuel. L’environnement virtuel est enrichi par le comportement dynamique de pièces et de sous-ensembles de pièces, par la sensation haptique et par une visualisation interactive. Le comportement dynamique permet l’existence de contraintes géométriques. Ceci assure que les gammes réalisées en environnement virtuel seront également réalisées dans le monde réel. La sensation haptique ajoute réalisme à l’interaction par la sensation de forces de contacte entre les pièces à assembler. La visualisation, en temps réel, de la gamme d’assemblage, le graphe d’opérations et le graphe de liaisons aide à l’utilisateur à planifier sa tâche en environnement virtuel. Nous avons démontré statistiquement que la sensation des forces de contact entre les pièces à assembler en environnement virtuel contribue à la performance de l’utilisateur en termes de temps d’accomplissement de la tâche. La gamme la plus réalisable en environnement virtuel est également la plus réalisable lors de la réalisation de la tâche dans le monde réel. On constate que l’apport du retour d’informations sur les actions de l’opérateur dans l’environnement virtuel (affichage de la gamme et les graphes générés) est équivalent à celui de l’utilisation d’un dessin d’ensemble du produit dans le monde réel. La planification d’actions d’assemblage ne dépende pas de l’environnement d’interaction. Ceci valide l’approche d’assemblage mécanique en réalité virtuel.

This thesis deals with the use of virtual reality to create a synthetic environment which allows assembling virtual mechanical products. The objective is to test the product assemblability at the design stage and generate the most feasible assemble sequences by performing assembly operations in virtual environment. The virtual environment is enriched by dynamic behavior of parts and subassemblies, haptic sensation and interactive visualization. Dynamic behavior allows the existence of geometrical constraints. This makes that assembly sequences generated in virtual environment will be also generated in real world. Haptic sensation makes interaction more realistic by the contact forces sensation between parts to assemble. Real time visualization of assembly sequence, operation graph and liaison graph aids the user to plan its task in virtual environment. We have statistically demonstrated that contact forces sensation between parts to assemble in virtual environment contributes to user performance in terms of task completion time. The most feasible assembly plan found in virtual environment is also the most feasible one found in the real word. We assume that the contribution of information feedback related to user actions in virtual environment (visualization of the generated assembly sequence and graphs) is equivalent to the contribution of using 2D assembly drawings in real work. The assembly planning activity does not depend on the interaction environment. This validates our approach of mechanical assembly in virtual environment.