Détails

Outil métrologique de mesure par vision en 3D pour étalonner les micro-robots

CONTEXTE

Les micro-robots actuels avec plusieurs degrés de liberté permettent de réaliser des tâches complexes à des échelles micro et nanométriques.

Ces solutions robotiques offrent de la fiabilité dans la répétabilité de la mesure, mais elles sont rarement précises et justes car il est complexe d’étalonner ces robots, mis à part avec un interféromètre (mais alors l’étalonnage est sur un seul axe, il n’y a pas de suivi des mouvements latéraux et le coût est onéreux).

 

DESCRIPTION 

L’invention est un outil métrologique (mires contenant une information de positionnement semblable à un QR code) pour étalonner les micro-robots selon 6 degrés de liberté :

• Caractérisation dimensionnelle,
• Caractérisation de déplacement et position,
• Caractérisation d’alignement pour l’assemblage,
• Résolution, répétabilité, justesse

L’outil a été validé en microscopie avec succès. Le logiciel est pleinement opérationnel pour 3 degrés de liberté, à savoir X, Y et Theta (la rotation dans le plan). A ce stade, la solution proposée s'adapte à toute configuration sans poser de contrainte particulière sur la façon dont l'image de la mire est obtenue (type de caméra, grandissement, échelle de mesure). Dans ce domaine, elle fonctionne de façon relativement universelle.

L'extension de cette solution opérationnelle vers les autres degrés de liberté est explorée, pour faire du 3D (Z inclus), voire 5 ou 6 degrés de liberté, avec des applications couvertes qui seront plus fortement contraintes en coût et en profondeur.

 

AVANTAGES COMPETITIFS

  • Mesure nanométrique selon les 6 degrés de liberté pour les systèmes robotiques parallèles
  • Possibilité d’être insérée lors de la conception avec une grande flexibilité ou ajoutée ensuite
  • Possibilité potentielle d’effectuer l’analyse et l’étalonnage de machines à mesures métrologiques
  • L’outil mire permet d’obtenir une mesure robuste de la position malgré des taux d’occultation importants

 
MARCHES ET APPLICATIONS 

  • Robotique avec caractérisation des actionneurs et contrôle des mouvements réels de l'effecteur final
  • Systèmes d’imagerie biomédicale
  • Microscopie (biomédical, matériaux)
  • Micro/Nano impression 3D
  • Alignement de fibres optiques (avec adaptations)

 

STADE DE DEVELOPPEMENT 

TRL 6

 

EQUIPE DE RECHERCHE

Laboratoire FEMTO-ST

  

PROPRIETE INTELLECTUELLE

Dépôt de code en cours

 

PARTENARIAT RECHERCHE

  • Transfert de technologie
  • Co-maturation

 

TECHNOLOGIE DES MIRES ET DEMONSTRATION DU LOGICIEL

https://projects.femto-st.fr/vernier/en

 

CONTACT 

Abdelkader GUELLIL
Responsable Business Developpement
+33 (0)6 26 61 89 06
abdelkader.guellil@sayens.fr

Fiche

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3D vision measurement metrological tool to calibrate micro-robots

CONTEXT

Today's micro-robots with several degrees of freedom make it possible to perform complex tasks at micro and nanometric scales.

These robotic solutions offer reliability in the repeatability of the measurement, but they are rarely precise and accurate because it is complex to calibrate these robots, apart from with an interferometer (but then the calibration is on a single axis, it there is no lateral movement tracking and the cost is expensive).

 

DESCRIPTION

The invention is a metrological tool (test charts containing positioning information similar to a QR code) for calibrating micro-robots according to 6 degrees of freedom:

• Dimensional characterization,
• Characterization of displacement and position,
• Alignment characterization for assembly,
• Resolution, repeatability, accuracy

The tool has been successfully validated by microscopy. The software is fully operational for 3 degrees of freedom, namely X, Y and Theta (rotation in the plane). At this stage, the proposed solution adapts to any configuration without placing any particular constraint on the way in which the image of the test chart is obtained (type of camera, magnification, measurement scale). In this area, it operates relatively universally.

The extension of this operational solution towards the other degrees of freedom is explored, to make 3D (Z included), even 5 or 6 degrees of freedom, with covered applications which will be more strongly constrained in cost and in depth.

 

COMPETITIVE ADVANTAGES

  • Nanometric measurement according to 6 degrees of freedom for parallel robotic systems
  • Possibility of being inserted during design with great flexibility or added later
  • Potential possibility of performing analysis and calibration of metrological measuring machines
  • The target tool provides a robust measurement of the position despite high occultation rates

 

MARKETS AND APPLICATIONS

  • Robotics with characterization of actuators and control of actual movements of the end effector
  • Biomedical imaging systems
  • Microscopy (biomedical, materials)
  • Micro / Nano 3D printing
  • Optical fiber alignment (with adaptations)

 

DEVELOPMENT STAGE 

TRL 6

  

RESEARCH TEAM

FEMTO-ST Laboratory

 

INTELLECTUAL PROPERTY

Code deposit in progress

 

TARGET PARTNERSHIP

  • Technology transfer
  • Co-maturation

 

MIRES TECHNOLOGY AND SOFTWARE DEMONSTRATION

https://projects.femto-st.fr/vernier/en

 

CONTACT

Abdelkader GUELLIL
Business Developpement Manager
+33 (0)6 26 61 89 06
abdelkader.guellil@sayens.fr

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