Durant les dernières années, l’industrie de la création a fait de grands progrès dans le domaine de la robotique. Les environnements de simulation et de contrôle du robot maintenant accessibles à un public plus large, sont basés sur des systèmes de programmation visuels tels que Grasshopper. Ils permettent maintenant même aux utilisateurs novices d’explorer rapidement et intuitivement le potentiel de la fabrication robotique, tandis que les utilisateurs expérimentés peuvent utiliser leur connaissance en programmation pour créer des programmes paramétriques complexes. Le grand avantage de l’utilisation de programmation visuelle pour la commande de robot se trouve dans les itérations rapides qui permettent à l’utilisateur de modifier la géométrie et de parcours ainsi que les paramètres de la machine. Il suffit ensuite de simuler les résultats dans un environnement qui est à ce stade encore virtuel. Cependant à la fin d’un tel processus, ayant pour but l’optimisation des données, est condensé dans un fichier les données de commande pour le robot. Les mouvements du robot perdent ainsi leur relation paramétrique avec le code généré et deviennent réalité.
Cela permet aujourd’hui des approches entièrement nouvelles grâce à la fabrication robotisée, en associant plus étroitement la conception et la fabrication.
En octobre 2014, le projet de ROB/ARCH a fait partie d’une conférence de presse se déroulant à l’université de Vienne pour les arts appliqués. Mr Gerald Bast, dirigeant l’assemblée vers le département de la technologie du bois, a présenté et mit en relief les capacités de la robotique dans le travail de la matière, grâce à l’acquisition récente de leur dernière machine KUKA.
Il a été question ici de reproduire un travail artistique normalement manuel sur du bois à l’aide d’un travail virtuel modifiable en temps réel, et de façon très précise grâce à l’utilisation du robot.
Réalisé ici avec un script de conception paramétrique lui-même développé sur mesure, Le continuum avec la réalité s’est par la suite opéré en fraisant une plaque de MDF noir remplie de mélamine blanche qui augmente les effets de contrastes.
LE ROBOT
Le robot fonctionne sur le principe comme les machines CNC, à l’aide d’un code qui lui est propre et que l’on doit créer à partir de données virtuelles. Il fonctionne cependant sur 6 axes via XYZ ABC et finit par la définition d’un plan perpendiculaire au dernier axe, au bout duquel se situe donc le point d’action.
La première étape est de définir un chemin d’action comportant pour chaque position un point, soit au final une série de point renseignés selon leur coordonnées. La seconde est de traduire ce chemin en un format que le robot peut comprendre : la commande du mouvement.
Dans Grasshopper, le plug-in du KUKA comporte plusieurs catégories contenant entre autres des moyens de définir l’outil utilisé (comme une pointe ou une fraiseuse) ou de préciser voir modifier le type de mouvement.
Outre la définition du mouvement qui spécifie le comportement du robot entre chaque point, un des composants les plus importants est le « core component », le dernier, qui rassemble le mouvement, le type du robot et le modèle d’outil afin de générer le code.
LE PROJET
Le projet consiste à fournir une information d’entrée du type image (.jpeg) que l’on analyse en une valeur numérique variant selon la luminosité de chaque pixel. Cet ensemble de valeurs numériques détermineront la profondeur (valeur z dans le plan) avec laquelle l’outil vient évider la matière.
Il faut également créer un chemin d’action à l’aide d’une grille rectangulaire dont chaque vertice est un point du chemin que l’on doit faire s’enchainer dans un ordre bien particulier.
Une fois ce dernier couplé à l’image pour venir sélectionner les pixels que l’on utilise, il faut renseigner la forme de l’outil qui est dans notre cas de forme conique afin de faire varier la taille du fraisage en fonction de la profondeur.
L’on obtient une information de sortie de type surfacique, résultant de l’intersection booléenne entre l’outils conique et la plaque de MDF, virtuellement représentée comme un plan de la taille de la grille.
Ceci est la finalité du processus virtuel mais qui rend compte du futur résultat réel après usinage. L’intérêt remarquable de l’utilisation de Grasshopper, hormis le fait de générer le code, est de faire varier les différents paramètres d’entrée tel que le nombre de vertices de la grille, l’image, et l’angle du cône que l’on utilise comme outil de manière très simple.