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Project Lab: Designing an Autonomous Tool Changer

Project Lab: Designing an Autonomous Tool Changer

Course modified date: 25 août 2025
  • Length: 20h
  • Content Type: Project
  • Programming: Blockly
  • Equipment: Bundle STEM

Robotic tool-changing systems have become a key enabler of flexibility and efficiency in industrial automation and robotics. By allowing a single robot to switch between different end-effectors or tools autonomously, these systems reduce downtime, enhance adaptability, and support complex multi-step processes. Inspired by CNC machining centers, modern robotic tool changers incorporate mechanical, electrical, and sometimes pneumatic coupling mechanisms to ensure rapid and reliable transitions.

In this project, students will design, assemble, and program a quick tool changer for the Niryo Ned2 robot. The quick tool changer allows the robot to automatically switch between different tools (such as a fork, pen holder, or electromagnet), making it more versatile for automation tasks.
Through a combination of mechanical assembly, electronics, soldering, 3D printing, and programming, students will gain hands-on experience in building a functional robotic accessory from start to finish.

This project bridges mechanical engineering, electronics, and computer science, providing a real-world learning experience similar to industrial robotics integration.

By completing this project, students will:

  • Robotics & Mechatronics

    • Understand the role of quick tool changers in industrial robotics.

    • Learn how to integrate mechanical, electrical, and software systems in a robotic environment.

  • Mechanical Skills

    • Assemble mechanical components, including 3D-printed parts and locking mechanisms.

    • Adjust tolerances, orientation, and printing parameters to ensure functional fits.

  • Electronics & Wiring

    • Wire and solder connectors (JST, plugs, cables) safely and accurately.

    • Verify electrical connections with a multimeter to prevent short circuits.

  • 3D Printing & Design

    • Use 3D-printed custom parts (lever, lock, cover, adaptors) in robotic assemblies.

    • Apply design-for-assembly concepts, such as orientation and post-processing (sanding).

  • Programming & Control

    • Configure NiryoStudio to recognize and switch tools.

    • Write simple Blockly programs to automate tool changes.

  • Problem-Solving & Safety

    • Identify and correct common issues (tolerances, misalignment, electrical errors).

    • Apply safe practices in assembly, wiring, and robot operation.

  • Étudiants inscrits: Il n’y a encore aucun étudiant inscrit à ce cours.
Conception de mors spéciaux

Conception de mors spéciaux

Course modified date: 9 mai 2025
  • Content Type: Lab
  • Equipment: Bundle STEM

Scenario

Reconcevoir les mors du custom gripper afin de conditioner des pots de gélules.
La reconception sera optimisée avec l’objectif de minimiser la masse des mors tout en conservant une rigidité suffisante.


Contenu du TP


Chapitre 1 (1h30) : Simulation mécanique de la pince

  • Valider le modèle mécanique
  • Paramétrer le modèle et réaliser une simulation statique
  • Recueillir les résultats de la simulation


Chapitre 2 (3h) : Optimisation de la conception

  • Simuler le comportement du mors en charge
  • Optimiser la forme du mors
  • Remodéliser le mors


Chapitre 3 (3h) : Mise en application


Prérequis


Il est préférable d’avoir des connaissances en technologie mécanique : forces, contraintes, liaisons cinématiques, ainsi qu’en modélisation volumique.

 

Equipements requis

ned2 Ned2

NS NiryoStudio 

Logiciel de CAO

Logiciel de Simulation mécanique

Logiciel d'optimisation topologique

  • Étudiants inscrits: 16
Challenge Café

Challenge Café

Course modified date: 27 mai 2025
  • Length: 10h
  • Content Type: Project
  • Programming: Blockly
  • Equipment: Bundle STEM

Scenario

Le Bras Robotique NED2 fait une tasse de café sans intervention humaine.

L’élève découvre les fonctions de base du bras robotique Ned2. Dans cet exercice, le bras robotique Ned2, en utilisant les blocs de base de l’environnement de programmation Blockly “No Code”, effectue une opération simple de prise et de placement d’une tasse de café et presse un bouton de la machine à café. L’exercice à comme but de montrer à l’élève comment configurer une cellule robotique, comment adapter un gripper aux besoins spécifiques (taille de la tasse de café et bouton de la machine à café) et comment réaliser la séquence de movements pour réaliser la tâche.


Cet exercice se prête à la réalisation d’une compétition entre diffèrent groupes d’élèves.

coffee

Contenu du TP

Chapitre 1: Création de la cellule robotique

  • Optimiser la mise en place du bras robotique, de la machine à café et de la tasse

Chapitre 2 : Modification du « Custom Gripper »

  • Créer un outil spécifique à la tâche à réaliser

Chapitre 3 : Découverte de Blockly

  • Prise en main de Blockly

Chapitre 4 : Programmation avec Blockly

  • Créer les mouvements que le Bras robotique NED2 doit réaliser.

Chapitre 5 : Publiez votre challenge sur le serveur discord de Niryo

Equipements requis

NED Ned2

NS NiryoStudio


Prérequis

Ce TP est un bon premier contact les fondamentaux de Blockly.

  • Étudiants inscrits: 12