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Les thèses de doctorat en préparation

Fiche résumé

Thèse de doctorat

M.
BEUDAERT
Xavier

LAVERNHE Sylvain
co encadrant

TOURNIER Christophe
directeur de thèse
Laboratoire :
LURPA

Inscription en troisième année de thèse

Titre :
Commande numérique ouverte : interpolation optimisée pour l'usinage 5 axes grande vitesse des surfaces complexes

Résumé

Dans un contexte industriel de fabrication mécanique fortement concurrentiel, les pays occidentaux et la France en particulier misent sur la production de pièces à forte valeur ajoutée. Dés lors, il est économiquement envisageable de personnaliser le traitement effectué par la commande numérique pour améliorer la qualité et la productivité pour une pièce ou une famille de pièces en particulier.
Le processus de fabrication des pièces par usinage sur machine outil à commande numérique s’appuie sur une chaine numérique de traitement et d’échange d’informations allant du modèle CAO à l’exécution de la trajectoire sur la machine outil par la commande numérique. Alors que cette chaine numérique est arrivée à maturité de part le développement des logiciels de CFAO, la commande numérique apparait désormais comme le point bloquant pour parvenir à des gains en termes de qualité des surfaces usinées et de productivité.
Le traitement effectué en temps réel par la commande numérique serait remplacé par une approche hybride entre préparation et exécution en temps réel. On ajoute donc une étape dans la chaine numérique, l’interpolation de la trajectoire pour déterminer les vecteurs d’état (position et vitesse) pour chaque axe de la machine. Ce travail s’appuie en partie sur des résultats précédemment établis au LURPA ces dernières années et sur le développement actuel d’une commande numérique ouverte avec Supélec et l’université de Colombie Britannique (Canada).
• Mise en œuvre d’une commande numérique ouverte sur la machine d’usinage grande vitesse 5-axes du laboratoire. (Câblage, modèle de commande Simulink, interfaces de pilotage, documentation).
• Développement d’un interpolateur de commande numérique performant qui a donné lieu à une publication en revue. Un logiciel de démonstration librement téléchargeable sur internet permet de tester les algorithmes développés.
Le matériel nécessaire à l’élaboration d’une commande numérique ouverte est désormais installé et opérationnel. Le développement de l’interpolateur est suffisant pour générer les consignes nécessaires au pilotage de la machine-outil. Les premiers essais d’usinage ont montré qu’il fallait encore améliorer l’asservissement de la machine.
Ensuite, il sera possible d’utiliser les bases de la solution de minimisation du temps d’usinage développée pour inclure des contraintes sur la qualité de surface, par exemple par la modération des variations d'actions mécaniques.

Production scientifique

Acte de conférence internationale


Smoothness optimization of 5-axis high-speed flank milling tool paths, P-Y. PECHARD, X. BEUDAERT, C. TOURNIER, C. LARTIGUE, Eighth International Conference on High Speed Machining, 6p., Metz (France), December 2010

Acte de conférence internationale

Maximum feedrate interpolator for multi-axis CNC machining with jerk constraints, X. BEUDAERT, S. LAVERNHE, C. TOURNIER, 9th International Conference on High Speed Machining, San Sebastian (Spain),6p., March 2012

Acte de conférence internationale


5-axis flank milling tool path smoothing based on kinematical behaviour analysis, X. BEUDAERT, P.-Y. PECHARD, C. TOURNIER, 13th CIRP Conference on Modelling of Machining Operations, Sintra (Portugal), May 2011

Acte de Conférence Nationale

Kinematical analysis of 5-axis corner smoothing for transitions between linear (G1) blocks, X. Beudaert, S. Lavernhe, C. Tournier, 7ème Assises MUGV 2012 (Saint-Etienne)

Revue internationale à comité de lecture


5-Axis tool path smoothing based on drive constraints, X. Beudaert, P.-Y. Pechard and C. Tournier, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 51 (2011) 958–965

Revue internationale à comité de lecture

Feedrate interpolation with axis jerk constraints on 5-axis NURBS and G1 tool path, X. BEUDAERT, S. LAVERNHE, C. TOURNIER, International Journal of Machine Tools & Manufacture 57 (2012) 73-82

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