thesis

Intégration du comportement cinématique des machines-outils lors du calcul de trajectoires d'usinage : résolution du problème de singularité géométrique en usinage à 5 axes

Defense date:

Jan. 1, 2004

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Institution:

Cachan, Ecole normale supérieure

Disciplines:

Mechanical engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

Within the framework of 5 axis machining of complex surfaces, we study the influence of a tool path calculated by a CAM system on the kinematic behavior of the machine tool in High Speed Machining (HSM). HSM aims at ensuring a high displacement rate of the machine tool axes, therefore to introduce a higher continuity into the trajectory, in two ways: either by establishing a better planning of the tool's axis orientation, or by optimizing the description format of the trajectory itself. The introduction of a new description format generates a problem: the kinematic singularity for which we propose a geometrical model and a method of trajectory deformation in order to avoid it. Solving the problem pertains to a more general framework which relates to the optimization of the tool's axis orientation in the workspace in order to improve the kinematic behavior of the rotation axes of the machine tool.

Abstract FR:

Dans le cadre de l'usinage à 5 axes des pièces de forme complexe, nous étudions l'influence du trajet calculé par un système de FAO sur le comportement cinématique de la machine outil en Usinage à Grande Vitesse (UGV). L'UGV implique de garantir une grande vitesse de déplacement des axes de la machine outil, donc d'introduire une plus grande continuité dans la trajectoire, de deux manières : soit en établissant une meilleure planification de l'orientation de l'axe de l'outil, soit en optimisant le format de description de la trajectoire elle même. L'introduction d'un nouveau format de description engendre un écueil: la singularité cinématique dont nous proposons un modèle géométrique et une méthode de déformation de la trajectoire de façon à l'éviter. La résolution de ce problème entre dans le cadre plus général de l'optimisation de l'orientation de l'axe de l'outil dans l'espace de travail en vue d'améliorer le comportement cinématique des axes de rotation de la machine outil.