Développement d’une approche couplée matériau / structure machine : application au formage incrémental robotisé

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Belchior, Jérémy
Copyright Year	2013
Abstract	Le formage incremental consiste a utiliser un poincon de forme simple dont le mouvement va progressivement mettre en forme une tole. Il ouvre de nouvelles perspectives quant au potentiel des procedes de mise en forme des toles metalliques. La mise en oeuvre du formage incremental par des systemes mecaniques ayant des capacites dynamiques accrues et des volumes accessibles importants tels que les robots manipulateurs seriels ou paralleles est un moyen efficace d’ameliorer, d’une part la productivite mais aussi la complexite des pieces formees. L’objectif scientifique de ce travail est de contribuer au developpement d’une approche globale du probleme, en se placant a la fois a l’echelle « mesoscopique » du procede et a l’echelle « macroscopique » du systeme de fabrication. C’est dans ce contexte qu’est proposee une approche couplee materiau/structure combinant d’une part l’analyse elements finis du procede et d’autre part un modele elastique de la structure du robot.Tout d’abord, les efforts requis au niveau de l’outil pour former la piece sont calcules sous l’hypothese d’une structure de machine parfaitement rigide. Afin de minimiser l’erreur entre la prediction et la mesure des efforts de formage, trois facteurs identifies comme influents sur le niveau d’effort sont etudies. Il est alors demontre, qu’a partir d’un choix de parametres adapte, il est possible de s’affranchir de la mesure des efforts de formage, ce qui n’est actuellement pas le cas dans la litterature.Les efforts predits sont ensuite definis comme une donnee d’entree du modele elastique de la structure robot afin de calculer les erreurs de poses du centre outil. Pour prendre en compte le comportement elastique de la structure, la modelisation des structures robotisees par des elements de type poutre est retenue puis appliquee a un robot industriel Fanuc S420if. Elle permet de predire ce comportement avec une precision maximale de ± 0,35 mm, quelque soit le chargement en bout d’outil supportable par le robot.Afin de valider l’approche, deux pieces sont formees par le robot : un cone tronque et une pyramide vrillee. La geometrie de ces deux pieces permet de valider a la fois les hypotheses de la simulation ainsi que l’approche globale. Ces deux experimentations entrainent une amelioration de 80 % de l’exactitude de pose du robot, rapprochant ainsi celui-ci des performances d’une machine a commande numerique a structure cartesienne.Finalement, dans la derniere partie, une boucle d’optimisation permet de prendre en compte, des le calcul de la trajectoire, l’effet du retour elastique de la tole avant le debridage de la piece afin de minimiser l’ecart entre le profil nominal et le profil forme. L’application de l’approche couplee a cette trajectoire se traduit par une precision geometrique de ± 0,15 mm du profil forme avant desserrage de la tole, ouvrant ainsi des perspectives interessantes quant a l’application de la methodologie.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	http://www.theses.fr/2013ISAR0033.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article