Mémoire présenté en vue de l’obtention du diplôme de Magister en : Génie Mécani

Mémoire présenté en vue de l’obtention du diplôme de Magister en : Génie Mécanique Option : Construction Mécanique                                                                                                             Présenté par : FARID BETTINE Soutenu publiquement le ……………… Devant le jury composé de :                      !  ""     #$  !            République Algérienne Démocratique et Populaire       Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique   Université Mohamed Khider – Biskra  Faculté des Sciences et de la technologie Département : Génie Mécanique  Ref :……………… ! "# $$%  %& '(     )))))))))))))) *))  +&   ……………  Remerciement   i  Remerciement Ce travail a été effectué au Laboratoire de Recherche en Productique (LRP) de Batna, je tiens tout d’abord à remercier mon directeur de mémoire Monsieur Assas Mekki, maitre de conférences a l’université de Batna et directeur du laboratoire LRP d’avoir accepté de diriger ce mémoire et de m’avoir soutenu au long travail. Mes plus sincères remerciements vont également à Monsieur Ameddah Hacene, Magistère construction mécanique, qui a participé dans le suivi de ma thèse et a fortement enrichi ma formation. Ses conseils et ses commentaires auront été fort utiles. Je remercie également Mr M.HECINI. Professeur à l’Université de Biskra, pour avoir présidé le jury de soutenance. Je tiens à exprimer ma gratitude à Mr A. TATI, Maître de conférences à l’Université de Biskra, et à Mr S. BENSAADA, Professeur à l’Université de Biskra et , pour avoir accepté d'examiner ce travail Cette thèse n’aurait pu voir le jour sans l’aide et le soutien de nombreuses personnes, aussi je voudrais simplement leur exprimer ici toute ma reconnaissance et ma gratitude. Je ne peux pas oublier de remercier ma famille pour leur soutient durant cette formation, ainsi que tous mes amis. Table des matières   ii  Table des matières Remerciements ........................................................................................................i Table des matières ....................................................................................................... ii Liste des figures ...........................................................................................................iv Liste des tableaux ..........................................................................................................vi Notations...................................................................................................................... vii Introduction ....................................................................................................................1 Chapitre 1 : Etat de l’art et généralité sur l’usinage 5 axes ……...………………….…4 1.1 Introduction ……………………………………………………….…..5 1.2 Historique ………………………………………………………….….5 1.3 Etude bibliographique…………………………………………………8 1.3.1 Cinématique …………………………………………………….…..8 1.3.2 Usinage des pièces a forme complexes………………………...……9 1.3.3 Programme NC………………………………………………….….11 1.4Evolution des machines à 5 axes………………………………….….12 1.5 Différentes architectures de machine CNC…….…….…………..…14 1.6 Classification des machines CNC à 5 axes ………...……………….16 1.7 Choix de la machine (caractéristiques)…………..……………….….19 Chapitre 2 : Modélisation géométrique et cinématique des machines 5 axes……..….21 2.1Modélisation géométrique…………………………………………….22 2.1.1 Modélisation géométrique direct ……….………………………….22 2.1.2 Modélisation géométrique inverse………………………………....33 2.2 Modélisation cinématique …………………………………………..35 2.2.1 Modélisation cinématique direct ……………………………….….35 2.2.2 Modélisation cinématique inverse …………………………………40 Table des matières   iii  Chapitre 3 : Usinage des surfaces gauches-application à l’aide du logiciel CATIA..44 3.1 Introduction …………………………………………………….........45 3.2 Modélisation des formes complexes ……………………….………..46 3.2.1 Courbes et surface de Bézier…………………………...……..........47 3.2.2 Courbes et surface de B-spline …………………………………….50 3.2.3 Courbes et surface de NURBS …………………………………….53 3.2.4 Positionnement d’outil CC et CL…………………………………55 3.3 Programme d’usinage APT et G-code (cas de fraisage)………….…57 3.4 Application à l’aide du logiciel CATIA V5 ………………………68 3.4-1Présentation de CATIA V5…………………………………………68 3.4.1.1-Définition ……………………………………………………..….68 3.4 -2Etude de l’usinage de forme complexé par CATIA V5 ………...…71 Conclusion ………………………………………………………………………...…78 Annexe ………………………………………………………………………………79 Annexe 1-Programme d’usinage par Format NURBS………………………….……80 Annexe 2-Programmer NC format G-code………………………………………..…82 Annexe 3-Programme NC format APT………………………………………………84 Annexe 4-Mots clefs du langage APT…………………………………..……..….…86 Références bibliographiques………………………………………………………...89 Liste des figures   iv  Liste des figures Figure.1.1. : Machine de fraisage MAHO 600E Figure.1.2 : Pièce, l'agglutination dispositif, et les tables de rotation de MAHO 600E Figure.1.3: Machine de fraisage HERMLE UWF902H Figure. 1. 4 : Parcours 3 axes Figure. 1.5 : Parcours 3+2 Figure. 1.6 : Parcours 5 axes Figure 1.7 : Les deux architectures de machine Figure 1.8: Architecture série Figure 1.9: Exemple d'architecture série Figure 1. 10: Architecture parallèle Figure 1.12 : définitions d’axe pour la machine CNC à 5-axes. Figure 1.13 : Le type de table-inclinaison machine CNC a 5-axes Figure 1.14 : Le type d’axe-table-inclinaison machine CNC a 5-axes Figure. 1.15 : Machine Matsuura MAM72-25V Figure. 1.16 Matsuura MAM72-25V Figure 2.1: Relation enter les espaces articulaires et opérationnels Figure 2.2 : Le schéma du centre de fraisage Matsuura à 5 axes Figure 2.3 : chaîne cinématique du centre de fraisage Matsuura à 5-axes Figure 2.4: Définition de Xi lorsque Zi-1 et Zi: (a) sont gauches; (b) se croisent, et (c) sont parallèles Figure 2.5: Coordonner les cadres de robot PUMA Figure 2.6 : Paramètres de D-H Figure 2.7 : (a) Le robot FanucM16iB dans sa position initiale; (b) La coordination des cadres de l'M16iB Fan Figure 2.8 : La géométrie du centre de fraisage à 5-axes de Matsuura Liste des figures   v  Figure 2.9 : Matsuura avec un outil sphérique de fin-moulin de la longueur  à la position initiale Figure 2.10 : Armatures du même rang de Matsuura Figure 2.11: General n -axe manipulateurs Figure 2.12: La définition de et  pour la Matsuura Figure 3.1 : Exemple de difficultés d’usinage Figure 3.2 : Typologies des pièces usinées de formes complexes Figure 3.3 : courbes de Bézier Figure 3.4 : carreau élémentaire, a) coordonnées cartésiennes, b) espace paramétrique. Figure 3.5 : a) la courbe B-spline uniforme périodique. b) la courbe B-spline uniforme ouvert. c) la courbe B-spline non uniforme. Figure 3.6 : Surfaces de B-spline Figure 3.7: courbe NURBS Figure 3.8: courbes NURBS Figure 3.9: surface NURBS Figure 3.10: Points caractéristiques suivant la géométrie de l’outil Figure 3.11 : Paramétrisation de l’orientation de l’axe outil Figure 3.12 : Définition d’un contact multipoints Figure 3.13 : Structure du système APT Figure 3.14 : fenêtre de part Design Figure 3.15 pièce 2D Figure 3.16 pièce 3D Figure 3 .17 fenêtre d’Usinage Figure 3.18 fenêtre Advanced Machining Figure 3.19a : stratégie d’usinage Figure 3.19b : géométrie à usiner Figure 3.19c l’outil à utiliser Liste des figures   vi  Figure 3.19d paramètres de la coupe Figure 3.19f macro d’approche de pièce Figure 3.20: simulation d’une pièce 3D avec stratégie zigzag Figure 3.21a l’outil à début Figure 3.21b l’outil intermédiaire Figure 3.21c l’outil intermédiaire Figure 3.21e l’outil à position finale Figure 3.22 la pièce ce forme brut Figure 3.23a début l’usinage Figure 3.23b en cours l’usinage Figure 3.23c fin l’usinage Liste des tableaux   vii  Liste des tableaux Tableau 1-1 Caractéristiques de machine Matsuura MAM72-25V Tableau 2.1 : Paramètres de D-H du Fanuc M16iB Tableau 2.2 : Paramètres de D-H de la pièce de travail pour usiner des armatures Tableau 3.1. Liste de more de lattre Tableau 3.2. Liste de G- codes Notations   viii  Notations MGI : modèle géométrique inverse MGD : modèle géométrique direct Fj A Fi : Matrice de transformation homogène décrivant Fi cadre par rapport au cadre de Fj; A: Axe révolutée de machine-outil ai : Vecteur de position entre chaque image en fonction de D-H ai : notation D-H; ai : notation D-H; B: Axe révolutée de machine-outil bi : notation D-H; C: Axe révolutée de machine-outil CC points :points de Cutter de contact CN: Commande Numérique; CNC: Computer Numerical Control D-H: Denavit-Hartenberg; DDL: Degrés De Liberté FAO: Fabrication Assistée par Ordinateur NC: Numerical Control ei : Vecteur unitaire associé à chaque axe révolutée J: matrice jacobienne HTM: Matrice de transformation homogène l :; longueur de l'outil LC: Localisation du Couteau MGD: Modèle Géométrique Direct MGI: Modèle Géométrique Inverse Notations   ix  MCD : Modèle cinématique Direct MCI : Modèle cinématique Inverse N : Vecteur d'orientation plus mignon p : Vecteur de position dans l'espace cartésien Q : Matrice de rotation entre deux trames R 3x3 ; matrice de rotation T: Outil de coordonner cadre  : Position commune  : Joint de vitesse ri : Vecteur position d’effecteur dans les châssis vect: fonction de transformer une matrice de 3 x 3 dans la rotation vecteur axial  : vitesse angulaire X: Axe prismatique de machine-outil Y: Axe prismatique de machine-outil Z: Axe prismatique de machine-outil Introduction   1  Introduction Les surfaces complexes peuvent être trouvées dans de nombreuses applications industrielles telles que les pièces d'automobiles, les coques de bateaux et les pièces en aérospatial. En effet, les machines d'usinage à 5 axes permettent d'obtenir avec précision des surfaces très complexes avec les conditions de uploads/Geographie/ etude-du-processus-dusinage-des-pieces-m-20150614145017-701034.pdf

Tags
Administrationfigure chapitre surfaces machines machine
Documents similaires
  • 20
  • 0
  • 0
Afficher les détails des licences
Licence et utilisation
Gratuit pour un usage personnel Attribution requise
Partager