Description du projet:
Un des défis majeurs d'une micro/mini-machine d'usinage concerne le compromis idéal entre la productivité (diminution du temps de cycle), la consommation d'énergie pour effectuer l'usinage, et la qualité de la pièce usinée. Cette qualité s'exprime dans les domaines de la précision et de l'état de surface obtenus. Le compromis entre la productivité et la consommation d'énergie est aujourd'hui résolu au niveau théorique pour le cas de machines à corps rigides ("fully actionated"), mais il manque son application dans le domaine du micro-usinage. L'inclusion de modes vibratoires et du critère "état de surface" est primordiale pour le procédé de micro-usinage, mais elle n'est pas traitée à ce jour dans le sens d'une optimisation.
L'approche duale structurelle/contrôle d'une machine-outil permet d'obtenir des compromis optimaux en termes de performances dynamiques, de qualité d'usinage, mais également de consommation énergétique de la machine pour la réalisation du procédé. Ceci tant du point de vue du procédé lui-même, que du point de vue des mouvements d'axes hors usinage qui sont réalisés avec les accélérations élevées nécessaires à la garantie d'une productivité compétitive. Cette approche, utilisée dans le projet I1 TrajOpt pour aborder la question de l'architecture de machine optimale en termes de performance dynamique de machine, est étendue ici pour inclure les aspects suivants au procédé de micro-usinage : consommation d'énergie en mouvements d'axes et qualité de surface obtenue.
Afin d'inclure sous une approche d'optimisation de la qualité d'état de surface, il s'agit notamment d'exprimer l'état de surface au moyen d'analyses de type densités spectrales (ex. PSD) dans l'espace de Fourier, autocorrélation AC ou encore des fonctions plus spécifiques comme la Two-quadrant Area Structure Function (ASF), qui peuvent ensuite être mises en relation avec le comportement vibratoire de la machine.
L'objectif de ce projet consiste à formaliser une approche d'optimisation (paramètres de contrôle et structure) visant à minimiser la consommation énergétique en tenant compte des contraintes de productivité et de qualité d'état de surface de la pièce à usiner.
Forschungsteam innerhalb von HES-SO:
Jeannerat Claude
, Pakpoor Gilani Nima Nicolas
, Blanc Philippe
, Bonhôte Philippe
, Fatio Benoît
, Jacquod Nicolas
, Marchand Yoan
, Jobin Marc
, Clivaz Romain
, Loehr Bernard
, Schorderet Alain
, Moutarlier Nicolas
, Herzog Raoul
Partenaires académiques: IAI; COMATEC; hepia inSTI; Conception des moyens de production; Herzog Raoul, IAI
Durée du projet:
01.01.2015 - 31.12.2017
Montant global du projet: 230'470 CHF
Zustand: Abgeschlossen
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