Contribution à la définition d'un processus de polissage robotisé. Application aux pièces aéronautiques en acier à haute résistance

Contribution to the definition of a robotic polishing process. Application to aeronautics parts in high strength steel

• Auteur / Autrice : Bastien Guichard
• Direction : Hélène Chanal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique
• Date : Soutenance le 17/11/2015
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme)
• Jury : Président / Présidente : Henri Paris
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hélène Chanal, Laurent Sabourin, Denis Bechet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Furet, Christophe Tournier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Industrie aéronautique

Robots industriels

Polissage

Mots clés libres

Polissage robotisé

Taux d’enlèvement de matière

Commande en effort

Modélisation

Robotic polishing

Material removal rate

Force control

Modeling

Résumé

Dans le cas des pièces aéronautiques de grandes dimensions et de formes complexes nécessitant un bon état de surface, les opérations de polissage sont la plupart du temps réalisées manuellement par des opérateurs spécialisés. Ces opérations étant longues, pénibles et coûteuses, il paraît pertinent de s’intéresser à leur automatisation. Dans ces travaux de thèse, nous nous intéressons à la mise en place d’un processus de polissage robotisé pour un train d'atterrissage en acier à haute résistance. La définition du processus robotisé passe par la définition des outils adéquats (taille de grain, forme et souplesse), des conditions de polissage (effort, vitesse de coupe, vitesse d’avance, angle de dépinçage et recouvrement) et le réglage des paramètres de la commande en effort en fonction du matériau à polir et de la spécification de rugosité visée. Un modèle d’enlèvement de matière est ensuite proposé afin de maîtriser le défaut d’état de surface généré pour des outils « disques ». Une campagne expérimentale permet enfin de valider la mise en œuvre du robot et du processus de polissage sur une pièce spécifique, notamment en ce qui concerne la chaîne numérique.

In the case of aircraft large parts and complex shapes requiring a good finish state, polishing operations are mostly performed manually by specialized operators. These operations are long, painful and expensive, it seems relevant to be interested in their automation. In the thesis work, we focus on the development of a robotic polishing process for high strength steel landing gear. The definition of the robotic process involves the definition of appropriate tools (grain size, shape and flexibility), polishing conditions (force, cutting speed, feed rate, inclination angle and overlap) and adjustment of parameters the force control based on the material to be polished and the specification roughness. A material removal model is then proposed to control the surface state generated for discs tools. Finally, an experimental campaign validates the implementation of the robot and the polishing process on a specific part, in particular as regards the numerical chain.