Séparation des erreurs et identification géométrique d'axes de rotation des machines-outils : Conception d'un système de mesure et essais in situ instrumentés

Error separation and geometric identification of machine-tool rotary axes: Design of a measuring system and instrumented in situ tests

• Auteur / Autrice : Daniel Maldonado pimiento
• Direction : Gérard Poulachon
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur spécialité Procédés de fabrication - Génie mécanique
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2021
• Etablissement(s) : Paris, HESAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LaBoMaP - Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés libres

Machine-outil

Identification

Conception

Erreurs geometriques

Separations d'erreurs

Modélisation

Machine-tool

Design

Identification

Geometric errors

Errors separation

Modeling

Résumé

L'objectif innovant du projet INTEGRATION consiste en la caractérisation géométrique de machine outils avec un focus sur les axes de rotation, là où de trop nombreux travaux ne s'intéressent qu'aux axes de translations des machines-outils multiaxes ou tous les axes mais sans découplages des effets sur le volume de travail. Ainsi, l'approche classiquement utilisée reste actuellement volumétrique et sans découplages. Le projet permettra donc de concevoir et matérialiser un étalon associé à des procédures de mesure de géométrie d'axe de rotation de machine-outil. La mesure obtenue par cet étalon sera traçable et traduira l'effet des erreurs géométriques de ces axes de rotation ainsi que leurs dépendances sur l'erreur volumétrique. Une procédure de découplage de ces dépendances entre erreurs géométriques par mesurages répétés dans diverses configurations et par divers points de mesures (i.e. capteurs) sera envisagée. Ce découplage permettra de quantifier la part de l'effet de chacune des causes que sont ces erreurs géométriques d'axe de rotation sur les résultats de mesure obtenus. Ainsi cette mesure in-situ (directement au sein de la machine-outil) permettra de caractériser la géométrie réelle de la structure en quantifiant ses défauts et pas seulement leurs effets dans l'environnement de travail. Cet objectif de caractérisation assurera sur le long terme la maîtrise de la géométrie de ladite structure par une compensation active. En effet, cette compensation pourra s'envisager en corrigeant numériquement l'erreur géométrique et non son effet dans le volume. Cette correction, en agissant directement sur la commande de la MO, rendra cette dernière la plus exacte possible dans l'ensemble de son volume de travail.

The innovative objective of the INTEGRATION project consists in the geometric characterization of multi-tool machines with a focus on the rotation axes, where too many works are only interested in the translation axes of multi-axis multi-tool machines or all axes but without decoupling the effects on the work volume. Thus, the classical approach currently used remains volumetric and without decoupling. The project will therefore allow the design and materialization of a standard associated with measurement procedures of multi-toolmachine rotation axis geometry. The measurement obtained by this standard will be traceable and will translate the effect of the geometrical errors of these axes of rotation as well as their dependences on the volumetric error. A procedure for decoupling these dependencies between geometric errors by repeated measurements in various configurations and by various measurement points (i.e. sensors) will be considered. This decoupling will make it possible to quantify the effect of each of the causes that are these geometric errors of axis of rotation on the results of measurement obtained. Thus this in-situ measurement (directly within the multi-tool machine) will allow to characterize the real geometry of the structure by quantifying its defects and not only their effects in the working environment. This characterization objective will ensure the long-term control of the geometry of the said structure by active compensation. Indeed, this compensation can be considered by digitally correcting the geometric error and not its effect in the volume. This correction, by acting directly on the control of the multi-tool machine, will make the latter as accurate as possible in its entire working volume.