Thèse sur le tolérancement d'une machine-outil à structure parallèlehyperstatique (H/F)

PhD Thesis on the Tolerancing of a Parallel Hyperstatic Machine Tool (M/F)

• Auteur / Autrice : Amina Seggaoui
• Direction : Helene Chanal, Benoit Blaysat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique, génie mécanique, génie civil
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : M3G - Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil, Génie Industriel

Mots clés

Mots clés libres

Tolérancement

Machine-outil

Hyperstatique

Consommation énergétique

Modèle élasto-géométrique

Simulation de Monte Carlo

Tolerancing

Machine tool

Hyperstatic

Energy consumption

Elasto-geometric model

Monte Carlo simulation

Résumé

Le projet de thèse vise à concevoir une nouvelle architecture de robot parallèle de type Exechon, optimisé pour les tâches d'usinage et de perçage sur des pièces de grandes dimensions dans les secteurs aéronautique et naval. Ce robot doit combiner légèreté et rigidité afin de minimiser la consommation énergétique nécessaire à son fonctionnement. L'innovation réside dans l'utilisation d'une architecture parallèle hyperstatique (OPKM), qui permet de réduire le poids des éléments mobiles tout en augmentant la rigidité. La conception de ces robots implique des recherches dans la synthèse de mécanismes, le tolérancement de mécanismes hyperstatiques, et la modélisation du comportement du robot sous les forces induites par l'hyperstatisme. L'objectif principal est de développer une méthode de tolérancement spécifique pour chaque composant d'une OPKM afin de garantir la précision d'assemblage et de fonctionnement. Cette méthode doit intégrer des approches probabilistes et des modèles élasto-géométriques pour évaluer et maîtriser les défauts de fabrication et d'assemblage. Les résultats attendus permettront de proposer un compromis entre la précision, la rigidité et le coût, tout en vérifiant la viabilité des OPKM de type Exechon comme solutions énergétiquement efficaces pour l'usinage de grandes pièces.

The thesis project aims to design a new architecture for a parallel robot of the Exechon type, optimized for machining and drilling tasks on large parts in the aerospace and naval sectors. This robot must combine lightness and rigidity to minimize the energy consumption required for its operation. The innovation lies in the use of a hyperstatic parallel architecture (OPKM), which reduces the weight of moving parts while increasing rigidity. The design of these robots involves research in mechanism synthesis, tolerancing of hyperstatic mechanisms, and modeling the robot's behavior under forces induced by hyperstaticity. The main objective is to develop a specific tolerancing method for each component of an OPKM to ensure assembly and operational precision. This method must integrate probabilistic approaches and elastogeometric models to evaluate and control manufacturing and assembly defects. The expected outcomes will offer a compromise between precision, rigidity, and cost, while validating the feasibility of Exechon-type OPKMs as energy-efficient solutions for machining large parts.