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Accueil  >  Recherche & transfert de technologie > Mécanique  > L’usinage cinq axes en roulant avec outil de forme

L’usinage cinq axes en roulant avec outil de forme

L'usinage cinq axes

Dans le domaine de la fabrication, l’usinage sur machine outil multi-axes a permis de diminuer le nombre de posages sur les pièces comprenant de nombreuses opérations. Ceci s’est traduit par une réduction majeure des coûts et des temps de production. L’utilisation du 5 axes positionnés s’est étendu à l’usinage en 5 axes continus pour l’obtention de surfaces gauches.

Nous distinguons plusieurs types d’usinages :

  • en bout avec outils hémisphériques ou toriques,
  • en roulant avec outils cylindriques ou coniques,
  • en roulant avec outils de forme.

Les premiers sont largement utilisés dans l’usinage des métaux. Il existe de nombreux travaux sur l’optimisation de la précision et la fluidité des trajectoires. Le dernier est propre à l’usinage de surfaces esthétiques sur le bois. Actuellement la réponse industrielle pour l’usinage du bois se limite à une extrapolation des deux premières approches, le résultat est mal adapté au besoin.

Nos travaux privilégient la complexité des géométries et l’allure générale des pièces en bois sur la précision. Nous abordons la problématique du passage de plusieurs outils, chacun d’eux permettant d’obtenir une partie de la surface Nous nous intéressons à la spécificité de l’usinage de matériaux orthotropes dans le contexte de l’usinage 5 axes.

MÉTHODOLOGIE

tout d’abord nous calculons la surface enveloppe, générée par le déplacement d’un outil de forme le long d’une trajectoire. Cette surface est traitée pour en définir la surface englobante. Les liens entre chaque points de la surface et les conditions d’obtention sont conservés afin d’établir une corrélation entre la surface et la trajectoire. Nous déterminons également les conséquences en termes d’accélération sur les différents éléments de la chaine cinématique de la machine.

Dans un second temps nous évaluons plusieurs stratégies de calcul de trajectoires pour un outil complémentaire au premier. Les contraintes imposées dans ce cas concernent la réduction des écarts entre la surface théorique et la surface usinée, le respect des tolérances admissibles pour le raccordement en tangence des deux surfaces, et la continuité des mouvements sur tous les axes de la machine.

Un traitement doit permettre alors d’ajuster les deux trajectoires pas à pas afin d’optimiser les différents critères. La troisième partie, plus expérimentale, consiste à déterminer les conditions limites acceptables intégrant le caractère anisotrope de la matière usinée et d’injecter ces données dans le modèle afin, soit de contraindre la trajectoire, soit d’ajuster dynamiquement les conditions de coupe.

Collaboration et diffusion

Types de projets

Pour faire face à la concurrence des pays étrangers (comme les pays de l’Est ou la Chine) sans délocaliser, les entreprises régionales travaillant dans le bois se sont équipées de machines outils à commande numérique cinq axes. Dans ce contexte, l’IUT est intervenu à plusieurs reprises à travers des actions de transferts de technologie pour accompagner les chaisiers Landais dans cette évolution.

Une collaboration en recherche avec un éditeur de progiciel de Fabrication Assistée par Ordinateur (Alma-Sapex) s’est concrétrisée par un contrat CIFRE, le projet a été aidé par le Conseil General 65

Compétences extérieures utilisées

Pour répondre à ces problématiques nous nous sommes interessés aux travaux effectués dans le domaine de l’infographie 3D et particulièrement à certains algorithmes de traitement que nous avons transposés à nos domaines.

Les objectifs de contributions au développement de code intégrable sur un logiciel commercial ont necessité la collaboration de spécialistes Math-Info

Dernières publications

  • CHEVALIER S., FELICES J.N., PESSOLES X., RUBIO W. Study of polynomial path parameterisation for side milling of sculptured surfaces International Journal of Machining and Machinability of Materials, vol.8, Nos. 3/4 , pp 384-407,2010
  • CHEVALIER S., FELICES J.N., RUBIO W., Modelling the Surface Generated by a Cutting Tool in Wooden Workpieces, Journal of Manufacturing Technology Research, Volume 1, pp117-136,2009
  • CHEVALIER S., FELICES J.N., RUBIO W.,Detection and reduction of zones of burning in 5-axis machining of wooden parts- International Conference on Structural Analysis of Advanced Materials – 2009, Tarbes – France

Partenaires et secteurs d’activités

  • Alma
    Groupe d’une centaine de personnes basé à Saint-Martin-d’Hères (Grenoble) spécialisé, entre autre, dans le développement et l’édition de logiciels d’optimisation de processus industriels, de CFAO et de robotique.
  • Sièges BASTIAT
    Entreprise de création et de fabrication de chaises et de fauteuils basée sur Hagetmau (Landes)
  • ALKI, Chaiserie Landaise, Larmandieu, Lonné, Sieges Michaud
    Groupement de chaisiers de la région Aquitaine

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