L'augmentation des performances des machines de positionnement passe par l'augmentation des accélérations et donc des sollicitations transmises à la structure de la machine. Ces contraintes sont susceptibles d'engendrer des déformations et des vibrations dégradant le suivi de profil ainsi que le positionnement final. Les commandes numériques avancées disposent de différentes formes de loi de mouvement (à jerk limité, polynomiale...) qui ont un effet notable sur le compromis entre la durée du mouvement effectif et la précision attendue. L'objectif de cet article vise à démystifier cet effet en proposant une analyse comparative de l'influence de différents types de lois de mouvement sur les vibrations, ainsi que sur la durée du mouvement d'un axe soumis à un mode de déformation prépondérant.

Après avoir détaillé les principales difficultés liées à l'usinage 5 axes UGV, nous présentons un modèle de représentation des trajectoires 5 axes sous forme surfacique permettant de prendre en compte des contraintes géométriques et cinématiques. Ce modèle est intégré dans l'optimisation des trajets 5 axes afin de maximiser la productivité tout en garantissant la qualité géométrique attendue. Un cas d'application est détaillé, illustrant la modification de l'orientation de l'axe de l'outil afin d'améliorer le comportement cinématique des axes lors du suivi des trajectoires.

L'augmentation des performances d'une machine de positionnement passe obligatoirement par une augmentation de ses sollicitations. Il est alors nécessaire d'améliorer soit sa structure mécanique, soit sa structure de commande. Dans ce dernier cas, le choix d'une structure de commande adaptée peut améliorer les performances et réduire les vibrations venant des modes propres d'un système. Cet article propose une étude comparative de l'influence de différentes structures de commandes sur le compromis temps/vibration. Cette analyse a été réalisée sur un robot cartésien. La liste des commandes retenues est loin d'être exhaustive, cependant celles qui font l'objet de cette étude sont directement utilisables sur les systèmes actuels. Après avoir présenté le système sur lequel repose cette étude, chaque architecture commande retenue est analysée et les résultats expérimentaux obtenus pour chacune sont présentés.

Cette communication présente une étude sur l'adaptation des trajets d'usinage au processus de fabrication par UGV. La définition d'un processus performant passe par la sélection conjointe d'une stratégie d'usinage et de conditions de coupe associées. Lors de la programmation d'un trajet d'usinage, le programmeur doit choisir une stratégie d'usinage et un mode de calcul des trajets adapté à la pièce à réaliser et qui n'introduit pas de phénomènes perturbateurs sur les éléments clés de la productivité du processus de fabrication : le comportement cinématique de la machine et le comportement mécanique de l'outil. Pour réduire l'influence de ces phénomènes, les éditeurs de FAO proposent de nombreuses solutions et options. Il devient alors difficile de choisir et de paramétrer une opération d'usinage. Après avoir analysé l'ensemble des difficultés posées par l'usinage de ce type de pièce, nous présentons une classification des problèmes. Selon le besoin, cette grille d'analyse facilite le choix de la stratégie d'usinage.

Le vidage de poche est une problématique centrale du fraisage d'ébauche. Malgré les évolutions technologiques, aucune évolution majeure n'a été observée récemment concernant les trajectoires d'usinage de ces entités. Le tréflage et l'usinage trochoïdal sont de nouveaux types de stratégies qui ont trouvé des applications dans l'usinage d'ébauche des matériaux durs. Cet article vise à évaluer leur potentiel pour le vidage de poches dans des alliages d'aluminium. Des algorithmes de génération de trajectoires de tréflage et de trochoïdes ont ainsi été développés en cherchant un compromis entre productivité et qualité des surfaces obtenues. Une étude expérimentale a également été menée. Deux machines outils ont été utilisées, l'une sérielle à 3 axes, l'autre parallèle à 5 axes. Les résultats de cette étude conduisent à une meilleure connaissance de ces nouvelles stratégies d'usinage, en vue de leur application au fraisage d'ébauche d'alliages légers.

De nos jours l'usinage de surfaces complexes reste une opération délicate à maîtriser. Deux procédés permettent d'obtenir de telles surfaces en usinage : le fraisage en roulant avec une fraise cylindrique ou conique et le fraisage en bout avec une fraise hémisphérique ou torique. Le fraisage en roulant étant plus productif que le fraisage en bout, il serait donc intéressant de l'utiliser pour usiner tout type de surface. Le problème de ce mode de génération de surface est qu'il engendre des interférences locales (positives ou négatives) par rapport à la surface théorique. La solution innovante proposée par ces travaux consiste à jouer sur la forme de l'outil en utilisant des fraises à géométrie particulière en forme de tonneau, le but étant de diminuer les interférences locales. L'objectif de cette étude est la géométrie de la fraise tonneau en fonction de la surface et des tolérances imposées.

La part des matériaux composites dans les structures aéronautiques devient de plus en plus importante et devrait se situer aux alentours de 50 % d'ici 2012. Dans la phase d'assemblage des tronçons d'avions, les centres de production aéronautiques actuels utilisent des Unités de Perçage Automatique (UPA) pneumatiques positionnés manuellement sur un outillage dédié pour le perçage axial des panneaux de structure. Les panneaux à percer sont des assemblages de matériaux composites, aluminium et titane. En particulier, le perçage de matériaux composites (hétérogène et anisotrope) peut engendrer l'apparition de défauts, tels que le délaminage ou l'écaillage, influençant directement les propriétés mécaniques. Les paramètres de coupe caractéristiques et l'usure des outils nécessitent d'être suivis et maîtrisés pour diminuer l'apparition de ces défauts macro et microgéométriques. Cet article présente donc la problématique du perçage de panneaux multi-matériaux, en rappelant les spécificités des matériaux usinés, les moyens de générations actuels ainsi que les modes de dégradations rencontrés. Un point sera fait sur l'influence des paramètres d'usinage sur la qualité géométrique et les défauts de surface. Les conclusions montreront les résultats obtenus et les développements à mener dans un futur proche.

L'augmentation de la productivité des opérations de perçage est un problème industriel qui existe depuis longtemps. Un des facteurs limitants dans les opérations de perçage est l'évacuation du copeau dès que le trou devient trop profond. La mauvaise évacuation du copeau entraîne souvent une mauvaise qualité de la surface usinée et le bris de l'outil. Pour résoudre ce problème, une technique de perçage vibratoire à basse fréquence auto-entretenu a été développée et dont le but est une meilleure fragmentation du copeau afin d'améliorer son évacuation. Pour cela, un porte-outil de perçage spécifique a été mis en place. La génération naturelle des vibrations de l'outil est fortement conditionnée par le choix des conditions de coupe et de la géométrie du foret. De plus, les phénomènes de talonnage perturbent le bon fonctionnement de la tête en amortissant les vibrations. Pour prédire le comportement du porte-outil de perçage vibratoire, une modélisation des différents efforts issus des différents phénomènes de coupe le long de l'arête du foret ainsi que la génération de la surface usinée a été effectuée. Ces modèles sont maintenant intégrés dans un simulateur numérique permettant d'étudier, en particulier, l'influence du talonnage sur le comportement du porte-outil de perçage vibratoire. Différentes campagnes d'essais sont réalisées pour permettre la validation des différents modèles intégrés dans le simulateur.

Les opérations d'alésage à outil $\raise.5ex\hbox{$\scriptstyle 3$}\kern-.1em/ \kern-.15em\lower.25ex\hbox{$\scriptstyle 4$} $ sont utilisées pour réaliser des alésages pour lesquelles le perçage dans le plein n'est pas capable de procurer la qualité spécifiée et lorsque les contraintes de productivité et d'encombrement n'autorisent pas d'autres procédés et outils. L'article présente une étude de faisabilité réalisée récemment, concernant la possibilité d'utiliser le principe du perçage vibratoire pour les opérations d'alésage à forets $\raise.5ex\hbox{$\scriptstyle 3$}\kern-.1em/ \kern-.15em\lower.25ex\hbox{$\scriptstyle 4$} $, afin de favoriser la fragmentation des copeaux et leur évacuation. Les modèles mathématiques du perçage vibratoire sont présentés et une discussion sur la méthodologie employée pour le calcul des paramètres opératoires est donnée. Le phénomène de talonnage est discuté et nous démontrons que son influence, prouvée néfaste pour les opérations de perçage dans le plein, est bien limitée lors des opérations d'alésage. Les résultats expérimentaux obtenus sur un banc d'essai ont validé avec précision les modèles développés et nous permettent d'envisager des essais "in situ", destinés à une industrialisation du procédé.

La prédiction des conditions de stabilité en usinage est d'une grande importance pour les opérations de fraisage à grande vitesse. Dans cet article un modèle dynamique de broche UGV est élaboré sur la base de la théorie de la dynamique des rotors. Les analyses dynamiques du modèle montrent une dépendance forte du comportement dynamique de la broche par rapport à sa vitesse de rotation. Une prédiction précise des conditions de stabilité en usinage doit nécessairement prendre en compte ces propriétés du comportement. En introduisant la fonction de transfert en bout d'outil de la broche, obtenue par le modèle, dans l'approche analytique d'analyse de la stabilité de la coupe d'Altintas et Budak, un nouveau diagramme de lobes de stabilité est élaboré. Chaque point de ce diagramme de lobe de stabilité est calculé sur la base des propriétés effectives de la broche à la fréquence de rotation considérée. Les limites de stabilité prédites par notre approche indiquent des variations significatives de stabilité, et permettent une prédiction plus précise des conditions d'usinage sans broutement. Des essais de coupe sont réalisés et permettent de valider expérimentalement les résultats en terme de stabilité obtenus par le modèle.

Dans le processus de fabrication par enlèvement de matière sur machines-outils, l'apparition des vibrations est inévitable. Dans les situations où l'amplitude dépasse les limites de la précision dimensionnelle, le phénomène vibratoire est préjudiciable. L'étude expérimentale présentée ici permet d'identifier les principaux paramètres relatifs au comportement dynamique du système usinant. La localisation des déplacements de la pointe de l'outil dans un plan est démontrée grâce aux résultats expérimentaux. L'existence de ce plan et les corrélations avec les caractéristiques élastiques du système usinant permettent de simplifier le modèle dynamique 3D. Avec l'approche expérimentale réalisée, un modèle dynamique est proposé en concordance avec les résultats expérimentaux.

Un handicap important pour l'utilisation des machines outils à structure parallèle pour des opérations d'Usinage à Grande Vitesse (UGV) se situe au niveau de la précision de pose de l'outil. Dans le cas des mécanismes à structure parallèle, ce défaut de pose est surtout dû aux erreurs liées à la transformation inverse de la commande. Ces erreurs peuvent être réduites à l'aide d'une identification des paramètres géométriques du modèle géométrique. Le but de cet article est de présenter différentes méthodes d'identification applicables aux machines outils à structure parallèle. Dans un premier temps, nous présentons les principes généraux de l'identification géométrique des machines outils à structure parallèle. Puis, nous décrivons une méthode statique issue de l'expérience acquise sur les machines outils sérielles utilisant un ball-bar 3D. Cette méthode est aujourd'hui appliquée sur la machine outil Verne qui se situe à l'IRCCyN (Nantes). Finalement, nous présentons une nouvelle méthode d'identification basée sur la mesure d'une pièce usinée. Cette méthode est réalisé en trois étapes : l'usinage d'une pièce dédiée, sa mesure sur une Machine à Mesurer Tridimensionnelle (MMT) et l'identification numérique des paramètres géométriques.