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Développement d’une cellule robotisée de détourage des composites

Published online by Cambridge University Press:  06 January 2012

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Abstract

L’usinage robotisé, nouveau challenge de la robotique industrielle, nécessite à la fois rigidité et précision du moyen de production. C’est pourquoi cette pratique particulière du détourage des composites était réservée jusqu’alors aux machines-outils à commande numérique. Cet article propose de démontrer, qu’à partir d’une connaissance des phénomènes de coupe liés aux procédés et de la modélisation des caractéristiques comportementales du robot, il est possible d’optimiser l’exploitation des cellules robotisées. Cette première étude porte sur le cas spécifique du détourage des pièces composites. D’un côté, le robot a été modélisé et ses paramètres de raideur ont été identifiés. De l’autre côté, les conditions de coupe optimales permettant de respecter l’intégrité matière et d’assurer la productivité souhaitée ont été déterminées. Les efforts d’usinage ont alors été relevés. À partir de ces deux études parallèles, les déformations du robot, pour un placement donné de la pièce dans son espace de travail, ont pu être déterminées. Par la suite, ces déformations peuvent être limitées en plaçant judicieusement la tâche dans le volume de la cellule robotisée. Cette solution simple permet de réduire significativement les déformations observées, notamment dans le cas de procédés sollicitant fortement le robot, et ce sans modifier sa commande.

Type
Research Article
Copyright
© AFM, EDP Sciences 2011

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References

Références

Furet, B., Jolivet, B., Le Borgne, D., Milling and drilling of composite materials for the aeronautics: feature aeronautics, JEC Composite 18 (2005) 4144 Google Scholar
Ramulu, M., Arola, D., Waterjet and abrasive waterjet cutting of unidirectional graphite/epoxy composite, Composites 24 (1993) 299308 CrossRefGoogle Scholar
Arola, D., Ramulu, M., A study of kerf characteristics in abrasive waterjet machining of graphite/epoxy composite, J. Eng. Mat. Technol. 118 (1996) 256265 CrossRefGoogle Scholar
Terrier, M., Dugas, A., Hascoet, J.-Y., Machines-outils à structure parallèle et usinage à grande vitesse, Mécanique & Industries 6 (2005) 431437 CrossRefGoogle Scholar
Matsuoka, S.-I., Shimizu, K., Yamazaki, N., Oki, Y., High-speed end milling of an articulated robot and its characteristics, J. Mater. Process. Technol. 95 (1999) 8389 CrossRefGoogle Scholar
H. Zhang, H. Hang, J. Wang, G. Zhang, Z. Gan, Z. Pan, H. Cui, Z. Zhu, Machining with flexible manipulator: toward improving robotic machining performance, Proc. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, USA, 2005
Abele, E., Weigold, M., Rothenbücher, S., Modeling and identification of an industrial robot for machining applications, CIRP Annals – Manufacturing Technology 56 (2007) 387390 CrossRefGoogle Scholar
A. Olabi, R. Bearee, M. Damak, O. Gibaru, Planification de l’avance sur trajectoire pour un robot 6 axes usinant, Colloque National AIP Primeca, La Plagne, France, 2009
Pan, Z., Zhang, H., Zhu, Z., Wang, J., Chatter, J., Analysis of robotic machining process, J. Mater. Process. Technol. 173 (2006) 301309 CrossRefGoogle Scholar
S.-F. Chen, The 6 × 6 stiffness formulation and transformation of serial manipulators via the cct theory, IEEE International Conference on Robotics & Automation, Taiwan, 2003
C. Dumas, S. Caro, S. Garnier, B. Furet, A methodology for joint stiffness identification of serial robots, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Taiwan, 2010
Colligan, K., Edge trimming of graphite/epoxy with diamond abrasive cutters, ASME, Machining of Advanced Composite 45 (1992) 97115 Google Scholar
J. Sheikh-Ahmad, Machining of polymer composites, Springer, 2009, pp. 164–165
Konig, W., Wulf, C., GraßP, P., Willerscheid, H., Machining of fiber reinforced plastics, CIRP Annals – Manufacturing Technology 34 (1985) 537548 CrossRefGoogle Scholar
Ramulu, M., Faridnia, M., Garbini, J.L., Jorgenson, J.E., Machining of graphite/epoxy composite materials with polycrystalline diamond tools, J. Eng. Mater. Technol. 113 (1991) 430436 CrossRefGoogle Scholar
Wang, D.H., Ramulu, M., Wern, C.W., Orthogonal cutting characteristics of graphite/epoxy composite materials, Transactions of the NAMRI/SME 20 (1992) 159165 Google Scholar
Projet UGV aluminium-composites (2007), http://www.ugv-alu-composites.com
Colligan, K., Ramulu, M., Edge trimming of graphite/epoxy with diamond abrasive cutters, J. Manuf. Sci. Eng. 121 (1999) 647655 CrossRefGoogle Scholar
A.J.P. Sabberwal, Chip section and cutting force during the milling operation, Ann. CIRP (1960) 197–203
Kline, W.A., De Vor, R.E., The effect of runout on cutting geometry and forces in milling, Int. J. Mach. Tool Des. Res. 23 (1983) 123140 CrossRefGoogle Scholar
Y. Altintas, Manufacturing automation : metal cutting mechanics, machine tool vibration, and CNC Design, Cambridge University Press, New York
Feng, H.Y., Su, N., A Mechanistic cutting force model for 3d ball-end milling, ASME J. Manuf. Sci. Eng. 123 (2001) 2329 CrossRefGoogle Scholar
Puw, H.Y., Hocheng, H., Milling force prediction for fiber reinforced thermoplastics, Machining of Advanced Composites, Proc. ASME Winter Annual Meeting 45 (1993) 7388 Google Scholar
J. Sheikh-Ahmad, R. Yadav, Force prediction in milling of carbon fiber reinforced polymers, Proc. IMECE, Orlando, 2005
P. Chedmail, E. Dombre, P. Wenger, La CAO en robotique : outils et méthodologies, Hermès, 1998