Effet du chargement sur la précision d'une machine-outils cinq-axes

Ce projet de recherche porte sur l'étude d'une potentielle relation entre le chargement dû au poids de la pièce et les erreurs volumétriques sur une machine-outil 5-axes à table verticale. Il prend le relais de l'étude de B. Asadishad [1] dans lequel le lien entre le chargement et les erreurs paramétriques fut étudié. Ici, l'étude des performances de la machine en termes de précision et de répétabilité des erreurs volumétriques sous charge sera privilégiée. Les charges appliquées dans l'étude précédente sont reprises mais le protocole de test et de mesures a été adapté. Ainsi, les tests développés pour la présente étude se servent de blocs (acier) simulant une force, des entretoises légères (aluminium) couplés aux blocs simulant un moment et des sphères montées sur des tiges de 280 mm de hauteur. Un protocole de test a ensuite été mis au point spécifiant les indexations des axes rotatifs B et C de la machine-outil et leur ordre, le nombre de blocs et d'entretoises ainsi que leur position sur la table et le nombre de sphères palpées. Ensuite, la machine comportant une zone de travail et une zone de chargement, un test de répétabilité a été effectué pour quantifier la précision de placement de la table après être passée dans la zone de chargement. La hauteur des tiges pouvant engendrer des erreurs de mesure en raison de déflexion sous leur propre poids et sous l'effet de la force du palpeur un test nommé « 0 » sera utilisé comme référence afin d'annuler les erreurs dues à la déflexion de la tige lors des palpages. Une série de 16 tests a été effectuée avec 16 chargements différents, chaque test a demandé 2 heures de temps à la machine et à l'opérateur pour être réalisé. A l'issu de ces tests, les données brutes sont analysées. D'autre part, les forces et moments engendrés par les poids, les erreurs volumétriques, les déviations linéaires et angulaire de chaque plan de palpage par rapport au plan de référence ainsi que la matrice des p-values de l'ensemble des données sont calculés. Certains comportements redondants ont pu être observés dans lesquels des conclusions ont pu être tirées par rapport à la précision de la machine en fonction du chargement et de la position de la table de la machine dans l'espace de travail. Enfin, cette étude s'est focalisée sur les erreurs volumétriques engendrées par un chargement sans prendre en compte les nombreuses autres sources d'erreurs comme la thermique et la dynamique. Il serait alors intéressant de coupler cette étude sur les effets du chargement avec des études plus générales portant sur les sujets cités précédemment. Au terme de cette étude, il a été possible de mettre en avant l'existence de corrélations significatives entre le chargement et les erreurs mesurées et calculés. Le lien entre la charge et les erreurs volumétriques apparaît comme le plus fort.