Méthodes de suivi de l'état des machines-outils par palpage d'artefacts.

Les machines-outils à cinq axes sont des éléments clés de fabrication qui offrent une réduction significative du nombre de montages requis en permettant non seulement le positionnement mais aussi l'orientation de l'outil par rapport à la pièce grâce à trois axes linéaires et deux axes rotatifs. Ceci permet une haute productivité pour l'usinage des pièces complexes comme celles trouvées dans l'industrie aérospatiale. Bien qu'il existe plusieurs méthodes pour la vérification de la performance des machines-outils à cinq axes, elles sont souvent au-delà de la capacité des ateliers d'usinage en termes de personnel spécialisé et de temps de mise en oeuvre. Cette thèse vise donc à développer une nouvelle méthode de vérification de l'état volumétrique d'une machine-outil à cinq axes. La méthode proposée utilise la mesure d'un nouveau design d'artefact par le palpeur de contact présent sur la plupart des machines. L'artefact proposé est constitué de billes de références. Il est reconfigurable et non-étalonné et permet une flexibilité en termes du nombre et de la position des billes. Un modèle mathématique génère les erreurs volumétriques de la machine en identifiant et séparant les erreurs de montage de l'artefact et du palpeur des données de palpage. Les erreurs de membrure sont incluses dans le modèle mathématique afin d'empêcher les erreurs de montage d'absorber indûment une véritable source d'erreur de la machine. De plus, une analyse des erreurs volumétriques sépare les erreurs des axes linéaires et des axes rotatifs en effectuant un ajustement des moindres carrés entre les centres mesurés et prédits des billes. Une analyse d'incertitude sur la géométrie estimée de l'artefact est effectuée. La répétabilité de la routine de palpage, la stabilité de la géométrie de l'artefact et les erreurs de membrure de la machine sont incluses dans l'analyse. Les résultats montrent que la méthode proposée est capable d'exclure les erreurs de montage des données volumétriques du palpage. La géométrie estimée de l'artefact est validée sur une MMT avec une norme maximale d'erreur de 7.4 μm. La plus grande norme de la distorsion volumétrique restante est de 112.1 μm. Cette erreur se compose d'une norme maximale de distorsion locale de 7.50 μm résultant des axes linéaires et une norme maximale de relocalisation linéaire de 103.89 μm et angulaire de 54.14 μrad résultant des axes linéaires et rotatifs.