Étude du profilage d'outil de meulage dédié aux procédés robotisés

• Main Author: Agnard, Stéphane
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2013
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/1194/7/AGNARD_St%C3%A9phane.pdf; http://espace.etsmtl.ca/1194/8/AGNARD_St%C3%A9phane%2Dweb.pdf

L’Institut de Recherche d’Hydro-Québec (IREQ) a développé une technologie robotique portative (robot SCOMPI) permettant d’automatiser plusieurs procédés de réparation et d’entretien des turbines hydroélectriques. Lors du procédé de meulage, certaines surfaces à fortes courbures, comme les raccordements, ne sont pas encore accessibles au robot et doivent actuellement être rectifiées à la main. La problématique est que la meule s’use très rapidement et qu’il est difficile de contrôler l’orientation et la position du robot pour s’adapter au changement de forme de l’outil. Ce mémoire présente une méthode pour maintenir le profil de la meule durant le procédé de meulage afin d’améliorer le contrôle de l’enlèvement de matière. Une analyse du profilage d’outil de meulage a permis d’identifier les particularités et limitations de ce nouveau procédé. Des outils de modification des meules ont été développés pour percer et tailler les meules embouts, utilisées couramment pour ce type d’opération, et ainsi permettre la robotisation et l’étude du procédé de profilage. Des instruments de mesure et des méthodologies expérimentales ont été développés afin de mesurer les paramètres de meulage. Un banc de mesure de profil de la meule et un banc de mesure de la force normale ont donc été réalisés. La caractérisation du banc d’essai de meulage a permis de définir les paramètres de contrôle de la meuleuse et de compenser la compliance du robot SCOMPI durant le procédé afin d’optimiser l’asservissement de la puissance de meulage. Plusieurs modèles d’enlèvement de matière et d’usure de la meule ont été développés et validés par des essais expérimentaux. Ces essais ont permis dans un premier temps d’identifier l’importance de combiner la puissance de meulage et la force normale afin d’augmenter la robustesse des modèles d’enlèvement de matière et d’usure de la meule. Les résultats ont démontré également qu’il est beaucoup plus difficile de prévoir l’usure de la meule que l’enlèvement de matière. Pour réaliser spécifiquement l’opération de profilage, un modèle d’oscillation de la meule est proposé et testé expérimentalement. Une série d’essais a permis de démontrer que l’oscillation de l’outil sur la pièce permet d’améliorer le contrôle du profil de la meule et d’accroître le taux d’enlèvement de matière. L’oscillation modélisée permet de minimiser de plus de 25% l’erreur de profil comparativement à une oscillation linéaire. Le contrôle de la puissance de meulage et la compensation de la flexibilité du robot sont les éléments clés permettant d’optimiser le profilage d’outil de meulage. De façon générale, ce projet de recherche permet de jeter les bases du profilage d’outil de meulage dédié aux procédés robotisés et d’identifier les facteurs importants permettant la réalisation de ce nouveau procédé.