Improvement of the freeform parts quality by direct interpolation on surface

Amélioration de la qualité des pièces usinées par interpolation directe du trajet sur surface

Sylvain Lavernhe (1) , Xavier Beudaert (2) , Christophe Tournier (1)

1 LURPA - Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée
2 IK4-Ideko

Despite recent advances in technology and software, the High Speed Machining process of complex surfaces still has challenges to achieve simultaneously productivity and high surface quality. Two of them are the tool path generation and its treatment by the numerical controller during real-time interpolation. To date, the classical solution "CAM-CNC" imposes breaks in the digital chain, limiting the final results that are really reached. This paper proposes a unified method, named DTIS (Direct Trajectory Interpolation on the Surface), for multi-axis tool paths generation and interpolation within a HSM context. It avoids the geometrical deviations related to the description format of the tool path and to their jerk limited interpolation. Thanks to the development of an open CNC on the LURPA's 5-axis high speed machining center, it is possible to evaluate the improvements provided by such an approach compared to the usual process.

Malgré les avancées technologiques et logicielles, le processus de réalisation par UGVdes pièces de formes complexes comporte des points durs pour atteindre simultanément productivité et qualité de surface élevées. Un des verrous scientifiques concerne les phases de calcul des trajectoires puis leur traitement par la Commande Numérique lors de l'interpolation temporelle.A ce jour, la solution FAO logicielle-CN impose une « fracture dans la chaîne numérique, limitant les performances finales atteintes. Cet article propose une méthode unifiée, nommée DTIS (Direct Trajectory Interpolation on the Surface), pour la génération et l'interpolation des trajectoires dans un contexte UGV multi-axes. Ellepermet d'annuler les écarts géométriques liés à la description et à l'interpolation à jerk contrôlé des trajectoires. Grâce au développement d'une CN ouverte sur le centre UGV 5 axes industriel du LURPA, il est possible d'évaluer le gain apporté par une telle démarche vis-à-vis du processus classique. Mots clés : écart géométrique, erreur de corde, trajectoire, UGV, interpolation à jerk contrôlé.

Mots clés: geometrical deviation; chordal deviation; tool path; HSM; jerk limited interpolation

Mots clés: écart géométrique; erreur de corde; trajectoire; UGV; interpolation; jerk

Domaines: Génie mécanique [physics.class-ph]

Sylvain Lavernhe, Xavier Beudaert, Christophe Tournier. Amélioration de la qualité des pièces usinées par interpolation directe du trajet sur surface. Machines et Usinage à Grande Vitesse 2014, Oct 2014, Clermont-Ferrand, France. ⟨hal-01096699⟩