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Développement d'une nouvelle méthode de profilage d'outil de meulage assisté par robot

Ben Tanfous, Oussama (2017). Développement d'une nouvelle méthode de profilage d'outil de meulage assisté par robot. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’institut de recherche d’Hydro-Québec utilise des robots portatifs pour assurer les operations de maintenance des turbines hydroélectriques. Un des procédés le plus courants est le meulage robotisé pour réparer les surfaces endommagées. Les meules utilisées pour assurer un bon enlèvement de matière sont de type boisseau. Le meulage avec un angle constant, dans la direction d’avance et de recul, engendre un profil aléatoire de la meule. Le volume du copeau non déformé varie et le contrôle du taux d’enlèvement de matière devient difficile. D’où l’idée de créer un profil sphérique de la meule. Avec ce profil d’outil, le volume du copeau non déformé devient constant et indépendant de l’angle de meulage. L’objectif principal du projet est de développer une nouvelle méthode qui permet de créer et de maintenir un profil sphérique de la meule de type boisseau.

Des équations mathématiques sont développées pour calculer les angles de meulage en fonction de l’usure de la meule. Une fonction d’oscillation est également développée afin de contrôler le profil de la meule. Le contrôle d’enlèvement de matière et d’usure de la meule est assuré respectivement avec les modèles d’enlèvement de matière et d’usure.

Plusieurs essais de meulage sont faits pour valider les modèles d’enlèvement de matière, d’usure de la meule et d’oscillation. Pour les modèles d’enlèvement de matière et d’usure, le coefficient de corrélation est de l’ordre 0,73. Le meulage avec le modèle d’oscillation a donné de bons résultats. En effet, la forme sphérique du profil de la meule est maintenue et le rayon du profil varie avec une erreur de 4 %.

Résumé traduit

Hydro-Québec's research institute uses portable robots to carry out maintenance operations for hydroelectric turbines. One of the most commonly used processes is robotic grinding to repair damaged surfaces. The grinding wheels used for grinding are cup wheel. Grinding with a constant angle, in forward and backward direction, generates a random profile of the grinding wheel. The uncut chip changes and control of material removal rate becomes difficult, hence the idea of creating a spherical profile of the grinding wheel. With this profile, the cutting surface becomes constant and independent of the grinding angle. The project's main objective is to develop a new method to create and maintain a spherical profile of the cup wheel.

Mathematical equations are developed to calculate the grinding angles as a function of the grinding wheel wear. An oscillating function is used to control the profile of the grinding wheel. The control of the material removal and the grinder wear is respectively insured with the models of the material removal rate and the wear rate of the cup wheel.

Several grinding tests are made to validate the models of the material removal rate, the wear rate and the oscillation. For the models of material removal rate and wear rate, the correlation coefficient is of the order of 0.73. The grinding with the oscillation model gave good results. Indeed, the spherical shape of the profile of the grinding wheel is maintained and the radius of the profile varies with an error of 4%.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie mécanique". Bibliographie : pages 87-89.
Mots-clés libres: Meulage Appareils et matériel. Meules. Usure (Mécanique) Métaux Coupe Élimination des copeaux. Meulage Modèles mathématiques. Oscillations. Meulage Automatisation. Robots industriels. boisseau, profil, profilage, sphérique, taux d’enlèvement de matière, taux d’usure de la meule, modèle d’oscillation
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Liu, Zhaoheng
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Hazel, Bruce
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 05 janv. 2018 16:41
Dernière modification: 05 janv. 2018 16:41
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1984

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