Étude du comportement mécanique des machines outils à structure parallèle en Usinage Grande Vitesse

These thesis works focus on the impact of Parallel Kinematic Machine tools architectures on the quality of the machined parts. The gain brought by parallel architecture in machine tools is mainly due to the high speeds and accelerations attainable. Nevertheless, the low mobile masses and the technological choices made for these machines design lead to structure deflections while machining. The consequences of these elastic deflections on the machined part are not negligible and have to be controlled. The static and dynamic behaviours of these machines are then studied with predictible models. These models are applied to several architectures and their parameters are identified using experimental measurements. With the modelling method and the formulation used, the deflections of the legs and of the joints can be taken into account. Moreover, the models of the joints are based on a technological study to improve the accuracy of the overall model (non-linear behaviour of the joint is considered). Finally, the integration of the proposed simulations in the definition of a process on a PKM is studied. The dynamic model is written and applied to the Tripteor X7 in order to simulate a contouring operation. The computed defects are compared to those obtained after machining the part on this machine tool.Les travaux de thèse s'intéressent à l'impact de la structure des machines outils à architecture parallèle sur la qualité d'usinage. L'apport des architectures parallèles dans le domaine de la machine outil en Usinage Grande Vitesse provient surtout de leurs capacités dynamiques très élevées. Cependant, les masses mobiles faibles et les choix technologiques retenus pour réaliser les structures font que ces machines se déforment en usinage. L'impact de ces déformations élastiques sur la pièce usinée n'est pas négligeable et doit être maîtrisé. L'étude des comportements statique et dynamique de ces machines est donc réalisée à l'aide de modèles prédictifs de comportement. Ces modèles sont appliqués à différentes architectures parallèles et leurs paramètres identifiés à l'aide de mesures expérimentales. Les méthodes de modélisation et la formulation employées permettent de prendre en compte les flexibilités des jambes et des liaisons des machines étudiées. De plus, les modèles de liaisons s'appuient sur une analyse technologique de celles-ci et permettent de représenter au mieux leur comportement (souvent non-linéaire). Enfin, l'intégration des simulations proposées dans la définition d'un processus sur ce type de machine est étudiée. Le modèle dynamique développé est appliqué à la machine Triptéor X7 afin de simuler une opération de contournage. Les défauts calculés sont finalement comparés à ceux effectivement obtenus lors de la réalisation de l'opération sur cette machine outil