Copiage rapide de formes sur machine outil à commande numérique en fraisage 5 axes positionné (original) (raw)

Abstract

Les travaux de recherche exposés dans cette thèse sont consacrés à la mise au point d'une chaîne opérationnelle de copiage direct d'objet de formes complexes permettant, à partir de la numérisation 3D de l'objet par un capteur laser plan, d'obtenir une copie par usinage à 5 axes. Dans l'optique de réalisation d'une copie conforme du point de vue qualité géométrique visuelle nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'étape de préparation du nuage de points en vue de l'usinage en 5 axes positionné. Nous proposons une nouvelle approche de découpage automatique du nuage de points en paquets basée sur la minimisation de la longueur des lignes de recouvrements entre paquets. Le découpage proposé s'appuie sur le Nous démontrons au travers d'applications diverses la faisabilité de la démarche développée ainsi que sa pertinence pour des applications de prototypage rapide.

Loading...

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

References (27)

  1. AUBIN R., A world wide assessment of rapid prototyping technologies, Proceedings of Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin 1994.
  2. BALASUBRAMANIAM M., Generating 5-axis NC roughing paths directly from a tessellated representation, Computer-Aided Design, 32(4), pp.261-277, 2000. [BERNARD & TAILLANDIER 1998]
  3. BERNARD A., TAILLANDIER G., Le prototypage rapide, Editions HERMES, Paris (1998).
  4. BLAT B., Numérisation & copiage des formes complexes, Mémoire de DEA de Production Automatiseé, LURPA Ecole Normale Supérieure de Cachan, juillet 1999. [BOURDET 2005]
  5. BOURDET P., Evaluation des performances de la mesure par capteur optique sur machine à mesurer tridimensionnelle, 12 ème Congrès international de métrologie, Lyon, 2005. [BOURDET 1987]
  6. BOURDET P., Contribution à la mesure tridimensionelle : Modle d'identification géométrique des surfaces, Métrologie fonctionelle des piéces mécaniques, Correction géométrique des machines à mesurer tridimentionnelles, thèse Présentée à l'université de NANCY1 pour obtenir le grade de docteur ES-SCIENCES, 23 juin 1987. [BRETEAU 2005]
  7. BRETEAU P., Copie de forme par usinage 5 axes positionné ; usinage direct d'un nuage de points, mémoire de master 2, Lurpa, Ecole Normale Supérieure de Cachan, Juillet 2005. [BRETEAU et al. 2006]
  8. BRETEAU P., THIEBAUT F., BOURDET P., LARTIGUE C., Towards an approach for rapid copying of free-form surfaces in 5-axis machining, 6th International Conference on Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering, Grenoble (France) 2006.
  9. CONTRI A., Numérisation et usinage de surfaces complexes, mémoire de DEA de Production Automatisée, LURPA, Ecole Normale Supérieure de Cachan, juillet 1998. [CONTRI et al. 2002]
  10. CONTRI A., LARTIGUE C., OSTY G., Copying of free-forms from digitized data : the voxel-space representation, 4 th International Conference on Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering, Clermont-Ferrand (France), 2002. [DEWAILLY 2006]
  11. DEWAILLY C., Numérisation et rétroconception de formes en CAO, mémoire de stage, LURPA, IUT de Cachan, juin 2006.
  12. DOCARMO M.P., Differential Geometry of Curves and Surfaces, Prentice-Hall, 1976. [FEAUTRIER et al. 1998] FEAUTRIER D., THIEBAUT F., TIMON G., LARTIGUE C., Certification of free-form machining: a comprehensive approach from CAD/CAM to measurement, 2nd International Conference on Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering, Compigne (France), 1998. [FENG & TENG 2005] FENG H.Y., TENG Z., Iso-planar piecewise linear NC tool path generation from discrete measured data points, Computer-Aided Design, 37(1), pp. 55-64, 2005. [GUPTA et al. 1996]
  13. GUPTA P., JANARDAN R., MAJHI J., WOO T., Efficient geometric algorithms for workpiece orientation in 4 and 5-axis NC machining, Computer-Aided Design, 28(8), pp.577-587, 1996.
  14. HOPPE H., DEROSE T., DUCHAMP T., MCDONALD J., STUETZLE W., Surface reconstruction from unorganized Points, Computer Graphics, 26(2), pp.71-77, 1992. [JERARD et al. 1989] JERARD R., HUSSAINI S., DRYSDALE R., SCHAUDT B., Approximate methods for simulation and verification of numerically controlled machining programs, The Visual Computer, 5(6), pp.329-348, 1989.
  15. KANG J., SUH J-K., Machinability and Set-up Orientation for Five-axis Numerically Controlled Machining of Free Surfaces, Advanced Manufacturing Technology, vol. 13, pp 311-325, 1997, Springer-Verlag London Limited. [LARTIGUE et al. 1999] LARTIGUE C., DUC E., TOURNIER C., Machining of free-form surfaces and geometrical specifications, Journal of Engineering Manufacture, vol. 213, p.21-27, 1999. [LAVERNHE et al. 2006] LAVERNHE S., TOURNIER C., LARTIGUE C., Kinematical Performances in 5-axis machining, 6th International Conference on Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering, Grenoble (France) 2006.
  16. LIN A., LIU H.-T., Automatic generation of NC cutter path from massive data points, Computer-Aided Design, 30(1), pp.77-90, 1998. [LORENSEN et al. 1987] LORENSEN W.E., CLINE H.E., Marching cubes : A high resolution 3D surface reconstruction algorithm, Proceedings of the 14 th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, 1987. [MAKKI et al. 2006] MAKKI, M., LAVERNHE S., THIEBAUT F., TOURNIER C., LARTIGUE C., Identification de la géométrie de machines CN par mesure d'artefacts, 1er Congrès International Francophone de Mécanique Avancée, Faculté de Génie Mécanique, Université d'Alep, Syrie, 02-04 mai 2006. [MAKKI et al. 2007] MAKKI, M., TOURNIER C., THIEBAUT F., LARTIGUE C., Reverse Engineering et Copiage rapide de nuages de points numérisés, 18ème Congrès français de mécanique, Domaine Universitaire de Grenoble, CDRom paper N°0198, 6 p., 27-31 août 2007. [MAKKI et al. 2008a] MAKKI, M., TOURNIER C., THIEBAUT F., LARTIGUE C., Une approche pour estimer la normale sur donnèes discrètes et bruitées issues d'une numérisation 3D par capteur laser plan, Groupe de Travail Animation et Simulation GTMG2008, Mulhouse (France), pp.63-72, mars 2008. [MAKKI et al. 2008b] MAKKI, M., LARTIGUE C., TOURNIER C., THIEBAUT F., Direct duplication of physical models in discrete 5-axis machining, Virtual and Physical Prototyping, Volume 3, pp. 93-103, Issue 2 June 2008.
  17. MITRA & NGUYEN 2003] MITRA N., NGUYEN A., Estimating surface normal in noisy point cloud data, Proceedings of the 19th annual symposium on Computational geometry, San Diego (USA), pp.322-328, 2003. [MOGNOL 2005]
  18. MOGNOL P., Réalisation de pièces unitaires et petites séries de l'utilisation performante et raisonnée des process de production, HDR préparée à l'Institut de recherche et Cybernétique de nantes 05 decembre, 2005. [OSTY et al. 1999]
  19. OSTY G., CONTRI A., LARTIGUE C., Traitements numériques et partitionnement de grands nuages de points : Préparation de la reconstruction de surface et de l'usinage, Numérisation 3D, Paris (France), 1999.
  20. TANG K., WOO T., Maximum Intersection of Spherical Polygons and Work piece Orientation for 4 and 5-axis Machining, ASME Journal of Mechanical Design, 114(3), pp.477-485, 1989. [TENG et al. 2006] TENG Z., FENG H-S, AZEEM A., Generating tool paths from point cloud data via machining area segmentation, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 30(3-4), pp.254-260, 2006.
  21. TOURNIER C., Contribution à la conception des formes complexes : la surface d'usinage en fraisage 5 axes isocrêtes, Doctorat de l'Ecole Normale Superieure de Cachan, 2001.
  22. VARADY et al. 1997]
  23. VARADY T., MARTIN R., COXT J., Reverse engineering of geometric models : an introduction, Computer-Aided Design, 29(4), pp.255-268, 1997.
  24. VERON P., Polyhedral models for reverse engineering and rapid prototyping, Technologic Systems and Materials in the Machine Building Fields, vol. 5, Romanian Academy of Science, 1999.
  25. VERON P., LEON J.C., Shape preserving polyhedral simplification with bounded error, Computer & Graphics, 22(5), pp 565-585, 1998. [WOO & VON TURKOVICH 1990] WOO T.C., VON TURKOVICH B.F., Visibility Map and its Application to Numerical Control, Annals of the CIRP, 39(01), pp.451-454, 1990.
  26. WOO T, Visibility Maps and Spherical algorithms, Computer-Aided design, vol.26(01), january 1994.
  27. M., LEE E., Segmentation of measured point data using a parametric quadric surface approximation, Computer-Aided Design, 31(7), pp. 449-457, 1999. [DELCAM 2008] http://www.copycad.com/ [KREON 2008] http://www.kreon3d.com/ [RENISHAW 2006] Renishaw, http://www.renishaw.com/client/product/UKEnglish/PGP-138.shtml, 2006.