Contribution à une approche interdisciplinaire de la conception des systèmes mécaniques commandés : application aux axes de machines

par Antoine Dequidt

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean-Marie Castelain.

Soutenue en 1998

à Valenciennes .


  • Résumé

    Une approche interdisciplinaire de la conception des systèmes mécaniques commandés est adoptée pour la phase d'avant-projet. Soulignant le caractère pluridisciplinaire de la conception et la tâche d'induction de structure lors de la préconception, une méthodologie est proposée afin d'appréhender la synthèse dans sa globalité en identifiant les phénomènes prédominants. Leur modélisation minimum doit permettre de choisir une structure de solution qui vérifiera les spécifications de performances. L’étude concerne plus précisément la synthèse des mécanismes commandes. À partir de l'interaction dynamique entre le mécanisme et sa boucle de régulation -caractérisée par le spillover et la (non)colocalisation des mesures- un modèle minimum est élaboré pour la synthèse interdisciplinaire. L’analyse du modèle fournit des propriétés de l'interaction utiles au concepteur, notamment pour le choix de la localisation des mesures de position et de vitesse. Des lois adimensionnelles de synthèse interdisciplinaire du mécanisme sont obtenues à partir de la résolution algébrique du problème inverse. Les performances dynamiques à atteindre par le mécanisme sont spécifiées grâce a un placement <<souple>> des pôles du servomécanisme. Ces lois de synthèse sont complétées par les lois classiques pour le choix de l'actionneur et du rapport de transmission. L’application aux axes de machine donne lieu à deux démarches de préconception complémentaires, l'une pas à pas, l'autre plus synthétique. Pour un axe en translation grande vitesse de type vis-a-billes, les choix d'actionneur, de cinématique, de montage de vis sont faits à partir du prédimensionnement des solutions, étant donne un cahier des charges et des catalogues-constructeurs.

  • Titre traduit

    Contribution to interdisciplinary approach of the controlled mechanical system design application to machine drive systems


  • Résumé

    An interdisciplinary approach of controlled mechanical system design is used for the first-project step. We put emphasis on pluridisciplinary character of the design and on structure induction task during the predesign ; a methodology is proposed in order to achieve a global synthesis by identifying predominant phenomena. Their minimum model may lead to a solution structure which verified performance requirements. The study aims to synthesize controlled mechanisms. Based on dynamic interaction between mechanism and feedback-characterized by spillover and (non)colocated sensors- a minimum model is worked out for the interdisciplinary synthesis. Model analysis provides some interaction properties which are useful for the designer, especially for the location choices of position and speed sensor. Some nondimensional laws for the interdisciplinary synthesis of mechanisms are obtained from the algebric resolution of inverse problem. A “versatile” pole placement of servomechanism is established so as to specify the dynamic performances to be performed by the mechanism. These synthesis laws are associated with some classical laws dedicated to the choices of actuator and transmission ratio. Application to drive system of machine leads to a step-by-step approach and a more synthetic approach. Based on stated requirements and manufacturer catalogues a high speed translation drive system with a ball screw system can be design : actuator, kinematic, mechanism setting are chosen owing to presizing of the solutions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (243 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 204-215. Index

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  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
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  • Cote : 904056 TH
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