Couverture en temps minimal d’un domaine : Application au calcul de trajet d’usinage

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Couverture en temps minimal d’un domaine: Application au calcul de trajet d’usinage
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : non connu à ce jour
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Mathématiques
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Spécialité de doctorat : Mathématiques et Applications

Lieu de travail
XLIM
Date Limite de candidature : 15/06/2014
Laboratoire d’accueil : XLIM/DMI

Présentation de l’équipe de recherche
Cette thèse se déroulera au sein de l’équipe MOD (Modélisation, Optimisation et Dynamique) du département DMI de l’institut XLim. L’équipe est constituée de 3 professeurs et 4 maitres de conférences. Les thèmes de recherche sont l’analyse variationnelle, l’optimisation numérique, l’optimisation non lisse, le contrôle optimal et les EDP.
Elle sera aussi encadrée par un enseignant chercheur de l’équipe émergente Mécatronique du laboratoire. Cette dernière développe une recherche technologique qui met en œuvre des méthodes liées à l’Automatique, au Génie Informatique et au Traitement du Signal et de l’Image pour des applications comportant des systèmes mécaniques. En particulier, elle s’intéresse à l’amélioration du fonctionnement des systèmes mécatroniques. Un axe de recherche consiste en la modification de la commande en optimisant un critère sous des contraintes technologiques ou légale.

Résumé de la thèse en français
L’objectif général de cette thèse est de modéliser et résoudre le problème du calcul d’une trajectoire d’usinage de poche en temps minimal. Ces travaux fond appel à des compétences en contrôle optimal, méthodes d’optimisation numérique, modélisation et C.F.A.O. L’objectif final est de proposer un démonstrateur industrialisable (temps de calculs relativement courts, robustesse, interopérabilité avec un logiciel de FAO).

Résumé de la thèse en anglais
The overall objective of this PhD thesis is to model and solve the problem of computation of a pocket machining tool path in minimal time. This work requires skills in optimal control, numerical optimization methods, modeling and CAD-CAM.The ultimate goal is to provide an industrially demonstrator (relatively short computation times, robustness, interoperability with a CAM software).

Description complète du sujet de thèse
Voir fichier PDF joint

Objectifs scientifiques de la thèse
L’objectif principal du projet est de développer une méthode innovante de calcul de trajet d’évidement de poches en temps minimal.
L’aboutissement de ces travaux nécessitera une modélisation adaptée du problème, son implémentation sous la forme d’un problème de contrôle optimal et sa résolution.
Ainsi, la thèse pourra être décomposée en deux parties:
– Utilisation des résultats actuels sur le calcul de trajets d’évidement de poches par optimisation pour initier un problème de calcul de trajet en temps minimum utilisant la théorie du contrôle optimal. En effet les travaux effectués depuis 5 ans ont permis de dégrader le problème initial (non résolvable actuellement) en un sous problème géométrique du calcul d’une courbe polynomiale dans un rail de contrôle. Cependant ce modèle ne répond pas pleinement au problème initial. Nous utiliserons alors le concept du rail de contrôle pour introduire la théorie du contrôle optimal et recherche le trajet le plus rapide en l’intérieur de celui –ci. Les résultats de cette partie devront permettre de valider un modèle de comportement des machines-outils reliant un trajet d’usinage à un temps de parcours et montrer les gains apportés par ce type de trajets (et ce quelle que soit la machine-outil mise en œuvre).
– Amélioration de la modélisation du problème en supprimant le rail de contrôle et en considérant que le problème du calcul du trajet d’évidement de poche se ramene à la couverture en temps minimum d’un domaine sous des contraintes imposées par le procédé d’usinage.
A noter que les résultats de ces travaux pourront être appliqués à d’autres domaines que l’usinage. Des publications dans des revues d’optimisation numérique ainsi que de conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO) sont attendues. A terme nous espérons inclure cette méthode de calcul comme module d’un logiciel de CFAO

Compétences à l’issue de la thèse
CFAO
Optimisation et contrôle

Mots clés (séparés par des virgules)
Contrôle optimal; Optimisation numérique; Modélisation

Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Expérience/profil souhaité(e)
Master 2 en mathématiques appliquées ou Étudiant diplômé d’un école d’ingénieurs

Connaissance en optimisation, contrôle optimal et programmation en C.

Directeur de thèse
Paul Armand
Adresse mail du directeur de thèse : paul.armand@unilim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 05 87 50 67 83

Co-directeur de thèse
Olivier Prot et Vincent Pateloup
Adresse mail du co-directeur de thèse : olivier.prot@unilim.fr – vincent.pateloup@unilim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 05 87 50 67 86
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : OUI

Justification du cofinancement LABEX
Ces travaux de recherche impliquent une étape de modélisation forte du problème de calcul de trajectoire d’évidement de poches en temps minimal. De plus ils peuvent à terme intéressé d’autre personnels du Labex, notamment concernant l’optimisation des procédés d’obtention de pièces céramiques.
Avec quelle thématique du comité de pilotage avez vous pris contact : Thème 4: Modélisation
Thèse pour Action transverse : NON

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