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Image Slide-O-Cam

Transmission Slide-O-Cam

Publications récentes

Chablat D. et Angeles J., “Stratégies de conception pour optimiser la transmission Slide-o-cam”, Mécanique et Industrie, Vol. 7, pp. 301-309, 2006.
Chablat, D. et Angeles J., “The Design of a Novel Prismatic Drive for a Three-DOF Parallel-Kinematics Machine”, ASME Journal of Mechanical Design, Juillet 2006 -- Volume 128, Issue 4, pp. 710-718.
Chablat D. et Caro S., “The Kinetostatic Optimization of a Novel Prismatic Drive”, 12th World Congress in Mechanism and Machine Science, Besançon, Juin, 2007, IFToMM.
Chablat D., Caro S., et Bouyer E., “The Optimization of a Novel Prismatic Drive”, Problems of Mechanics, No 1(26), pp. 32-42, 2007.

Collaboration

Centre for Intelligent Machines, Equipe du Prof. Angeles.

Optimisation du mécanisme Slide-O-Cam pour l'Orthoglide

Pour déplacer un objet dans l'espace, on utilise, dans les applications robotiques ou mécatroniques, une vis à billes ou une crémaillère pour transformer un mouvement de rotation en mouvement de translation. Les problèmes majeurs des transmissions par vis à bille sont le nombre important d'él2ment en mouvement et une résistance faible aux charges statiques et dynamiques provenant de la forme ponctuelle du contact au niveau de chaque bille. Les moteurs linéaires, couplés à des glissières, peuvent résoudre ses problèmes mais ils restent encore difficile à construire et à maintenir.

Une nouvelle transmission, appelé Slide-O-Cam, a été conçue par l'équipe du Prof. Angeles, à l'Université McGill. Cette transmission utilise des cames qui poussent sur des galets pour déplacer un axe en translation. Elle permet de transformer un mouvement de rotation en mouvement de translation de manière uniforme.

L'objet de nos recherches consiste à déterminer le profil de chaque came afin de maximiser le rendement de la transmission. Dans cette optimisation, nous faisons varier le nombre de lobes sur chaque came ainsi que leur nombre. De plus, on s'assure que la déformation des cames et des galets restes faibles. La réalisation de prototype en prototypage rapide ainsi qu'en métal permet de mettre en évidence les facteurs importants dans la fiabilité du mécanisme.

Prototypes de transmission Slide-O-Came avec deux ou trois cames coaxiales.

(avi)

Modèle CAO de Slide-O-Cam avec deux cames coaxiales et son animation

(QuickTime)

Prototype fabriqué par un groupe d'étudiants de l'école Centrale de Nantes

Stratégies de conception

Deux stratégies de conception ont été testées pour améliorer la qualité de la transmission: augmenter le nombre de cames ou augmenter le nombre de lobes sur chaque cames. Cette étude se base sur l'utilisation de l'angle de pression qui existe entre la came et les galets.

Calcul de la puissance transmissible

Pour valider la puissance transmissible par la transmission Slide-o-Cam, plusieurs calculs sont à réaliser. Nous devons minimiser les déformations des pièces mécaniques ainsi que vérifier que les contraintes superficielles aux contacts entre les galets et les cames n'endommagent pas les surfaces.

Inertie de la came

Pour obtenir un mécanisme apte à remplacer une vis à bille ou une crémaillère, il est nécessaire de réduire les inerties de pièces en mouvement. En augmentent le nombre de lobe, on réduit leur inertie.

Contraintes

Tous les mécanismes Slide-o-Cam doivent respecter les contraintes suivntes:

Angles de pression inférieurs à 30 degrés;
Pression de Hertz maximale inférieur à 800 Mpa;
Au maximum trois cames de 50 mm;
Contrainte au cisaillement dans les galets inférieur à 200 Mpa;
Profil de came réalisable (absence "undercutting").