Quick-return mechanisms are quite common in manufacturing processes. e.g in pick-and-place operations, metal-cutting, and metal-forming, where dwell is usually required. Dwell is the period where a driven link remains stationary and the tool can be replaced or the workpiece can undergo a machining operation. Unlike lower-pair mechanisms, cam mechanisms can produce dwell exactly.

In this thesis, cam-follower systems are used as building modules in the design of quick-return mechanisms. The underlying cam mechanisms are optimized to obtain a compact, quick-return mechanism. A unified method for the optimization of cam mechanisms is proposed. The optimum parameters of the cam mechanism are obtained by cam-area minimization subject to performance and geometric constraints. In addition, the power required from the motor is reduced by adding an elastic torque-compensation mechanism to the system. A Graphical User Interface is developed to aid the designer during the design process.

The modular method is applied to the synthesis and optimization of long-stroke, quick-return mechanisms. In addition, the design of a simple cam mechanism to replace the transmission mechanism of a textile machine composed of an elliptic-gear train and a four-bar linkage is also included as an application example.

Les mécanismes de retour-rapide sont utilisés très fréquemment dans les procédés de fabrication. par exemple dans les opérations de transfert. de découpage et de poinçonnage. Habituellement. une période d'attente est nécessaire dans ce type d'opérations. L'attente est le temps où le lien mené reste stationnaire et l'outil peut être remplacé ou effectue une opération d'usinage. Contrairement à des mécanismes plus simples. tels que les mécanismes à quatre barres, les systèmes à cames peuvent produire une période d'attente exacte.

Dans cette thèse, nous nous basons sur des mécanismes à cames pour la conception de mécanismes de retour-rapide. Les mécanismes à cames sont optimisés en utilisant une méthode unifiée pour obtenir un mécanisme de retour-rapide compact. Les paramètres optimaux sont obtenus en minimisant la taille de la came sujette aux contraintes géométriques et de performance. De plus, la puissance requise par le mo- teur est réduite par l'addition d'un système élastique pour compenser les variations de couple. Finalement, une interface graphique est developpée pour aider l'utilisateur lors de la conception des mécanismes à cames.

Une méthodologie modulaire est appliquée à la synthèse et l'optimisation de mécanismes de retour-rapide à longue course utilisés dans la production de placage. Nous présentons également la conception d'un mécanisme à cames simple pour rem- placer le mécanisme de transmission d'une machine textile composée d'un train d'engrenages elliptiques et d'un mécanisme à quatre barres.