Mise en place moteur pas à pas schaublin 13

[Davidc74]

Bonjour, j’ai reconstruit une schaublin 13 qui avait était bien dépouillé quand je l ai acheté, Voir se post pour plus d info .
Maintenant j’arrive sur une des dernières phase la motorisation des axes x et z en premier temps ( comme à l origine ) les moteurs on deux fonctions :
- la première est pour avoir une avance linéaire comme une fraiseuse conventionnelle
- la seconde (une fois que j’aurais monté un moteur nema sur l axe y) s’en servir comme cnc occasionnellement .

Je vous donne les caractéristiques de la machine :
Pour l’axe z la partie supporter par là vis trapézoïdale doit faire environ 300kg avec la table et l étau
La vis est un pas de 5 pour un diamètre de 24 elle est commander par deux pignons de 34 et 17 ( rapport de réduction 1/2)

J’ai vu que la plus part des moteurs avait un angle de pas de 1.8 degrés donc mon petit calcul donne ça : un tour = 2,5mm le moteur fait 200pas par tour 1pas =0,0125
Est suffisant où il faut visé plus petit pour avoir quelque centième de précision ? Pour la vitesse maximum atteinte je sèche si quelqu’un peu m’aider ? je ne retrouve pas cette info quand je lis les caractéristiques des moteurs .
Et pour le choix du couple je manque de compétences pour le calculer.

Merci pour la lecture et désolé pour les fautes d orthographe m’as dyslexie ne m’aide pas trop

 

[Squal112]

Un conseil, fuit les moteurs pas à pas.
Ce n'est pas ce qu'il y a de plus adapté à la semi voir numérisation d'une belle machine comme une Schaublin.

Des petits servos AC seront certes plus cher, mais bien plus rapide et silencieux, sans oublier la facilité de câblage et l'absence d'alimentation AC/DC additionnelle (source additionnelle de problèmes).
Des 750W serait largement suffisant (on a toujours tendance à surdimensionner inutilement les moteurs d'axes, notamment à cause du couple de maintien élevé annoncé sur les pas à pas, alors que ce même couple chute très/trop rapidement dès 300tr/min).

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Concernant la vitesse, c'est très simple, ton axe Z avec sa réduction 1:2 est équivalent à une vis au pas de 2.5mm.
Donc si ton moteur tourne à 500tr/min, ton axe se déplacera à 1250mm/min.
En pas à pas, tu seras limité à +/- 2500 voir 3000mm/min et encore vu le couple résiduel à 1500tr... (Les stepper dépassant très rarement cette Vmax)

En servo, 7500mm/min en nominal (sans perte de couple) et jusqu'à 12.500mm/min.

Pour la résolution, ton calcul est bon pour les pas à pas , soit 0.0125, sauf si utilisation de micro-step (mais pas forcément recommandé en terme de répétitivité).
Avec ce type de servo et leur encodeur 17bits, la résolution passe à 131,072 positions par tour, en prenant une erreur de poursuite de 10 positions, la résolution théorique (car bien d'autres facteurs influeront) de ton axe passe à 0.1um

Le calcul du couple lui, prend en compte pas mal de valeurs, à commencé par le rendement de tes vis d'axes, le coefficient de frottement des glissières, leur surface afin de calculer l'effort nécessaire a leur déplacement à leur mise en mouvement à vide.
On est aussi sensé prendre en compte l'inertie de chaque axe pour le calcul du dimensionnement moteur, mais la ça se complique sacrément.
Le plus simple serait de se baser sur une conversion déjà existante de ce type de machine et de choisir des moteurs équivalents.

 

[Davidc74]

Ok super conseil
tu pense si je prend un 1kw ça va suffire pour le couple ? Et vu que ça semble pouvoir aller très vite (12m/min ça me semble très rapide ) est ce que je rajoute pas deux engrenages en plus pour réduire (un 5/2 par exemple pour avoir une résolution de 1mm par tour ) la vitesse le couple et augmenter la précision ?

 

[Squal112]

Qui dit liaison supplémentaire (engrenage, courroie, etc...) dit jeu supplémentaire, donc précision moindre, c'est pour cela que sur les machines industrielles, les moteurs d'axes sont placés directement en bout des vis à billes via des coupleurs sans jeu (généralement à diaphragmes).

Pour le couple, tu peux faire un essai empirique avec un levier à la place de la manivelle et un poids afin de déterminer quel est le couple mini nécessaire pour effectuer un déplacement et ce sur chaque axe et dans chaque direction.

Pour la puissance, 750W c'est très bien pour le X et Y je pense, 1kW pour la table serait plus confortable même sans ajouter de réduction supplémentaire.
Autre avantage des servos, c'est qu'ils sont autant capable de tourner à très faible vitesse qu'à leur vitesse nominale et même au delà.
Le couple étant constant jusqu'à leur Vnominale, contrairement au pas à pas ou le couple décroît très très vite (voir la courbe de couple)

 

[Davidc74]

Ok je comprend ! Pour le z le jeu ne me semble pas être un problème vu que la table est lourde est toujours en appuis dessus , le problème que je vais rencontrer sur l axe x c’est que j’ai une vis à bille au pas de 10 ( je devais recevoir une au pas de 5 mais le vendeur ses tromper ) alors là résolution va être mauvaise sans une réduction , quel solution je devrais m’orienter pour augmenter la résolution sans avoir trop de jeu ?

 

[Squal112]

Ok je comprend ! Pour le z le jeu ne me semble pas être un problème vu que la table est lourde est toujours en appuis dessus , le problème que je vais rencontrer sur l axe x c’est que j’ai une vis à bille au pas de 10 ( je devais recevoir une au pas de 5 mais le vendeur ses tromper ) alors là résolution va être mauvaise sans une réduction , quel solution je devrais m’orienter pour augmenter la résolution sans avoir trop de jeu ?

Le pas d'une vis a bille ne change rien à sa précision/répétabilité, uniquement la vitesse de l'axe quelle met en mouvement.
Sur centres d'usinage UGV modernes, on trouve régulièrement des vis au pas de 20mm pour maximiser la vitesse, mais ce n'est pas ton but.

Un pas de 10 c'est très courant, nul besoin de modifier ou d'ajouter une démultiplication qui ajouterais inévitablement du jeu et une complexité supplémentaire.
Tu brideras simplement la vitesse du servo depuis son driver pour ne pas satelliser la table lors de déplacements rapides en X

Pour avoir un jeu minimun, c'est plus la qualité de la vis (C5 ou C3 c'est encore mieux) qui compte ainsi que la présence ou non d'une double noix pour rattraper le jeu.
Ne pas lésiner non plus sur les coupleurs, les modèles en élastomères ne sont pas idéaux, préfère des modèles comme ceux-ci :

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[Davidc74]

Super est ce que les moteurs que tu m’as envoyé existe en arbre traversant pour pouvoir avoir une manivelle quand je suis en tradi ?

 

[FB29]

Pour information, les caractéristiques de la motorisation des avances rapides de la Schaublin 13 (déplacements à vide, hors usinage):

 

[Davidc74]

Pour information, les caractéristiques de la motorisation des avances rapides de la Schaublin 13 (déplacements à vide, hors usinage):

Voir la pièce jointe 853573

Voir la pièce jointe 853574

c’est un peu dur à exploiter comme donner car l avance rapide passe par pas mal de pignon et de renvois avant d arriver à la vis trapézoïdale des z et je vais peut être dire une bêtise mais comment on compare les 0,6cv du moteur au couple d’un moteur nema ou autre en N.m

 

[FB29]

car l avance rapide passe par pas mal de pignon et de renvois avant d arriver à la vis trapézoïdale des z

En fait, non. Regarde le schéma ici, avec la photo en dessous.

Restauration - Schaublin 13 de 1966 de FB29

Un immense merci pour ce magnifique exposé. Je m'apprêtait à essayer de démonter le moteur des avances rapide, fort peu accessible, et ton explication du système m'a fait essayer plus simple: croiser deux phases! Bingo! Je ne sait pas si j'aurais le courage d'une révision pareille. Mais celle...

www.usinages.com

Je remets le schéma pour avoir ça sous la main.

Le moteur des avances rapides entraîne directement l'arbre montant qui est renvoyé vers la vis sans fin par deux pignons de rapport 1/1 puis il entraîne la vis des X via le réducteur à vis sans fin de rapport 2/22 = 1/11 ème. La vis est donc entraînée à la vitesse de 3000 / 11 = 270 t/ mn environ. La vis des Z tourne à la même vitesse via les renvois coniques.

comment on compare les 0,6cv du moteur au couple d’un moteur nema ou autre en N.m

Puissance (en W) = couple (en N.m) x vitesse (rd/s)

Couple = puissance / vitesse

0,6 cv = 736 x 0,6 = 440 W environ
270 t/mn = 270 x 2 x 3,14 / 60 = 28 rd/s environ

Couple sur la vis à Pmax du moteur et en vitesse rapide : 440 / 28 = 16 N.m environ

La difficulté est d'estimer le besoin en usinage. On doit actionner la vis je dirais à 1 tr en 4 secondes au maximum, soit 15 tours minutes soit 20 fois moins vite qu'en rapide.

Avec le moteur de 0,6 CV on aurait donc 20 fois plus de couple sur la vis, ce qui à vue ne nez me semble suffisant.

 

[FB29]

Peut être regarder sur ce qui se fait en systèmes d'avances automatiques à ajouter sur les machines asiatiques pour aider à estimer le besoin ?

Edit : Mais ça ne vaudra que pour le X

 

[FB29]

Le top: tu fixes une barre de 1 m sur la manivelle des Z et tu tires dessus régulièrement avec un peson. Tu en déduis directement le couple

Et avec la vitesse de rotation la puissance utilisée .

Pour le peson tu peux faire avec ce que tu as sous la main. Un ressort, des élastiques, ou un bout de sandow dont tu mesures l'allongement. Ensuite tu soupèses un sac de boulons dont tu ajustes le contenu pour retrouver le même allongement. Il ne reste plus qu'à peser le sac pour connaître la force exercée .

Pour la vitesse, tu fais un tour en 4 secondes, facile à mesurer, une seconde par quadrant . Tu peux refaire l'essai avec 2 secondes par tour, ou d'autres valeurs faciles à compter.

 

[Davidc74]

Avec une clé Dynamo ça fonctionnerait bien

 

[FB29]

Avec une clé Dynamo ça fonctionnerait bien

Oui, mais à condition d'en trouver une avec la bonne plage de réglage. En général les clés sont pour des couples élevés, genre culasse de voiture ou vis de roues de voitures.
Avec un bras de levier de 1 m tu pourras certainement tirer avec le petit doigt, même pour le Z .

Un bras de 50 cm sera d'ailleurs mieux adapté je pense, voire même 25 cm.

 

[Davidc74]

J’ai toute les plages , le problème c’est que je suis pas devant la machine avant décembre , donc la suite en décembre …

 

[Davidc74]

J’ai une autre question concernant ma machine , j’ai installer dessus 3 règle mitutoyo at111 est ce qu on peu s’en servir pour contrôler et corriger les déplacements de la table ( automatiquement je veux dire ?)

 

[Squal112]

J’ai une autre question concernant ma machine , j’ai installer dessus 3 règle mitutoyo at111 est ce qu on peu s’en servir pour contrôler et corriger les déplacements de la table ( automatiquement je veux dire ?)

Pour ça, il faudrait un controlleur CN en boucle fermée (controle d'asservissement sur les 3 axes) avec des entrées pour codeurs et que ces dernières acceptent un signal Sin/Cos (issu des règles) ou passer par un convertisseur Sin/Cos --> TTL
Et en dehors de la (très onéreuse) solution GALIL ou des drives ARGON de chez Granite Software (à condition de renvoyer l'info au contrôleur), en bref rien de simple et encore moins plug & play.

A par utiliser une visu Mitutoyo compatible avec tes règles, je pense que tu n'en feras rien de plus.

 

[Davidc74]

Bonjour j’ai vu ses 4 moteur Rexroth à vendre avec leur servo drive , ils sont facile à câbler avec un contrôleur cn ou il faut quelque chose de spécifique à Rexroth ?

 

[Davidc74]

Des connaisseurs on quelque info pour moi ?

 

[Doctor_itchy]

hello , si c'est du step dir oui c'est utilisable sur a peu pret tout controlleur (meme GRBL ) si c'est du rs485 ça pourrais allez mais pas avec n'importe quelle soft , si c'est du "plc" ou "resolver" , ou autre signal spécifique , non

faut allez voir dans les datasheet au niveau des entrée des drivers

 

[Davidc74]

je change un peu met plan je cherche seulement deux moteurs assez simple a contrôler pour faire une simple avance , il faudrait qu' il puisse tourner de 5tr/min a 500tr/min est ce qu'il faut que je reste sur des moteurs comme m'avais conseiller Squal112 lienou il y a encore plus simple ?

 

[Squal112]

je change un peu met plan je cherche seulement deux moteurs assez simple a contrôler pour faire une simple avance , il faudrait qu' il puisse tourner de 5tr/min a 500tr/min est ce qu'il faut que je reste sur des moteurs comme m'avais conseiller Squal112 lienou il y a encore plus simple ?

Les moteurs du lien sont des servomoteurs, c'est loin d'être de simple moteurs AC ou DC ou l'on fait varier la vitesse avec un potentiomètre...
Ils restent néamoins facile de les piloter simplement avec un/deux petits controleurs Step/Dir.

Quitte à utiliser des servomoteurs très performants, autant utiliser un petit controleur CN pas cher (TC55H) pour les piloter.
Si le but c'est d'avoir un levier/bouton joystick pour faire déplacer la table en X/Y, pas certains que des servo soit le choix le plus simple/pertinent (en terme d'€€).

 

[Davidc74]

Les moteurs du lien sont des servomoteurs, c'est loin d'être de simple moteurs AC ou DC ou l'on fait varier la vitesse avec un potentiomètre...
Ils restent néamoins facile de les piloter simplement avec un/deux petits controleurs Step/Dir.

Quitte à utiliser des servomoteurs très performants, autant utiliser un petit controleur CN pas cher (TC55H) pour les piloter.
Si le but c'est d'avoir un levier/bouton joystick pour faire déplacer la table en X/Y, pas certains que des servo soit le choix le plus simple/pertinent (en terme d'€€).

Tu conseillerais quoi en moteur économique et facile d utilisation ?