moteur pas à pas de puissance

[nektarfl]

Déjà, est-ce que ça existe (première question pour commencer) ?

J'ai dans l'idée un projet un petit peu lointain de réaliser une machine d'enroulement de ressorts pour des fils un peu gros. Cette machine ressemblerait à un tour.

1) le mandrin serait entraîné par un moteur pas à pas (il faut savoir qu'un moteur de 1,1kW (à 750t/min) avec une démultiplication de 1:5 et un variateur de vitesse qui réduit encore la vitesse de moitié, permet d'enrouler un fil d'acier ressort de Ø5,5mm). Mon idée est d'enrouler un fil de 10mm environ. la vitesse de rotation n'est pas un critère, mais je pense que 25 à 30 tours par minute serait une vitesse de rotation très correcte.

Je pense utiliser un réducteur roue et vis sans fin afin que l'effort de l'enroulement du ressort ne pousse pas sur le moteur pas à pas au repos.

Il me faut un deuxième moteur pas à pas pour gérer la position du fil sur l'axe d'enroulement et permettre de créer le pas du ressort (et les rapprochés) les efforts sur ce deuxième moteur seraient, à mon avis bien moindre.

Le mécanisme pourrait aussi posséder un dispositif d'avance/tenue du fil automatique et d'une coupe automatique (option à prévoir au départ)


Le fonctionnement est ensuite très simple:
1) manuellement ou par l'option correspondante, le fil est emmené sur le cran de maintient du fil autour de l'axe d'enroulement.

2) Le mandrin d'enroulement se met à enrouler le fil et en même temps, le moteur de pas avance de la valeur de 1 diamètre de fil pour 1 tour d'enroulement. pour 1,5 tour environ

3) Le mandrin continue de tourner, mais l'avance du fil devient plus importante pour commencer à créer le pas du ressort, mais cette étape doit durer 1 tour + la valeur correspondant au détord du ressort (différence entre le diamètre sur lequel on enroule et le diamètre obtenu à l'issue de l'enroulement à l'état libre final du ressort)

4) Le mandrin continue de tourner en même temps que le moteur de pas durant le nombre de spires de pas à réaliser

5) Le mandrin continue de tourner, mais l'avance du pas diminue pour commencer le rapproché du ressort

6) Le mandrin continue de tourner, mais l'avance est stoppée pour effectuer un rapproché correct

7) Le mandrin est stoppé, puis son sens de rotation est inversé pour libérer le ressort (nombre de tour nécessaire en fonction de chaque ressort)

8) Coupe manuelle ou automatique suivant l'option désirée

Tout un programme, mais le premier point auquel je n'ai pas encore trouvé de réponse, c'est : est-ce qu'un moteur pas à pas peut se permettre d'avoir autant de puissance, ou est-ce qu'il faut passer par un autre moyen?

merci d'avance.

 

[ordinerf]

je ne vais pas t'être d'une grande aide mais j'ai vu sur Youtube et sur ce forum des machines pour faire des ressorts, tout était automatisé et les ressorts étaient débités rapidement.
le principe est était assez simple, c'est un fil poussé qui sort en tournant et qui vient buter sur butoir et ainsi ça tord le fil et crée le ressort, puis a la fin il est coupé.

 

[MaX-MoD]

1KW?
à mon avis un servo et son contrôleur te reviendront bien moins cher:
1KW, c'est la puissance d'un pas à pas qui sort 10Nm à 960trs/min (170€ chez stappenmotor; 200€ la carte de commande)
Il faut aussi une bonne marge de couple pour pas perdre de pas, j'imagine que l'effort de pliage varie pas mal entre les différentes phases de l'enroulage?


Pour le contrôleur, EMC/MACH, avec un peu de bidouille c'est possible de les utiliser et surtout de faire le code facilement à la main.
Sinon y'a le contrôleur autonome présenté ici...

 

[nektarfl]

je ne vais pas t'être d'une grande aide mais j'ai vu sur Youtube et sur ce forum des machines pour faire des ressorts, tout était automatisé et les ressorts étaient débités rapidement.
le principe est était assez simple, c'est un fil poussé qui sort en tournant et qui vient buter sur butoir et ainsi ça tord le fil et crée le ressort, puis a la fin il est coupé.

Je connais également cette méthode, elle est plus employée pour les séries car le nombre de pièces à mettre en oeuvre et à changer sur la machine est assez grand. Dans le cas de production en très petites quantités (1 ressort par série) le plus simple, et qui nécessite le moins d'outillage (un cran qui permet de tenir le fil pendant l'enroulement par diamètre de fil, une cheminée de guidage par famille de diamètres de fil et un mandrin du bon diamètre suffisent) et le moins de réglage également.

Pour les machines, on peut arriver à trouver d'occasion des machines, là n'est pas le problème, mais c'est plus pour ma culture personnelle que j'avais envie de me lancer dans cette création.

1KW?
à mon avis un servo et son contrôleur te reviendront bien moins cher:
1KW, c'est la puissance d'un pas à pas qui sort 10Nm à 960trs/min (170€ chez stappenmotor; 200€ la carte de commande)
Il faut aussi une bonne marge de couple pour pas perdre de pas, j'imagine que l'effort de pliage varie pas mal entre les différentes phases de l'enroulage?


Pour le contrôleur, EMC/MACH, avec un peu de bidouille c'est possible de les utiliser et surtout de faire le code facilement à la main.
Sinon y'a le contrôleur autonome présenté ici...

Un servo et son controleur? en quoi ça consiste, et comment ça marche (attention, autant je suis nul en électronique, autant, si je connais les codes à écrire, je peux créer l'algorithme puis le programme nécessaire à mon application.)
Il va falloir que je me penche sur tous ces sujets. merci

 

[armaris]

Déjà, un faisant le rapport entre une section de Ø5.5 et Ø10 mm, il te faut 3.3x plus de couple pour tordre ta barre.

Donc démultiplier dans un rapport supplémentaire de 3.3x minimum (sans perte) pour le même moteur.

Après, je suis MaX-MoD, un vieux PC, EMC2 et un programme simple de CNC.
C'est le même principe qu'un filetage avec un pas variable au début et à la fin .

Pour le moteur, Pas à Pas ou Servo, avec un codeur pour asservir le retour position.

Un peu osé mais tu pourrais utiliser un moteur tri + codeur et un variateur de fréquence piloté en 0-10V vu qu'il y a une grand démultiplication.

 

[MaX-MoD]

Les servomoteur, y'en a de tous les types, DC AC BLDC etc. mais le plus simple sont les servos DC.
Avec une carte de commande simple (Gecko, YAPSC etc.), on peut les piloter directement avec MACH ou EMC.
L'interface consiste en 2 lignes digitales: DIR, qui détermine la direction de rotation, et STEP, qui fait tourner le servo d'un pas par impulsion.

Certains servos AC+contrôleurs qui vont bien se trouvent de temps en temps sur ebay... mais plus cher.


Un servo DC de 1KW en occas sur ebay, tu peux le trouver à <100€. Mais il faut avoir la patience.
Une carte de commande, ~50€ (YAPSC), pareil, faut avoir le temps et la patience de la monter.
Si c'est à but pro, tu ferais mieux de prendre un énorme pas à pas et le contrôleur adapté : en 10minutes, ça tourne.

Sinon plus compliqué comme solution, utiliser le module "tournage" de EMC ou MACH, mais cette fois-ci en utilisant un moteur 2 (ou 3) phases AC pour entrainer l'axe d'enroulement, avec un pas à pas pour faire le pas du ressort.
EDIT: grillé par amaris

 

[nektarfl]

C'est bien sûr à but pro, donc, je prendrais du matériel neuf avec garantie.

En fait, pour l'instant, je débroussaille le sujet pour que, quand j'aurais un creu de commandes, je sois prêt à commencer à créer mon appareil. (de la même manière, je prendrais un mandrin suffisamment grand pour pouvoir serrer des axes d'enroulement de 100mm maxi.

Le couple maximal lors de l'enroulement, il se situe au départ car par la suite, plus il y a de spires d'enroulées, moins grand est le couple de cambrage.

Il va de soi que j'utiliserais une vis à bille pour le déplacement du chariot longitudinal, et que ma glissière sera rectifiée (j'ai la chance d'avoir la course suffisante sur ma rectif plane)

Je me demande également si je n'aurais pas intérêt à faire ce genre de pièce en modèle réduit avant (pour enrouler de manière automatique des fils de plus petit diamètres par exemple) et pour me permettre de mieux appréhender la liaison entre l'informatique et les moteurs.

Que d'idées dans ma tête, et pas forcément tous les éléments de réponse pour les créer.

PS: j'espérais bien quand même que Max Mod réponde à mon sujet (je ne sais pas vraiment pourquoi en fait

 

[fred250]

j'avais trouvé un vendeur sur ebay qui vend des pas a pas 20nm avec contrôleur et des servo plus contrôleur a des prix très intéressants au premier abord pour du neuf , après faudrait voir ce que ça a dans le ventre
Au niveau de la garantie c'est peut être pas vraiment ce que tu recherche
d'ailleurs en ce moment il n'a plus de pas a pas

 

[gompaa]

-

 

[nektarfl]

Sans aller très loin, c'est ici sur le forum et y'a pas mieux :

C'est très puissant, ça se commande on ne peut plus simplement, et c'est disponible en quatre exemplaires. C'est pas beautifull ça ?

Le lien :
#

Au vu de la taille, je ne suis pas certain que ça soit suffisamment puissant pour mon utilisation, en effet, enrouler un fil de Ø5,5mm, ça nécessite un moteur de 1,1kW qui est tout de même très puissant, or, enrouler un fil 2 fois plus gros nécessite presque 8 fois plus de puissance, ou 8 fois plus de réduction de vitesse.
Quelque soit le prix, je ne veux pas dépenser d'argent inutilement, mais ça ne me gène pas de dépenser l'argent nécessaire pour aboutir au résultat.

 

[gompaa]

-

 

[nektarfl]

Pour te donner un ordre d'idée des efforts à compenser, il faut exercer une pression de 60kg (son poids avec une réserve pour ne pas tourner autour de l'axe) à 1 mètre avec un bras de levier de rapport 1 à 10 pour enrouler un fil de Ø 10mm d'acier ressort.

Quand je vois que le moteur (à 750T au départ) de 1,1 KW avec une réduction de 1/5 souffre pour enrouler du Ø5,5 et que ce moteur a un diamètre de 300mm, j'imagine que les efforts sont très importants.

 

[romteb]

En drivers servos "haute puissance" abordables tu as les Rutex ou les Vipers, mais je ne sais pas si tu pourras en tirer assez de puissance.

Si vraiment ton budget est solide, tu peux trouver ce qu'il te faut en industriel, un pti couple driver servo de 75KW de chez parker t'enroulerai ca en toute decontraction

 

[MaX-MoD]

600 ou 6000Nm???
tu veux dire qu'il y a une réduction d'un facteur 10 entre la barre que tu actionnes et l'axe de l'enrouleuse?

Faut des pignons de malade pour tenir ce couple
Quant au moteur, avec 1KW ça va être TRES lent!!!

Pas impossible, mais prévoir du gros, du lourd, du massif..

 

[vres]

1.1 Kw a 750tr/min c'est 9.5Nm donc environ 47.5Nm après réduction.
Ça correspond pas au 60kg sur 1m qui font 600 Nm

 

[nektarfl]

1.1 Kw a 750tr/min c'est 9.5Nm donc environ 47.5Nm après réduction.
Ça correspond pas au 60kg sur 1m qui font 600 Nm

disons que je désire un matériel qui ne sera pas juste pour l'application, de plus, en fonction du diamètre de l'axe sur lequel je vais enrouler le fil, l'effort ne sera pas le même (il sera d'autant plus fort que l'axe d'enroulement sera plus petit, or, on trouve régulièrement des fous qui demandent à enrouler un fil de Ø10mm sur un axe de Ø30, autant dire que là, c'est très chaud!

Après calcul du couple d'un ressort de torsion pour de faibles cambrages (fil de Ø10 enroulé sur un axe de Ø30), disons qu'il me faut au minimum, pour ne pas caler, 200Nm de puissance sur le mandrin d'enroulement (pour arriver dans la plage de déformation du métal (ce qui, avec un facteur de sécurité de 3 donne 600Nm) car si je fais un appareil qui est juste dans ces conditions, et que je doive fabriquer un ressort possédant plusieurs spires, je risque de casser très rapidement.

 

[JKL]

Le peu que j'ai entrevu de la fabrication des ressorts avec mes moyens simples, me fait te poser une question, Nektarfl. Ne faut-il pas ajouter au couple nécessaire pour plier le "fil" un couple pour "tirer le fil" ??? ou cela ne fait-il qu'un ??? En effet d'après mes essais il faut que l'arrivée du fil soit freinée énergiquement pour qu'il s'enroule intimement sur le mandrin. Perso je coince le fil entre deux machoires en téflon qui servent du même coup de guide fil.
J'ai dans mes affaires des boîtes de ressorts standards ( Herckelbout-Dawson ) ainsi que la documentation de Spec du groupe Barnes et d'après cela il y a des normes qui associent diamètre de fil et diamètre d'enroulement de façon stricte semble t'il ????? Tu as des clients qui te demandent donc "n'importe" quoi ??????
Pour ton application je choisirais un servomoteur associé à un codeur et un ampli acceptant des ordres en DIR et CLOCK. Toutefois j'ai par le passé avec succès fait une bobineuse avec des moteurs pas à pas mais il s'agissait de bobiner de la fibre optique .

 

[roboba]

Bonjour

il faudrais pas chauffer le fil avant de le former pour eviter qui reviens ?
en mettant un compte tour sur le mandrin d'un gros tour ( enfin un peu plus gros que celui que tu as ), en fesant un outil adapter pour guider le fil sur le trainard et faire tourner tous ca dans la plus petit vitesse ..

 

[nektarfl]

Si on chauffe un fil d'acier ressort pour le travailler, il faut obligatoirement le donner à tremper ensuite, donc, des étapes supplémentaires, sans compter les risques de déformation.

Certains enroulent de l'acier ressort jusqu'au diamètre 17 à froid.