Quelle courroie dentée pour mesure déplacement par encodeur

[pit34]

Bonjour à tous,

Je suis en train de fabriquer une butée manuelle numérique pour ma scie à ruban métal. Je cherche à atteindre une précision au 1/10eme de millimètre.
Le déplacement de la butée sera transmis par une courroie crantée à un encodeur rotatif incrémental (résolution 1200) accouplé à une des deux poulies. La deuxième poulie sera libre et permettra de tendre la courroie. L'entraxe des deux poulies sera d'environ 2800 mm, et le déplacement manuel donc à faible vitesse.

Je sollicite votre aide car je ne sais pas comment sélectionner le bon profil de courroie dentée, sont pas, et le nombre de dents des deux poulies. Pour une application à forte puissance il est facile de trouver des informations sur le profil de courroie à utiliser. Mais en précision seule c'est plus compliqué...
Peut-être une 3MGT ou GT2 3mm, avec une poulie de 20 dents environ (diamètre 38mm max pour atteindre 1/10eme de millimètre avec 1200 de résolution d'encodeur) ?
Mais c'est un peu du pif et j'aimerai, aussi pour ma culture générale, savoir comment procéder pour sélectionner profil, pas, et nombre de dent des poulies d'une courroie dentée.

Merci à vous.
Bonne journée.

 

[franck67]

le choix de la taille de la poulie n'apportera rien quant a la precision mais elle aura une influence sur la vitesse de deplacement ( demultiplication )

 

[osiver]

Ce qui m'inquiète dans votre projet, c'est la distance entre poulies. À moins d'interposer des poulies support intermédiaires, vous aurez un brin qui pourra se trouver à supporter son propre poids et s'allonger élastiquement.
Autre chose, vous parlez de précision du 1/10mm, or avec votre encodeur à 1200 inc/t, et 38mm de diamètre de poulie, c'est 1/10mm de résolution. Pour 1/10mm de précision, il faudrait sans doute 3 à 5 fois mieux.

Une suggestion : pourquoi ne pas inverser le principe : la courroie fixe (du coup, moitié moins longue et pas de poulies) posée ou collée sur un profilé, une roue dentée, solidaire de la butée mobile et s'engrenant sur la courroie, entraîne l'encodeur.

 

[pit34]

Pour éviter l'allongement de la courroie dût à son poids je pensais fixer une cornière aluminium au châssis sous chaque brin pour les supporter. Comme la seconde poulie et libre, j'espérai pouvoir tendre suffisement les deux brins.

Mettre l'encodeur et sa poulie sur la butée est une piste que je n'avais pas envisagé. Mis à part lorsqu'elle est à mi chemin et qu'elle supporte le brin haut, je ne comprends pas en quoi ça améliorerait la précision.
Il faudrai plutôt réduit le diamètre de poulies non? A12 ou 15mm par exemple.

Merci pour vos retour en tout cas

 

[jpbbricole]

Bonjour pit34

Le déplacement de la butée sera transmis par une courroie crantée à un encodeur rotatif incrémental (résolution 1200) accouplé à une des deux poulies.

C'est quel modèle d'encodeur, as-tu un lien?

Peut-être une 3MGT ou GT2 3mm, avec une poulie de 20 dents environ (diamètre 38mm max pour atteindre 1/10eme de millimètre avec 1200 de résolution d'encodeur) ?

Peut-être un kit comme celui-ci; Avec une poulie plus petite (12mm) tu augmentera la précision.
Voilà ce j'avais fait pour "évaluer" le principe

Cordialement
jpbbricole

 

[pit34]

Bonjour jpbbricole,

Oui c'est ce système que je compte faire, mais avec l'écran fixe au niveau de l'encodeur pour éviter le chemin de câble jusqu'à la butée.
L'encodeur que j'ai est un E6B2-CWZ6C de chez Omron.
Comme il n'est pas absolu mais incrémental, je ferai une tare lorsque la butée sera contre la lame (j'ai fais ce choix car le prix d'un encodeur absolu 1200inc/tr est beaucoup plus élevé).

Donc pour l'instant il faudrait opter pour une GT2 en 3mm si je vous suis bien.

Comment définit-on le nombre minimum de crant de courroie qui doivent être en contact sur la poulie ?
J'imagine que c'est seulement après avoir défini cette valeur qu'on peut choisir le pas de la courroie non ?

 

[speedjf37]

Bonjour,

Une GT2 avec une poulie 30 dents c'est 30*2mm = 60mm /tour
Une GT2 avec une poulie 20 dents c'est 20*2mm = 40mm /tour
Une GT2 avec une poulie 16dents c'est 16*2mm = 32mm /tour
Une GT2 avec une poulie 12dents c'est 12*2mm = 24mm /tour

valeur du pas (mm)en fonction de la poulie (dent * pas ):
60/1200 = 0.050 (enfin un entier) +- 1pas on est au 1/10mm
40/1200 = 0.0333
32/1200 = 0.0266
24/1200 = 0.02

1200 pt/tr cela peut faire 1200*4 4800 pas/tr en quadrature

Quelque soit le nombre de dents engagées le déplacement de la courroie par tour = pas de la courroie * nb de dent de la poulie

JF

 

[jpbbricole]

Bonjour pit34

L'encodeur que j'ai est un E6B2-CWZ6C de chez Omron.

Donc il a 1200 pas/tours, en le "mesurant" en quadrature comme indiqué par @speedjf37, tu as un "grain" de mesure 4x plus, c'est à dire 4800 pas/tours.

Donc pour l'instant il faudrait opter pour une GT2 en 3mm si je vous suis bien.

Le type de courroie crantée n'a, dans cette application, aucune importance, on utilise ce type de courroie uniquement parce qu'il n'y a pas de glissements et qu'elles ne s'étirent que très peu.
L'essentiel est dans le diamètre de la poulie sur le codeur, comme très bien expliqué par @speedjf37 ici.

mais avec l'écran fixe au niveau de l'encodeur pour éviter le chemin de câble

Sur ce montage, il y a les deux, un fixe LCD et le mobile OLED, le tout connectés par i2C.

Cordialement
jpbbricole

 

[pit34]

Bonjour JF,

Quelque soit le nombre de dents engagées le déplacement de la courroie par tour = pas de la courroie * nb de dent de la poulie

Le type de courroie crantée n'a, dans cette application, aucune importance, on utilise ce type de courroie uniquement parce qu'il n'y a pas de glissements et qu'elles ne s'étirent que très peu.

Je comprends bien la relation entre circonférence de poulie, pas et nombre de dents. Ce que je ne comprends pas c'est comment déterminer le nombre minimum de dents qui doivent être en contact sur la poulie. C'est fonction de la forme des crants et donc du profil de courroie non ?
Je demande ça parce-que sachant que plus la circonférence de la poulie est faible, plus la précision linéaire est élevée, jusqu'à quel point on peut réduire cette circonférence ? Je sais qu'il y a un rayon de courbure minimum pour les courroie, qui est lié à la structure physique des fibres etc. Mais mis à par ce point, il n'y a pas une limite liée à la géométrie des dents ?
Est ce que le jeu inter-dents ne peut pas influencer la précision ?

Pour le fonctionnement en quadrature j'avais complètement oublié. Je viens de vérifier la partie électronique que j'ai conçu à l'automne (l'encodeur relié à un arduino mega et le code de gestion qui va avec) et c'est effectivement c'est effectivement un fonctionnement en quadrature. La résolution est donc de 4800.

 

[speedjf37]

Vu la longueur il faudrait que la courroie soit en un seul brin et posée (en mode crémaillère).

La pénétration des dents de la poulie ne correspond pas à l'enroulement pour lequel est conçu la forme des dents de la courroie.
Il faut un enroulement proche de la moitié du diamètre pour être certain du non glissement.

Je suggère d'utiliser le montage d'entrainement des portiques de CNC avec 2 galets.

https://www.usinages.com/attachments/1531581470545-png.412727/

JF

 

[metalux]

Bonjour
tu peux aussi utiliser deux poulies plates avec un fil acier multibrins (fil de pêche) en faisant une boucle et en enroulant 3 spires a chaque poulies.

c'est très fiable et précis et c'est d'ailleurs ce système qui était (est) employé sur des traceurs A0

 

[pit34]

La pénétration des dents de la poulie ne correspond pas à l'enroulement pour lequel est conçu la forme des dents de la courroie.
Il faut un enroulement proche de la moitié du diamètre pour être certain du non glissement.

https://www.usinages.com/attachments/1531581470545-png.412727/

Je viens de comprendre en te lisant. Le rayon de courbure minimum de la courroie (donné par la doc technique) défini un diamètre de poulie minimum, et donc u nnombre de dent minimum. C'était simple mais j'ai pas percuté.. Merci JF.

Vu la longueur il faudrait que la courroie soit en un seul brin et posée (en mode crémaillère).
...
Je suggère d'utiliser le montage d'entrainement des portiques de CNC avec 2 galets.

https://www.usinages.com/attachments/1531581470545-png.412727/

Je compte réaliser une butée de ce type. Une cage ouverte en bas, reliée à un rail alu type B de 45x45mm par des patins en teflon. C'est relativement simple de mise en œuvre. Cette cage serai reliée à la courroie via une bride crantée située sur la face arrière. Au repos, il n'y a donc aucune force exercée sur la butée.
Si j'utilise le montage à 2 galets que tu suggère JF, lorsque je vais tendre la courroie, la butée sera basculée vers l'arrière. Ca risque de poser problème au niveau friction. Je ne sais pas si ce système de guidage téflon et profilé à rainure est précis et rigide pour la solution à 2 galets.

En gardant l'idée de départ à 2 poulies, si je fais poser chaque brins sur un plat aluminium aligné avec la périphérie des 2 poulies, ça ne permettrai pas de résoudre le problème de l'élongation due à la distance importante entre les deux poulies ? Ca se rapproche du système de courroie crémaillère non ?

Bonjour
tu peux aussi utiliser deux poulies plates avec un fil acier multibrins (fil de pêche) en faisant une boucle et en enroulant 3 spires a chaque poulies.
c'est très fiable et précis et c'est d'ailleurs ce système qui était (est) employé sur des traceurs A0

Cette solution par contre pourrai couvenir. Je vais faire quelques recherches.