calcul, moteur, axe ?

[ptilou_007]

Bonjour á tous,


Comment détermine t'on la puissance d'un moteur pour un axe de CNC

( Par le jeux de la démultiplication de la transmission ?)
Ne me demandai pas se que je veux faire, mais je cherche une explication théorique !

Merci

Ptilou

 

[stanloc]

La puissance c'est le produit de la vitesse et du couple. Donc connaissant ces deux grandeurs avec les bonnes unités on les multiplie et on obtient la puissance.
Stan

 

[myf]

Bonjour,

J'utilise 2 conversions pour étudier la puissance électrique et la puissance mécanique d'un moteur pas-à-pas.
Je déroule ici mon raisonnement, il y a certainement plus clair.

La conversion la plus simple est celle de la puissance électrique P maximale : le produit P == U * I.
P se mesure en Watt -- U est la tension d'alimentation en Volt -- I l'intensité consommée par le moteur en Ampère.
Le rendement d'un moteur est toujours inférieur à 1 :
la puissance mécanique fournie est toujours inférieure à la puissance électrique consommée, de 60% à 95% selon les moteurs.

La deuxième conversion est celle qu'il y a entre le couple du moteur et l'accélération des chariots, grace à la vis à bille.
La formule de base est 2 * pi * C == F * pas. Cette égalité traduit la transformation de d'énergie de rotation du moteur au mouvement des chariots.

C est le couple en N.m, l'unité du produit Newton * Mètre. De 2 à 4 N.m pour un moteur nema23.
F est la force exercée par la vis à bille sur le chariot, mesurée en Newton.
pas est l'avancement effectué par le chariot en un tour de la vis à bille, par exemple pas == 5mm == 0.005m, à prendre en m.

La formule 2 * pi * C donne l'énergie (c'est-à-dire le travail, en Joules) que ce couple donne pour un tour.
On peut imaginer un bras de levier de 1m de long avec cette force C au bout du bras.
Le moteur fournit ce travail (mesuré en W) en 1 tour car un levier de 1m de long parcourt la distance 2*pi en 1 tour.

On multiplie ce travail par tour par le nombre de tours faits.
Ensuite la puissance est le travail (ou l'énergie nécessaire) divisé par le temps en seconde.

Pour les chariots X et Y cette force F sert à trois choses :

1/ Vaincre l'inertie du chariot, et l'accélérer ou le ralentir
2/ Faire avancer la fraise dans la matière pour qu'elle coupe, plus savant que moi donneront la valeur, peut-être 100 N
3/ Vaincre aussi tous les frottements et les résonnances car la mécanique idéale n'existe pas. Je vais dire un peu au hasard 10% à 20% des 2 précédents.

Les accélérations sur les chariots X et Y à l'horizontal des CNC sont en général assez faibles :
en très gros autour de 0.2 m/s^2 == 200mm/s^2, cela peut aller de 10 fois moins à 3 fois plus...
Une telle accélération permet d'arriver à 6 m/min == 10 cm/s (rapidement) en 0.25 s
La masse se compte en dizaines de kg, par exemple 30kg.

Le petit pas (pas == 0.005m == 5mm) des vis à billes fait que le couple moteur utilisé n'est pas très fort.
Par ces calculs un couple de 1 N.m semble suffisant.
Attention le couple de pas mal de moteurs nema23 pas a pas est divisé par 2 à 1200 rpm = 20 t/s = 10 cm/s si la vis a bille a un pas de 5mm.
Les moteurs plus gros perdent leur couple maximal à des vitesses encore plus faibles.

Pour l'axe Z le couple doit être au moins aussi fort car cet axe Z doit combattre en plus la pesanteur et pouvoir remonter.
La force du poids est g * M ou g == 10 m/s^2 : 100 N pour un axe coulissant Z de 10 kg.

Par exemple un moteur appliquant un couple de 1 N.m à 10 t/s consomme 10 (tour / s) * 2*pi * 1 (N.m de couple) = 63 W d'énergie mécanique.
Il a besoin de 65W ou 75W électrique. Si le moteur est prévu pour 3 A, une tension de 20 V ne suffit pas !
J'ignore dans ce cas quelle est dans ce cas la tension raisonnable.
L'alimentation électrique se fait pas par pas en courant alternatif, ceci impose des tensions de pointe plus élevées que la simple division 75 / 3 = 25 V.

F. qui espère ne pas avoir dit de bétises... des plus savants corrigeront et complèteront.

 

[ptilou_007]

Bonjour á tous,

J'ai un moteur de 400 W, 230 v 2A, avec un rapport de 26/1,5, ce dernier fait tourner une charge de 20 Kg, çà vitesse max de la charge est de 1200 Trs/mn.

Comment calculer l'inertie ?

Comment calculer le couple du moteur ?
( quels caractéristiques ou mesure manque t'il )

Merci

Ptilou