Contrôle moteur pas à pas

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Je suis étudiant alternant dans une entreprise où j'ai pour mission de construire une machine permettant de remplir des tubes à essais avec 9 ml d'une solution salée. C'est donc une machine qui va se déplacer automatiquement sur des axes x et y. La buse de remplissage sera donc sur fixé afin de pouvoir se déplacer sur ses axes. Elle doit se déplacer afin de se placer au dessus de chaque tube et de verser la quantité voulu. Pour le fonctionnement j'ai décidé de prendre 2 ou 3 moteurs pas à pas. 1 pour l'axe x et 1 pour l'axe y si je mets une tige de transmission ou 2 si je ne mets pas de tige de transmission. Je vais aussi avoir une interface homme/machine. Au niveau des cartes et de l'électronique je ne sais pas trop sur quoi partir, il me faudrait une carte arduino et des cartes moteurs mais je ne sais pas trop si cela "suffit" j'aimerais avoir de l'aide car sur internet nous trouvons beaucoup de chose "bidouillé" cependant sachant que je me trouve dans une entreprise le bidouillage n'est pas accepté. Pouvez-vous m'aider s'il vous plaît. Voici le visuel de mon projet.

 

[Marc PELTIER]

Il faudrait nous préciser les courses nécessaires, en fonction de la taille (que je suppose normalisée) du plus grand porte-éprouvettes utilisé.

Cependant, on voit déjà que la structure est proche de celle d'une imprimante 3D cartésienne, en plus simple : il n'est pas nécessaire de gérer un axe Z.

Je pense donc que le plus facile est de partir d'un kit d'imprimante 3D, avec l'électronique associée et le panneau LCD (voire l'interface web) qui va avec. Il y a l'embarras du choix...

 

[osiver]

il n'est pas nécessaire de gérer un axe Z.

Même pas en course courte ?
Est-ce que la buse ne doit pas entrer au moins de quelques mm dans chaque tube à remplir ?

 

[HERAS Melvin]

Bonjour tout d'abord merci pour ta réponse. Pour ce qui est des dimensions voici les tailles des portoirs en effet nous mettrons 3 portoirs de 300 tubes ou 6 de 90 tubes selon le site. Pour ce qui est des vitesses cela ne doit pas forcément aller très vite, maximum 4 secondes par tubes. De plus je souhaitais acheter des kits d'imprimantes 3D comme tu le dis cependant je suis obligé d'aller sur une liste de site comme farnell, radiospare, sparkfun, mouser etc.. ceux sont des sites "officiels" accepté par l'entreprise :/

 

[HERAS Melvin]

Non la buse ne doit pas rentrer dans les tubes aucun déplacement sur l'axe Z

 

[gaston48]

Bonjour,
Il faudrait que tu essayes de bosser avec
http://www.motedis.fr/shop/create_account.php pour la structure
et https://www.soprolec.com/shop/fr/ pour la motorisation et cn.

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Merci beaucoup je vais regarder ça de suite

 

[Marc PELTIER]

Au vu des dessins cotés, c'est beaucoup plus grand qu'une imprimante 3D classique...

Néanmoins, les électroniques et interfaces du monde des imprimantes 3D peuvent sûrement être utilisés. C'est sans doute le plus économique, si l'économie est un critère.

Sinon, on peut construire de toute pièce une solution autour du logiciel universel et ouvert MachineKit, ou son ainé LinuxCNC.

Il me semble que l'industrie fournit déjà des solutions abouties pour ce problème. J'ai déjà vu en vidéo des appareils multi-pipettes remplir des dizaines de tubes à essais en parallèle, d'un coup...

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Merci pour ta réponse, le budget est assez large, il faut néanmoins faire quelque chose qui fonctionne tout en étant solide et avec un prix bien inférieur à se qu'on trouve sur le marché. Peut tu me parlais un peu plus de Machinekit car je ne connais pas du tout donc je ne vois pas ce que tu veux dire.

 

[gaston48]

Tes parcours seront figés, comme les cycles d'un robots d'assemblage par exemple, ou souvent
reprogrammés ? Il s'agit de savoir avec quel interface tu veux dialoguer avec la machine.
Sur ce forum, qui concerne l'usinage, la description des parcours emprunte habituellement un langage gcode .
Ce n'est pas forcement adapté au futur technicien qui exploitera la machine. Il y a d'autres solutions
peut être mieux adaptées comme celle-ci:
https://www.soprolec.com/shop/fr/lo...-automatisation-programmable-licence-pro.html

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Bah en faite, les tubes seront positionnés dans des portoirs, je pensais donc dans mon programme identifier la position de chaque tubes avec la position du premier, celle du dernier, le nombre de tube et le portoir utilisé ( car il y a différent type de portoirs ) comme ça le technicien aura juste à sélectionner le type de portoirs, le nombre de portoirs et grâce au programme la buse fera sont petit bout de chemin, sachant que les portoirs sont différents selon les labos et que si cette machine fonctionne, elle sera exporter dans tous les labos ( internationale ) et que les portoirs diffères, il est possible que certain informaticien ou autre intervienne dans le code pour l'adapter à leurs machine. C'est pour cela que je souhaitais tout programmer avec un langage assez simple tels que le arduino par exemple. Est-ce trop utopiste ?

 

[gaston48]

Non ça n'est pas utopiste, mais quand tu évoques arduino, c'est du hard.
Donc tu vois un interface final minimaliste, un écran tactile avec des choix restreints ou un petit
alpha numérique avec quelques boutons et sous menus ?

 

[HERAS Melvin]

Pour l'interface effectivement se sera un choix très minimaliste comme je te l'ai il aura quelque question de type, type de tubes, types de portoirs, nb de portoirs etc.. et ensuite le programme se lancera, se sera sur écran tactile ou un petit pavé peu importe, actuellement sur la machine cela se trouve sur un pavé numérique et un petit afficheur et cela va très bien. Sachant que je suis dans la première machine réalisé en "Bureau d'études" cela suffit amplement, nous partirons sur des choses un peu plus compliqué si le système fonctionne et que les exigences augmente cependant actuellement nous voulons quelque chose de simple, efficace, solide et moins chère que sur le marché

 

[gaston48]

Comme tu es en environnement industriel, tu peux peut être songer à Controllino
pour faire moins bidouille (CE)
http://controllino.biz/
Je cite toujours soprolec, mais ils travaillent aussi beaucoup avec l'industrie, c'est un interlocuteur pro.
Donc drives, alim et moteurs de chez eux.
restent 2 capteurs pour initialiser les axes à la mise en route.

 

[HERAS Melvin]

Je regarde ça toute suite car je t'avoue ne pas connaître, je sors d'un DUT GEII donc j'ai des connaissances mais plus théoriques que très pratique, c'est mon premier gros projets seul donc je ne sais pas trop par où commencer ^^ En ce qui concerne soprolec faut que je vois avec mon entreprise car celle-ci est très difficile sur les sites sur lesquelles j'ai le droit de faire mes achats. Et oui effectivement j'avais déjà penser au capteurs, je peux utiliser mes capteurs de fin de course télémécanique pour initialiser les axes à la mise en route ?

 

[gaston48]

naturland l'utilise ici:
(c'est donc un automate programmable compatible avec Arduino)
https://www.usinages.com/threads/retrofit-cintreuse-de-tube-blm-40-d.102975/page-2#post-1200244

 

[Charly 57]

Bonjour

As tu d'autres contraintes pour ta machine ?
Poussières, pollution de la solution salée, précision du remplissage, cadence minimale, bruit , etc ....
Combien de temps peut elle être arrêtée pour maintenance par jour, par semaine, par an ?
(l'atmosphère d'eau salée est un peu corrosive !! )
Y a t il une relation avec la machine suivante ou aussi avec la machine précédente ?
Doit elle démarrer seule le remplissage ou alors c'est le technicien qui appuie à chaque fois sur un bouton ?

Pour différentier les paniers, il y a plein de moyen: codes barres, barrière IR avec caractéristique différente pour chaque type de panier, reconnaissance photo automatique, pesage du panier, etc ....

Avant de te lancer dans le détail de la réalisation, met sur un schéma en papier les fonctions attendues.
Ensuite seulement tu pourras passer aux détails ....
Si tu fais l'inverse, tu vas te perdre et avoir un truc qui ne correspondra pas au besoin de ta boite.

Enfin, c'est toi qui bosses ...

 

[HERAS Melvin]

Merci @gaston48 je vais regarder et je reviens vers toi si j'ai des problèmes en tout cas merci beaucoup pour ton aide.
Salut @Charly 57 , effectivement tu as raison il faut tout mettre à plat avant de chercher comment s'y prendre mais j'ai déjà fais un cachier des charges avec les fonctions, sachant que l'entreprise me laisse un peu libre sur le projet je t'avoue qu'il n'est pas remplie, en gros la machine doit remplir des tubes à essais automatiquement ( donc pas d'appuye sur les boutons à chaque fois mais à chaque cycle ), ces tubes doivent être remplie de 9ml d'une solution salé avec une precision de 1% ( cependant la précision est géré par la pompe je pense, pompe péristaltique déjà existante donc pas de problème à ce niveau ) et elle doit pouvoir remplir plusieurs types de tubes donc avec des diamètres différents, des hauteurs différents etc.. pour ce qui est de la vitesse elle doit être <=3,5 s/tube ce qui n'est pas très rapide donc cela devrait aller. Nous sommes dans un labo donc la machine doit être propre mais pour cela la seule contrainte est la matière de certain partie donc pas de grand problème. Pour la maintenance elle ne doit pas rester longtemps c'est pour cela que je cherche à faire un truc assez simple. Pour ce qui est de la pollution j'ai intégré un bac de rétention donc si il y a un problème, la solution tombera dedans sans problème. Pour la relation entre l'ancienne est la nouvelle, tout simplement actuellement nous avons cette machine : Cependant le fabricant a décidé d'arrêter la production, c'est pour cela que j'ai la mission d'en réaliser une, je n'ai pas décidé de faire un copier coller mais d'essayer de l'améliorer un peu, notamment par la capacité d'accueil de tube ou encore par la simplicité du système, car le système de la machine existante est vieux donc pas simple à comprendre. voici sur quoi je souhaite partir
C'est quelque chose de simple. J'espère t'avoir bien éclairé

 

[Charly 57]

Re

Toutes les questions que je pose ne sont pas pour me faire plaisir, c'est pour tester la complétude de ton cahier des charges et à la fin, la qualité de ton travail.
C'est un super sujet, et c'est pour çà que je suis intéressé à t'aider.

Comment ta machine détecte le format et le nombre de tubes à remplir ?
Comment fait elle pour piloter la pompe péri-statique ?
ta machine Doit elle vérifier que la pompe est sans bulle dans le tuyau ?
ta machine Doit elle vérifier la réserve d'eau salée suffisante avant de débuter le remplissage (attention au format et au nombre de tubes à remplir ) ?
Comment est amené le panier de tubes à remplir ?
Sur quels critères la machine débutera t elle toute seule le remplissage ?
Comment est évacué le panier de tubes remplis ?
Si coupure de courant en cours d'opération, comment faire pour ne pas mettre deux charges dans un tube et ne pas oublier de remplir tous les tubes ?
Que fait ta machine si de l'eau salée arrive dans le bac de rétention ?
Comment ta machine détecte l'eau dans le bac de rétention ?

etc ... etc ...

 

[Loulou31]

Bonjour

Cependant le fabricant a décidé d'arrêter la production, c'est pour cela que j'ai la mission d'en réaliser une, je n'ai pas décidé de faire un copier coller mais d'essayer de l'améliorer un peu,

Il ne suffit pas d'avoir une machine en main pour pouvoir la copier. Il y a tout un dossier "de fabrication" à avoir pour la refaire à l'identique. Sans ce dossier précieux il faut faire du "retro enginnering" qui est un technique mettant en oeuvre beaucoup de moyens et de competences...Il faut avoir la nomenclature des composants, les plans des elements mécaniques des elements spécifiques, les logiciels à implanter dans les compsants électronqiues.....sans compter le savoir faire pour assembler et faire fonctionner tout ça.

Il est peut être plus simple de refaire une machine depuis "zero" en s'inspirant de l'existant. C'est ce que tu veux faire ?


Jean-Louis

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Alors @Charly 57 , je sais bien que tes questions ne sont pas là pour te faire plaisir, je vais essayer de t'expliquer au mieux le fonctionnement de la machine. Donc dans ma tête je le voyais comme ça, les techniciens vont prendre des tubes et les mettre dans des portoirs (selon les labos les portoirs et le tubes ne seront pas forcément les même). Ensuite ils disposeront les portoirs sur le socle de la machine d'une façon qui sera défini par un cadre pour que les portoirs soient toujours à la même place, une fois les portoirs que les portoirs sont placés. Le technicien vérifie lui même le niveau du bidon, il fait la calibrage de la pompe (il enlève la bulle d'aire en faisant une première coulé de solution dans un bac) ensuite il place la buse sur son support, va à l'interface homme machine, répond à quelques questions qui permettrons à la machine de choisir le programme adéquat (un peu comme un switch en langage C, c'est-à-dire nous demandons par exemple le type de portoirs, le nombre de tube, le type de tube etc.. et en fonction des réponses le bon programme sera lancer après l'appuie sur un bouton départ de cycle) une fois tous les tubes remplient, la buse revient à sa position initial et le technicien vient enlever les racks et s'occupe de les stocker etc.. (procédure labo). En cas de problème je souhaite installer un bouton d'arrêt d'urgence et des capteurs de fin de couse. Enfin le bac de rétention sert seulement en cas de gros problème où il peut y avoir des grosses coulées à côté cela évitera de tout mettre par terre. Par contre pour la gestion de la pompe péristaltique je ne sais pas trop si je peux la gérer via l'arduino ou si je vais simplement devoir mettre une tempo à chaque arrêt de moteur, cette tempo correspondrait au temps de coulage. J'avoue je ne sais pas encore comment trop faire. J'espère que le système est assez clair pour toi, pour tout ce qui est coupe de courant etc.. je pense que le plus simple sera de faire recommencer tout le cycle cependant le technicien pourra prendre les portoirs déjà remplient. Voilà j'espère que cela est clair et complet. Si tu as la moindre question n'hésite pas.
@Loulou31 effectivement j'ai regardé beaucoup trop compliqué de faire un copier/coller surtout d'une machine vieille de 30 ans ^^ de plus juridiquement je ne pense pas que cela soit simple non plus. Comme je l'ai dis un peu plus haut, je fais la même machine mais à ma façon, donc je pars bien de zéro.

 

[chris.maximilien]

Salut,

C'est un super projet. En plus je trouve que tu as pas mal avancé, tu as les plans et tu sais ce que tu veux que ta machine fasse.

Je ne pense pas que tu ais besoin de te prendre la tête, à ta place je ferai déjà la structure en mode imprimante 3D et moteur pas à pas. Je pense que tu peux tout trouver sur le site Sparkfun sans problème.

Après je mettrai une carte arduino, un écran, des boutons poussoir et je ferai des test. En plus c'est évolutif, donc pas de nécessité absolu de faire un cahier des charges de ouf...

 

[gaston48]

sur le site Sparkfun sans problème.

A mon avis, il ne pourra pas, il lui faut des fournisseurs qui travaillent avec l'industrie, à cause d'impératifs
de facturation, d'homologation dans des marchés publics... Un peu comme si tu travaillais dans une EPST: CNRS etc ...

 

[Charly 57]

@HERAS Melvin
Ok, si tu as fait valider tout ce que tu as écrit par ton commanditaire, c'est que ton projet est en bonne voie.
Comme dit Gaston48, demande à ta hiérarchie si il y a des contraintes au niveau des fournisseurs. Aprés ça va rouler ....

 

[chris.maximilien]

En fait dans son deuxième commentaire il précise qu'il peut acheter chez Sparkfun, c'est pour ça que j'en parlais, mais ça peut aussi être sur un autre site...

 

[gaston48]

il précise qu'il peut acheter chez Sparkfun,

Oups , tu as raison, j'avais seulement capté radiospares, mouser ...

 

[chris.maximilien]

Ils sont bien ces sites, je connaissais pas!

 

[HERAS Melvin]

Bonjour merci à tous pour vos réponses. Tout d'abord j'ai fais vendredi une structure en profilé bosch, c'est la base de ma machine et celle-ci est faite à présent mon entreprise me demande de me concentrer sur l'électronique, la partie la plus compliqué pour eux, je travail dans un laboratoire donc personne sauf moi n'a de connaissance dans la partie élec, je me renseigne donc sur les cartes arduino, comment contrôler les moteurs pas à pas, comment les choisir, comment mettre en place les fins de course etc.. ensuite je ferais une commande et je pourrais commencer les tests.
@chris.maximilien merci pour ta réponse, effectivement il faudrait passer au test c'est pour cela que je regarde un peu comment choisir son pas à pas etc..
@Charly 57 effectivement tout ce que je t'ai dis a été validé.
Pour ce qui est des fournisseurs pour l'instant je suis assuré de pouvoir commander sur rs, sparkfun, mouser, farnell et reynolds electronics.

 

[chris.maximilien]

Pour ce que tu as à faire, je pense que des Nema 17 devraient suffirent, mais pour être bien avec un projet pro je prendrais des Nema 23.

Pour les driver, Je pense que tu n'as pas vraiment de choses spéciales à prévoir si ce n'est la puissance. Les capteurs se branchent sur la carte arduino, mais je pense que tu sais déjà tout ça.

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Je sors du DUT GEII, j'ai donc des connaissances théoriques, en pratique j'ai du mal pour ce projet car j'ai fais des tp ou des petits projets mais un gros projet où je commande les produits, je suis choisis le matériel c'est un peu plus compliqué ^^ Sachant que j'ai fais une fois de l'arduino, je pense que je vais devoir regarder des petits tuto xD Pour les moteurs et les drivers je vais regarder sur sparkfun donc il me faut des nema 23 et une fois que je les ai choisis, je regarde la puissance et grâce à cela je choisis les drivers ? Les drivers seront ensuite connecté sur l'arduino ?