Moteur PaP, couple nécessaire, précision & pas VAB

[vibram]

Bonjour à tous,
Rien que le titre, vous devez vous dire "mais que va-t-il nous sortir celui-ci ??"

Je suis en train d'étudier la numerisation de mon 102.
postulat de départ: je n'ai aucune experience sur CN. Ca fait bientot 2 ans que j'ai ce tour dont je me sers régulièrement et j'aimerais aller une étape plus loin pour étendre les possibilités.
Concernant la précision, J'aimerais idéalement arriver dans une tolérance de 2~3/100 ce qui est à peu près ce que j'arrive à faire lorsque je m'applique un peu en manuel (disons plutot 4~5/100 en manuel)
J'ai quelques questions techniques afin de valider mes choix (et donc mes dessins) notamment concernant le dimensionnement des moteurs.

1.
1a: précision de la VAB: le X et Z seront au pas de 2. Pour un moteur PAP dont 1 révolution se fait en 200 micro pas, 1 pas = 1/100. Donc selon moi, en prenant une marge et en réglant sur des 1/2 pas, j'arrive à une précision théorique de 5/1000. Cela vous parait suffisant ou je devrais régler en 1/4 de pas?
1b.
Si je pars sur un pas de 2, avec une vitesse de rotation de 500tr/min, j'ai une avance (pour le Z que cela est important je pense) de 1000mm/min. Est-ce que cela est convenable ?
Lorsque je faisais des opérations manuelle, je tourne à la main donc je n'ai pas d'idée de la vitesse de l'avance...
En toute logique, cela dépend aussi de la vitesse de rotation de la pièce ?
Si je prends les calculs trouvés de part et d'autres sur le forum:
J'utilise que des plaquettes carbure.
Acier doux: 150m/min
AU4G: 500m/min
Je prends D = 30 comme constante, j'aurais parfois plus gros parfois plus petit...
N = (1000*Vc)/(Pi*D)
AU4G: N= 5305tr/min, c'est aussi de la vitesse max de mon tour. donc je tournerai à fond ...
Acier doux : N= 1591tr/min

Et pour l'avance avec l'acier doux:
Vf = f *Z* N
Avec N = 1591
Z = 1
f= 0.5 (je prends une passe de 5/10 de mm, au dessus, j'ai peur d'un manque de rigidité de mon montage)
Vf = 795 mm/min
Je pense avoir fait une erreur quelque part, sans doute au niveau de f =?
Et surtout, je n'arrive pas à trouver à quel vitesse mon moteur du Z doit tourner. ma logique me derait:
Vf = 795mm/min, pas de vis de 2 donc 397.5tr/min pour le moteur du Z
Cela vous semble correct ?
Conclusion: je dois faire attention au couple dispo entre 0 et 1000tr/min

2. le fameux couple:
Autant les tr/m, je visualise à peu prêt, autant le couple, je n'ai absolument aucun ordre de grandeur, ni même de notion.
Si j'admets que les frottements sont nuls (rails linéaires), j'imagine que le couple nécessaire dépend de l'avance (et donc de la profondeur des passes). Comment je peux estimer cela ?
Quelle est là valeur importante dans le choix des PAP: le holding torque ?
Là je nage totalement...
J'avais vu un truc de la sorte pour le X (en fait c'est le moteur utilisé pour mon disiveur):
http://www.ebay.fr/itm/131413459189?_trksid=p2060353.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT
Pour le Z je pensais à un nema 34: mais quoi prendre: 5.6A pour 7.5N.M; 6.0A pour 11N.M


NB: je vous demande un peu d'indulgence, je ne suis pas du métier
Merci de votre aide

 

[Dxmax]

Bonjour,

je suis passé par cette phase il y a quelques temps et j'ai fait pas mal de calculs que je vais te résummer rapidement:

1a: pas de 2, moteur 200pas/tour piloté en 1/2 pas donne une précision de positionnement théorique de: 5microns effectivement. Pour ce qui est de savoir si c'est suffisant ou pas, la question à te poser c'est "quel est ton besoin" ? Si tu vas chercher le centième ce sera déjà beau je pense, si tel est le cas, un positionnement à 5microns est suffisant.

1b: Dis toi qu'en règle générale les moteurs PAP sont capables de monter à 1500 tours (pour les avances rapides car très peu de couple à haute vitesse de rotation) et 1000 tours en avance travail (évidement fonction la prise passe demandée et du couple de ton moteur).

2. on admet en général un couple moteur égal à 1/2 couple de maintient (holding torque). Mais c'est très déconcertant car beaucoup de personnes (et de revendeurs/fabricants) confondent plus ou moins sciemment le holding torque et le "effective" torque qui nous intéresse beaucoup plus alors qu'ils sont très différents...

Le besoin en couple dépend effectivement de l'avance demandée et de la profondeur de passe.
Pour ce qui est des frottements, ils ne sont jamais nuls, même dans le cas de glissière + patins à bille très peu préchargés (mais parfois négligeables) pour ce qui est des glissières traditionnelles, il faudrait se replonger dans les coefficients de frottements et rendements induits...

Une approche comparative serait peut etre pas bête, genre voir ce que met sieg sur ces petits tours cnc comme ici par exemple: http://www.siegind.com/products_detail/&productId=132.html
là ou ça devient dangereux:
ne cherche pas à surdimentionner les moteurs d'avance si la puissance de broche est faible (je ne connais pas le 102) car il vaut mieux selon moi caler l'avance que bloquer la broche (casse d'outils/et torsion de tourelle....).

@ ta dispo si besoin.

Flo.

 

[stanloc]

Si tu envisages de faire tourner ta broche à 5000 tr/mn (je ne sais pas comment, d'ailleurs car la vitesse max catalogue est 3000) j'espère qu'elle est montée sur roulements et très bien lubrifiée.
Au niveau de la résolution dans les translations on ne tient pas compte si on va travailler en fractions de pas. On fait intervenir si possible les fractions de pas pour gagner en souplesse de déplacement avec moins de vibrations mais jamis pour augmenter la résolution. Ensuite il faut être conscient que ce n'est pas parce que l'on envoie un pulse à un moteur pas à pas et qu'à cet incrément correspond THEORIQUEMENT 1 centième de mm que l'outil avancera d'1 centième de mm DANS LA MATIERE.
Il y a loin de la coupe aux lèvres, dit-on.
Stan

 

[bipbip30]

bonjour vibram,

regarde un peu l'effort nécessaire en manuel sur ton tour, avec un dispositif simple tu peux le mesurer.

tu as d'ailleurs pas mal de sujets où les membres l'ont fait

 

[vibram]

Bonjour et merci de vos réponses.

@stanloc effectivement, je me suis trompé dans mon message, je voulais bien dire que c'était supérieur à la vitesse max admissible qui est de 3000. Pas de souci de ce coté, je ne vais pas satelliser le mandrin et le reste !
j'ai bien la remarque concernant les commandes et ce qui est effectivement enlevé en matière. Je vais voir comment cela se traduit concrètement.

@bipbip30 OK je vais me renseigner mais il y a plusieurs choses: en manuel je suis en queue d'aronde alors que je serais en rails prismatiques. la différence de guidage n'est elle pas conséquente ? car les frottements des queues d'aronde sont supérieurs aux frottements des rails je suppose ? C'est peut être pinailler que de poser une question la dessus mais si je demande, c'est que j'ai peur que ma mesure soit un peu trop basique. Alors si tu ajoutes une mesure grossière + des guidages demandant un effort beaucoup +/- important, le résultat peut vite être à la ramasse.

@Dxmax comme tu as dit, le centième ça me parait un peu optimiste. Mais si je pouvais être dans les 2 ou 3/100, je serais très satisfait.
Est-ce que le calcul de la vitesse d'avance et surtout de la vitesse de rotation du Z te parait correcte ? Je me situerais dans la moitié basse de la plage de vitesse ce qui me semble être pas mal pour le couple disponible.
Il m'arrive (rarement) de faire caler mon 102 mais dans ce cas là c'est le moteur qui reçoit plutôt que la tourelle non ? la broche se bloque et la courroie patine dessus
En effet la comparaison est judicieuse, mais je trouve leur ensemble vraiment faible. Le X correspond plus ou moins au NEMA23 dont j'ai mis le lien ebay plus haut. Cela coïncide avec ce que je pense. En revanche pour le Z, il m'aurait semblé nécessaire de multiplier le couple par 2.5 voire 3. Apres tout dépend des opérations. je me demande quelle profondeur de passe ils peuvent se permettre avec ca ?

je sais que sans les nuances cela n'a que peu d’intérêt mais pour info sur mon 102 d'établi, j'arrive à prendre des passes de 1mm au rayon dans les aciers tendres. et je n'ai pas le sentiment de martyriser le tour, j'adapte juste en lubrifiant correctement et en contrôlant l'avance.
Là ce sera un 102 sur battis avec une vraie lubrification, j'aimerais bien tenir la même chose mais je pense que mon adaptation va manquer de rigidité.
Mes dessins sont presque finis, j'ouvrirai un topic dessus à l'occasion pour que les membres puissent venir casser mes idées

 

[bipbip30]

c'est vrai vibram mais tu auras ta limite max.

as tu lu ce sujet https://www.usinages.com/threads/numerisation-tour-schaublin-102.190/ ?

 

[stanloc]

Je peux donner une piste de réflexion.
J'ai un tour Emcomat 7 qui est un peu plus léger qu'un 102 mais il a une vis mère.
Lorsque j'usine de l'AU4G on va dire dans les diamètres autour de 30 mm, je tourne à 1400 tr/mn pour une passe de 1 mm au diamètre et avec une avance automatique de 5 centièmes de mm/tour de broche (c'est l'avance de finition ; l'avance grossière c'est 12 centièmes par tour mais là ça "tire" sur la bécane bien sûr). J'ai eu usiné de l'acier à 110 kg/mm² dans ces diamètres. J'avais utilisé évidemment une pastille carbure BIEN choisie pour cet usage et je tournais exactement comme pour l'AU4G. Moi je lubrifie TOUJOURS au pinceau avec du pétrole additionné d'un peu d'huile de boîte de vitesse (au pire huile moteur). Evidemment ça fume bien mais j'ai dans les deux cas un très bon état de surface CAR au tour surtout il faut savoir si on veut une finition grossière ou pas. Le moteur de broche fait environ 1 cv Au tour en cnc tu vas avoir un gros problème ce sont les copeaux qui sont très longs avec l'alu et l'acier
Stan

 

[vibram]

@bipbip30 c'est juste. Merci pour le lien je n'avais pas vu celui ci. Je vais voir ce que je trouve que NEMA23 mais le 34 du longitudinal est assez pratique à monter etc. Et qui peut le plus peut le moins (mais c'est plus cher, bien entendu)

@stanloc Merci de ces infos. Idem jusqu'ici je lubrifie toujours au pinceau, mais je reflechis à un systeme de lubrification avec une pompe pour la version numérisée.
J'ai pensé à ce problème qui m'inquiete pas mal et pour lequel je n'ai pas encore la réponse: la longueur des copeaux. meme pour l'alu ou j'utilise des plaquettes avec brise copeaux, les copeaux font toujours des metres de long. Savez-vous pourquoi ? c'est lorsque la broche ne tourne pas assez vite ?
Je n'exclue pas de mettre un moteur + gros mais je serai toujours limité à 3000tr/m quoi qu'il en est (je ne compte pas mettre la main dans les roulements etc).