Remplisseuse de tube à essais

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Je souhaite réaliser cette machine:
C'est une machine qui remplie des tubes à essais automatiquement, son fonctionnement consiste à connaître la position du premier et dernier tube, de connaitre la disposition de ceci et avec les coordonnées, cette machine remplie les tubes simplement. Pour mon système j'avais pensé à changer le système de guidage en utilisant cette base:
Car je trouve ce système d'imprimante 3D rapide et précis, sachant que ce que je dois guider et simplement un tube de silicone et une buse ( qui permettront de remplir les tubes d'une solution salée ) j'aimerais savoir si il me faut un couple important ou non et si possible l'ordre de cette valeur. J'aimerais aussi savoir si je dois faire attention à des caractéristiques en particulier sachant que je compte utiliser des moteurs pas à pas ( je ne sais pas si c'est le meilleur choix ). A savoir je suis étudiant et c'est un projet que je réalise au sein d'une entreprise.
En attente d'une réponse je suis disponible pour plus d'informations et vous remercie d'avance pour votre aide.
HERAS Melvin

 

[Dardar88]

C'est une machine qui remplie des tubes à essais automatiquement, son fonctionnement consiste à connaître la position du premier et dernier tube, de connaitre la disposition de ceci et avec les coordonnées

j'ai pas l'impression , mais plutot que suivant les dimensions connues des flacons ,la machine va déplacer la buse au même titre qu'une cn pourrait par exemple percer suivant une matrice de point sinon il faudrait d'abord procéder a une reconnaissance de forme (discrimination des goulots) par vision numerique pour effectuer un centrage et realiser la matrice.
Sachant que c'est assez compliquer a realiser , les objets n'etant pas fait d'une matiere facile a detecter, il faudrait en premier lieu conditionner l'environnement pour que la lumiere favorise la detection , l’installation d'une camera pour scanner etc etc...il n'y a rien de tout ça dans la video =>C'est beaucoup plus simple.

Une pompe peristatique numerisée est facile a utiliser ,ou presque....
Pour du test ,la récuperation d'une pompe de nettoyage de buse d'imprimante pourrait suffire ,c'est deg.... a nettoyer parce que c'est bourré d'encre mais avec une paire de gants et de l'eau (a recycler bien sur) on en arrive au bout ,le principal etant de trouver une pompe mue par PAP assez puissante. du genre Epson stylus color 3000 grand format de récup .

Il en existe avec servo moteur/encodeur ...mais je ne suis pas sur que ce soit facile d'implementer ce type de materiel actuellement avec l’environnement Imp3d courant.

Alors oui , on peut "hacker" le truc en substituant dans les parametres du firmware en donnant d'autres valeurs d'extrusion du filament qui correspondrait a une unite de remplissage et en lieu et place de l'extrusion envoyer le liquide ,surtout qu'il y a un parametre " retract" qui permettrait l'anti goutte ,on fait bien des déco chocolat ,aucune raison de ne pas utiliser le même principe. (seringue vs pompe)

Je me demande si il ne serait pas préférable d'utiliser une imprimante Delta car le plateau est fixe et que bêtement ça ressemble davantage a ce qu'on voit dans les manip indus (rapidité ?).
Et si le plateau etait rotatif ,il permettrait le réapprovisionnement...un truc comme ça ...

Il y a un probleme concernant les PAP ,il s'agit des vibrations qui pourraient nuire , bien gerer la puissance et la fluidité , comme il n'y a que très peu de couple en jeu ,les micro pas permettent cette fluidité.
Les CMM sont parfois equipées de systèmes de vis a rouleaux obliques super fluides (deplacements assurés par deux roulement a billes obliques en contrainte sur un arbre lisse + servos )

Dans la 2ieme video ,il me semble que les translations sont surdimensionnées , il existe des mini rails a bille assez fiables et peu couteux qui devraient faire l'affaire ,ce qui permet d'utiliser des moteurs plus "light" , plus reactifs ,moins d'inertie ,il suffit d'utiliser des courroies de bonne qualité en PU armé. Des pap en nema 23 feront l'affaire, peut etre même des 17 avec des driver DRV8825 .
Au cas ou le 12v qui est un standard pour imp3D soit insuffisant pour alimenter les moteurs , il suffit de dégager les pins + et - moteur des chips (DRV8825) et de les connecter a une petite alim ,par exemple de 24vdc (2amp max) sans omettre de souder un petit condensateur orienté de 50v 100yF directement a cheval entre le + et le - moteur
Par contre si les dimensions de la machine doivent s'etendre ,il faut adapter tout le materiel.

Il existe pas mal de carte dédiées Imp3D ,je me base juste sur l'une des plus connues et pas chère , la Ramps1.4 pour carte Arduino mega , pour les premiers essais... et du firmware Marlin.

Aprés...il y aurait le GRBL directement ou d'autres contrôleurs .

Normalement 3axes devraient suffire ,X et Y pour la translation et un Z a hacker pour la pompe, mais si les flacons ont des hauteurs très différentes ,le Z devient utile ,et il faut substituer un A (axe rotatif sous GRBL) ou un E (extrudeur)

Une autre manière de calibrer le remplissage a la maniere de la première video serait d'utiliser indépendamment l'utilitaire sous arduino de @vibram pour son indexeur de plateau rotatif:
https://www.usinages.com/threads/plateau-rotatif-pour-usinage-et-soudage-via-arduino.92700/
Le nombre de pas etant limités ,il faudra suffisamment réduire les micro steps pour ne pas etre a court.


Etant le premier a poster une réponse , il y aura certainement a recadrer ....

 

[erolhc]

Bonjour

La première vidéo montre une machine de labo qui est faite pour travailler sur de petites séries. C'est très consommateur de main d'oeuvre. Si c'est vraiment ce type de machine que tu souhaite reproduire ok.

Mécaniquement il n'y a aucun difficulté, la seconde vidéo montre une machine tout a fait adaptée à ce que tu veux faire ; même pas besoin de gérer le Z. Pas de difficulté pour les moteurs ceux pour imprimantes 3D sont bien bons pour cela (pas d'effort sur la tête). Adopter la configuration de la machine de la première vidéo (un seul bras) sera plus adapté pour pouvoir avoir un accès à la zone de chargement. Il te faudra donc renforcer les guides de ce bras.

Par contre la difficulté résidera dans la partie logicielle et notamment celle qui permet de piloter la carte électronique. C'est pour une entreprise il est hors de question d'avoir à bidouiller dans le code et nécessiter une expert en Gcode a chaque fois qu'il y aura un changement de dimension des flacons qui induisent aussi un volume différent (temps de fonctionnement pompe) . En admettant qu'il n'y aura qu'un seul type de flacon ad vitam aeternam et que la machine soit toujours rempli au maximum de sa capacité en flacon, il sera bien utile de pouvoir gérer simplement par un opérateur le volume distribué sans avoir à entrer dans le code (changement de tuyau qui vont faire varier le volume distribué)
Il va te falloir faire une interface spécifique (programme) que ce soit à partir d'un PC ou bien sur une commande dédiée (microcontrôleur) comme pour la machine de la première vidéo.

Même les cartes prévue pour les CNC ou imprimantes 3D sont trop compliquées pour faire ce que la machine va faire, ce n'est qu'un déplacement en X,Y à partir d'une origine machine fixe + temps de fonctionnement de la pompe, pas besoin d'interpolation et tout le tralala. Cela simplifia d'autant l'interface (pas besoin de "causer" le Gcode nécessaire si utilisation d'une carte imp3d ou CNC)

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Tout d'abord merci beaucoup pour vos réponses.
Dadar88 on dirait que tu es assez caler sur ce sujet cependant peut-être un peu trop pour moi ^^ donc soit j'ai pas tout compris soit on s'est simplement pas tout à fait compris mais merci car certaine chose m'ont quand même aidé comme notre ami chlore a si bien dis, c'est pour une entreprise donc pas question de bidouillage. De plus nous avons déjà à disposition une pompe péristaltique.
Chlore effectivement la partie logiciel m'inquiète je ne sais pas du tout comment faire, il est possible pour moi de faire sous traiter quelque partie cependant il est plus intéressant de le faire moi même, on m'a dit que le programme pourrait se faire par arduino car le programme n'est pas des plus complexes, je ne sais pas si cela est vrai. Effectivement une interface devra être faire cependant celle-ci ne doit pas être des plus complexes donc si je parviens à faire le programme la partie interface devrait bien se passer. J'aimerais bien avoir ton avis sur les technologies les plus appropriés pour ce genre de programme car pour ma part j'ai déjà fait de la programmation mais j'ai fais un peu de C, de JAVA, Arduino etc.. mais c'était en cours donc je ne suis pas non plus expert en programmation
Merci encore pour vos réponses.
HERAS Melvin

 

[erolhc]

Bonjour

Pour la partie logicielle, une carte Arduino pourra très bien convenir.
Le déplacement des axes ne posent aucun problème, il existe des bibliothèques pour moteurs pas-à-pas qui pour certaines gèrent même les accélérations.
Ce qui va être le plus dur c'est l'interface homme-machine, pas tant au niveau programmation mais bien au niveau de la définition des besoins comme je l'ai indiqué dans mon post précédent (plusieurs types de contenants à remplir ou pas, chargement partiel possible ou alors complet obligatoire, ...). Comme souvent le plus compliqué c'est le cahier des charges. A discuter sérieusement avec ton patron (pas entre deux portes) et figer ce CdC.

Au niveau mécanique j’attire ton attention sur la forme "caniveau" de la deuxième vidéo. Elle est plus adaptée si on rempli la machine avec des flacons qui tiennent tout seul ou si il y dedans un panier avec alvéoles (panier en fils pour tubes a essais à demeure dans la machine par exemple). Si tu prévois de remplir un panier à l’extérieur de la machine c'est plus périlleux car la personne chargée de mettre le panier risque de heurter les rails de guidage et à terme de fausser les bords du caniveau (et leur rail de guidage) ; dans ce cas le type de machine de la première vidéo est plus adapté à mon avis

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Merci pour ton aide effectivement je vais bien définir les besoins pour l'interface homme-machine, cependant je ne pense pas que ce soit le plus urgent. De plus effectivement le problème que tu soulignes est intéressant, je vais y réfléchir avant de la concevoir. Encore un grand merci pour ton aide.
HERAS Melvin

 

[erolhc]

Si pisser des lignes de codes n'est effectivement pas la priorité, la formalisation des besoins elle l'est et cela a des conséquences sur la partie logicielle voire même mécanique. Cela oblige ton donneur d'ordre à aller au-delà d'un "il me faudrait une machine qui remplisse ...". Il est à parier que passé plusieurs jours ou semaines cette formalisation faite ton DO te dise "ce serait bien que ..." ou "il faudrait rajouter la possibilité...", genre de suggestion qu'il vaut mieux éviter lorsque l'on est en train de finaliser la machine.
Cela à le mérite de passer d'une vague idée dans l'esprit de ton DO à un projet abouti.

Ce n'est pas quand tu aura commencé à faire les essais de ta machine qu'il faudra s’apercevoir que ce n'est peut-être pas la meilleure solution pour remplir 5000 flacons par jour par batch de 50.

 

[HERAS Melvin]

Bonjour,
Effectivement tu as raison mais j'ai déjà fait un point avec mon tuteur qui m'a dit en gros que je devais réaliser une machine étant capable de faire la même chose que celle existante et que mon idée de changer le système de guidage par celui d'une imprimante 3D était bien. De plus la seule problématique que je vois niveau mécanique est la hauteur de la machine afin de pouvoir passer des portoirs avec des tubes plus où moins grand, c'est-à-dire que si mes tubes les plus grands font une taille de 18 cm faire une machine de par exemple 25 cm de hauteur me parait bien car si je dois ensuite remplir des tubes de 16 je ferais en sorte de mettre un "plancher" dans mes portoirs à une hauteur de 2 cm pour faire en sorte qu'on ai bien des tubes à une hauteur de 18 cm. Sinon je ne pense pas avoir de problème majeur il faut juste que ma machine puisse remplir les tubes avec une vitesse convenable ( environ 3-4 seconde au tube sachant que la pompe doit verser 9ml et que nous nous trouvons avec des racks entre 90 et 300 tubes ). Outre cela je ne vois pas de grand point à traiter.
HERAS Melvin