Servo 1Nm 3000tr/min en prise directe ou reducteur ?

[biduleur34]

Bonjour,

je rapelle le projet de ma CNC, sur face utile 60cm en X, 40cm en Y et 30cm en Z.

Je possede 3 servo de 200W3000 tr/min 1Nm, et je compte les utilisé pour cette cnc, mes vis a billes sont des Isel 16mm pas de 2.5.
La broche sera surement un des modeles qu'on trouve sur le web triphasé 2.2Kw.je compte usiné de l'alu par petite passe.

Les rail X sont des guidages lineaire suporté Ø25,
L'axe Y egalement en Ø25
Axe Z egalement en Ø25



a 3000tr/min et un pas de 2.5mm ça me donne 7500mm / Min.

que pensez vous de cette vitesse d'avance par apport a ma broche.
D'apres quelle reduction dois je adopté pour mes servo ?

merci

 

[otari9]

réduction de 1/4 ou 1/5 des servos aux Vab de pas de 2.5.

il faut s'approcher le plus de 1tour moteur = 1mm de déplacement (plus ou moins au détriment de )

 

[biduleur34]

les servo ont des codeurs 500 impulsion / Tour.

Pour quelles raisons me conseille tu 1 tour par milimetre ?

et au detriment de quoi ???

merci

 

[fred250]

Il y a deux facteurs principaux qui te guiderons vers le choix de la démultiplication, c'est le couple nécessaire pour l'usinage (comme déjà dit ailleurs le plus simple et de construire la machine et de mesuré) et la précision que tu souhaite obtenir.

A savoir qu'un servo ne s'arrête jamais pil poil dans la position ordonné, si on lui dit de faire 100 pas il en fera peut être 98 ou 102 par exemple, il faut donc prendre en compte cette erreur pour qu'en aucun cas le nombre de pas d'erreur ne dépasse la précision souhaité (qui dépend aussi de la qualité de ta mécanique)

Après il est pas facile de savoir de combien de pas le servo va dépasser la consigne dans le pire des cas...
Ces paramètres vont également t'imposer une vitesse maximum très variable suivant les logiciels de commande et également de l'ordinateur, car en effet les logiciel envoie les ordres sous forme d'ordre "pas" et "direction", si on veut faire 100 pas l'ordinateur va envoyer 100 fois le signal "pas" a la carte et donc suivant le logiciel et l'ordi on peut envoyer plus ou moins de signaux en un temps donné.

 

[biduleur34]

ok,
pour les servo j'ai fait l'acquisition de module de chez cncdrive, les whale2.

malgres l'asservissement il est donc possible que le servo ne fasse pas le nombre de pas voulu....

Arff je suis idiot car dans la doc des module ils demande e configurer le nombre de pas d'ecard avant de signaler un defaut...

je vait partir sur plus ou moin 5 pas soit 10 pas d'erreur.

En resumer avec un codeur plus precis je pourrai avir unedemultplcation moindre ??

 

[JKL]

Engénéral les cartes de commande des servomoteurs travaillent avec des codeurs en quadrature ; c'est à dire qu'ils travaillent sur tous les flancs des deux signaux A et B. Cela revient à multiplier par 4 la résolution du codeur; un 500 points sera vu comme ayant 2000 points/tour.

 

[biduleur34]

Engénéral les cartes de commande des servomoteurs travaillent avec des codeurs en quadrature ; c'est à dire qu'ils travaillent sur tous les flancs des deux signaux A et B. Cela revient à multiplier par 4 la résolution du codeur; un 500 points sera vu comme ayant 2000 points/tour.

Ok, ben la j'apprend quelques chose, donc ça change la donne donc...

 

[fred250]

malgres l'asservissement il est donc possible que le servo ne fasse pas le nombre de pas voulu....

Oui c'est justement la base du fonctionnement de l'asservissement; corriger en permanence le retard ou l'avance du servo sur la consigne, et comme dans tout systèmes qui existe il y a toujours une certaine imprécision, la perfection n'existe pas.

 

[biduleur34]

ok donc si je part sur + ou moins 10 implusion d'erreur, et une impressition souhaité de 0.01mm, il faut que je calcule ma reduction de vitesse pour faire 0.01mm pour 10 implusions.

que pensez vous de 0.01mm de precision ?

 

[fred250]

C'est pas la peine de chercher moins, car la géométrie de la machine ne permettra jamais d'avoir réellement cette précision sur la pièce finie, a moins de tout faire rectifier et d'avoir les bon moyen de contrôle pour tout monté, sans parlé de la qualité des rails et vis qui ne suivra plus.
Maintenant il faut calculer la vitesse d'avance max pour voir si cela reste raisonnable.

 

[MaX-MoD]

Bonsoir,


Alors 1Nm ok mais: continu ou en pic? si continu, quelle valeur en pic?

vitesse de déplacement hors matière: 7500mm/min te semble assez ou largement plus que ce que tu espérais?

si as une broche pour petites fraises, qui tourne vite, tu auras plutôt intérêt à privilégier la vitesse (1:2).
Si ta broche est faite pour des passes de 5mm avec une fraise de 50mm, privilégie le couple (1:5) et un châssis TRES rigide en conséquence

à savoir, que la performance d'un servo dépendra très fortement de ton habilité à le régler

A savoir qu'un servo ne s'arrête jamais pil poil dans la position ordonné, si on lui dit de faire 100 pas il en fera peut être 98 ou 102 par exemple, il faut donc prendre en compte cette erreur pour qu'en aucun cas le nombre de pas d'erreur ne dépasse la précision souhaité (qui dépend aussi de la qualité de ta mécanique)

ne devrait pas être vrai si le PID est correctement réglé, à moins que la méca ne soit fautive (points durs, jeu important). le "I" est là pour ça
par contre en mouvement, l'erreur de positionnement sera loin d'être nulle...

récemment, j'ai creusé ce point avec YAPSC:V1 et YTT. Je pense pouvoir synthétiser ma façon de faire en une méthode expérimentale pas trop compliquée. à voir.

sinon +1 avec Fred concernant la précision: pas besoin de taper en dessous du µm de résolution

 

[biduleur34]

c'est des moteur de 200W Sanyo Denki Type T720
Continuous stall torque --->0.77Nm
Instantaneous maximum torque----->5.4Nm

Pour la precision j'avai pas l'intension de viser en dessous le ùm, mais faut bien ce fixer un mini..


++

 

[MaX-MoD]

avec le couple en pic, je pense qu'il y a assez de marge que pour te contenter d'une démultiplication de 1:2!
il ne restera alors plus que le réglage du PID

 

[biduleur34]

En fait en faisant le tour des poulis dispo chez HPC , pense prendre pour lie de 16 Dent et poulie de 20. pour mes Y Z et poulie de 16 poulie de 40 pour mon X.

La vis de mon axe X a un pas de 5 donc je divise par 2.5 pour l'axe X et 1.25 pour les axes Y et Z.

Soit 6000 mm/min par Axe.

Avec 0.77Nm de couple constant par moteur quel sera le couple sur les vis.

merci encore.

++
Léo

 

[JKL]

Avec 0.77Nm de couple constant par moteur quel sera le couple sur les vis.

Il s'agit du couple que le moteur peut fournir rotor bloqué en permanence, enfin en surveillant sa température toutefois

 

[MaX-MoD]

6

En fait en faisant le tour des poulis dispo chez HPC , pense prendre pour lie de 16 Dent et poulie de 20. pour mes Y Z et poulie de 16 poulie de 40 pour mon X.

ça me semble correct comme choix. "y'a plus qu'à"

Avec 0.77Nm de couple constant par moteur quel sera le couple sur les vis.

merci encore.

++
Léo

bonne remarque de la part de JKL.
Le couple indiqué sur un moteur est le couple qu'il peut fournir car en pratique le couple de sortie du moteur variera énormément en fonction de la charge (effort de coupe, frottements) qu'on lui applique.

pour calculer un couple à la sortie d'une réduction, c'est simple: si tu as un rapport 1:4 pour la vitesse, le couple aura un rapport 4:1, c'est inversé! plus tu vas lentement, plus il y a de couple à la sortie du réducteur.

Mais ça n'est qu'une partie de la transmission! une vis à billes est aussi un "réducteur". Il transforme un couple/rotation en une force/vitesse. La rapport entre les deux dépend du pas:
F = 2*PI*C/p
F force de sortie
PI=3.141
C = couple d'entrée de la vis
p = pas de la vis (en mètre)

ex pour ta réduction 1:2.5 VAB pas 5mm
F = 2.28 * (C*2.5) / 0.05 = 3142 * C
Donc avec le couple nominal du moteur appliqué à la vis, ça fait 2.4KN (env 240Kg), et presque 1.6 tonnes avec le couple en pic
Vérifies bien la charge max de la VAB pour choisir la limitation de courant de tes servos

PS: J'ai lu sur la liste cnc2005 que les poulies HPC, c'était pas ça (bcp de jeu)

A+

 

[biduleur34]

Pour mes vis a billes ,je les ai acheter a un gars qui a laisser tomber sont projet.

C'est des vis + Ecrou isel type 3, Ø16 pas 2.5 pour les axes Y et Z et Ø25 pas de 5 pour l'axe X.

++

 

[JKL]

Re: 6

PS: J'ai lu sur la liste cnc2005 que les poulies HPC, c'était pas ça (bcp de jeu)

Oui mais je pense qu'il s'agissait d'une erreur soit de commande soit de livraison car il n'y a pas de jeu avec des courroies/poulies crantées entre la courroie et la poulie. HPC c'est surtout le fournisseur le plus cher.

 

[MaX-MoD]

Re: 6

Oui mais je pense qu'il s'agissait d'une erreur soit de commande soit de livraison car il n'y a pas de jeu avec des courroies/poulies crantées entre la courroie et la poulie. HPC c'est surtout le fournisseur le plus cher.

Probablement, je n'en sais pas plus... et je n'ai jamais eu ces poulies entre les mains donc
Concernant le prix par contre, c'est sans appel par rapport à prud'homme (pour n'en citer qu'un)!

sinon 16KN pour les VAB de 16mm, ça me parait bcp trop. peut-être n'ai-je pas les yeux en face des trous, mais ISEL ne semble pas donner de données sur son site...
pour une dimension similaire, Thomson donne 12KN max ici
pour garder une petite marge de sécurité, reste en dessous de 10KN
PS: rectification
VAB 16mm pas 5 max 4.6KN; pas 2.5mm 3.5KN
VAB 25mm pas 5 max 5.1KN selon le catalogue ISEL

 

[biduleur34]

Oula, donc mes moteur sont surdimensioné par rapport a la taille de mes vis . faudra que je limite le courantpour pas donner d'accou trop fort au demarage
Pour l'usinage de l'alu, quel force me faut t'il environ ??

merci

 

[MaX-MoD]

Oula, donc mes moteur sont surdimensioné par rapport a la taille de mes vis . faudra que je limite le courantpour pas donner d'accou trop fort au demarage

oui

Pour l'usinage de l'alu, quel force me faut t'il environ ??

merci

aucune idée! ça dépend de la nuance, de la largeur de la fraise, profondeur de passe...
Mais tu auras largement assez, pas de soucis

 

[boudbois]

Je reprends le fil de ce post, désolé de n'être pas intervenu plus tôt !

Question mécanique : Vis à billes.
Je ne sais pourquoi MaX-Mod avance ce genre de valeurs...
Mais gràce à lui certains moteurs tournent ! et usinent !

Dixit :
"
sinon 16KN pour les VAB de 16mm, ça me parait bcp trop. peut-être n'ai-je pas les yeux en face des trous, mais ISEL ne semble pas donner de données sur son site...
pour une dimension similaire, Thomson donne 12KN max ici
pour garder une petite marge de sécurité, reste en dessous de 10KN
PS: rectification
VAB 16mm pas 5 max 4.6KN; pas 2.5mm 3.5KN
VAB 25mm pas 5 max 5.1KN selon le catalogue ISEL
"

Thompson, Isel, SKF... OK, Mais question charge admissible sur un ensemble vis à billes, et écrou... C'est l'ensemble ! Un écrou a ses caractéristiques (nombre de billes, type de recirculation, précontrainte, charge axiale, durée de vie...)=> KN admissible sur l'écrou. La vis, en fonction de sa longueur, vitesse de rotation, mode de fixation AUSSI !
=>>> Imaginez une vis de 16mm de diam. en 3000mm de long ! La vis ou l'écrou aura un pb ?

Une vis de 600mm de longueur, palier fixe, palier libre, diam. 16 (12.7 fond de filet (c'est un paramètre important!)) pas de 5 => Vmax=500 mm/s. (en tournant, elle voudra flamber et partir de son axe) D'autres données ? En fonction de la charge appliquée, elle flambera ? Elle ce cisaillera ? Pour quel effort ? 9kN et 18kN dans l'ordre.

(Tergivessons, blague à part, une vis du même type mais de 3000 mm de long, Toujours dans l'ordre : 0.3kN et toujours 18kN. Et oui toujours 18 kN... Il est certaines choses intrinsèques !)

Je ne vois pas l'intérêt de limiter le courant !
Dans la mesure où le calcul est bon. (Force d'usinage, masse à déplacer, frottements, coef de rendement vis et réducteur, accélération)
Les vis vont flamber, se cisailler !!!! Non car... le calcul doit être bon.

Hypothèse ; le moteur est suffisant.
C'est comme si on prend un gros perfo pour visser une petite vis ! Ce n'est pas le plus pratique. Mais ça visse.
On aurait pris une bonne visseuse, plus facile !
Une minusse visseuse, pas possible.

L'inertie de la vis 3.10-5 est dans ce cas à oublier.
Par contre le rendement vis écrou non.
Idem guidage.
Idem réducteur.

Questions, réponses = n'hésitez pas !

 

[MaX-MoD]

bonjour,


Merci pour ces précisons boudbois.
En effet il y a au moins deux phénomènes à prendre en compte quant on dimensionne une transmission à vis:

• battement de la vis (vibrations) => impose une limite de vitesse
• Flambement de la fis sous contrainte => limite la charge maxi

Dans notre cas je n'en ai simplement pas parlé car les dimensions sont assez faibles (60cm sur vis de 25mm; 50 sur vis de 16mm au max) donc en ce qui concerne le battement, c.f roton.com, il faut dépasser 5000 trs/min avec la vis de 25 ou 4500trs/min pour la 16mm. Y'a de la marge.

pour le flambement, il faut ~7.5KN sur la 25mm et ~3KN sur la 16mm pour que ça deviennent intéressant, dans le cas où la vis est reliée par deux paliers simples à chaque extrémités de la vis (équivaut à deux rotules pour les petits déplacements). Dans le cas d'une CN, on aura un palier fixe à double chemin de billes (qui n'accepte pas de rotulage), on peut largement augmenter ces valeurs. Donc OK pour le flambement, mais tout juste

Hypothèse ; le moteur est suffisant.
C'est comme si on prend un gros perfo pour visser une petite vis ! Ce n'est pas le plus pratique. Mais ça visse.
On aurait pris une bonne visseuse, plus facile !
Une minusse visseuse, pas possible.

malheureusement c'est vrai tant que tu ne forces pas. Tu as déjà essayé de visser une vis M3 avec une perceuse de 1KW? Moi oui, ben la tête de la vis est restée sur l'embout, et le reste dans le trou

L'inertie de la vis 3.10-5 est dans ce cas à oublier.
Par contre le rendement vis écrou non.

Ok pour l'inertie, pour le rendement???
Une vis à billes est normalement au dessus de 90%

 

[boudbois]

En effet il y a au moins deux phénomènes à prendre en compte quant on dimensionne une transmission à vis:

• battement de la vis (vibrations) => impose une limite de vitesse
• Flambement de la fis sous contrainte => limite la charge maxi

Dans notre cas je n'en ai simplement pas parlé car les dimensions sont assez faibles (60cm sur vis de 25mm; 50 sur vis de 16mm au max) donc en ce qui concerne le battement, c.f roton.com, il faut dépasser 5000 trs/min avec la vis de 25 ou 4500trs/min pour la 16mm. Y'a de la marge.

J'écrivais aussi : "Fond de filet : Minor Diameter"

Hypothèse ; le moteur est suffisant.
C'est comme si on prend un gros perfo pour visser une petite vis ! Ce n'est pas le plus pratique. Mais ça visse.
On aurait pris une bonne visseuse, plus facile !
Une minusse visseuse, pas possible.

malheureusement c'est vrai tant que tu ne forces pas. Tu as déjà essayé de visser une vis M3 avec une perceuse de 1KW? Moi oui, ben la tête de la vis est restée sur l'embout, et le reste dans le trou

Il est interessant parfois d'utiliser le limitateur de couple ! Mais, il m'est déjà arriver de cisailler (ok j'étais jeune) des tirefonds de 12
Si le calcul n'est pas mauvais, la bonne accélération... Un gros moteur gênerait !

L'inertie de la vis 3.10-5 est dans ce cas à oublier.
Par contre le rendement vis écrou non.
Ok pour l'inertie, pour le rendement???
Une vis à billes est normalement au dessus de 90%

Certes mais 0.9*0.9*... bout à bout le résultat n'est pas 1 !!!!

 

[biduleur34]

Ok, je suis pas tout mais j'arrive a comprendre votre raisonnement.

Donc vu que les moteurs sont surdimentioné, je peu me permetre de suprimé les reductions afin de reduire le couple.
Donc les moteur en prise directe sur les vis.

De toute façon je doit remplacé ma vis de Ø25 pas de 5mm car elle est trop courte, je la remplacerai donc par la meme vis que les autres,Ø16 pas 2.5mm. La longeur de l'axe X passe a 90cm, course utile 60cm.

Donc
90Cm sur l'axe X ---->~10Kilo a deplacé plateau vide
60Cm sur l'axe Y ---->~15Kilo a deplacé a vide Axe Z compris
40Cm sur L'axe Z ---->~8 Kilo a deplacé a vide Broche compris

Vis a bille Ø16 pas de 2.5mm Vitesse max 3000Tr/min

vos avis ??

 

[claude@fli-industrie.fr]

définition vis

Bonjour à tous,

je m'excuse de m'inviter dans votre discussion mais pour une définition de vis n'oubliez pas le facteur dmN, dans une vis il y la vis bien sure mais il y a aussi l'écrou. le facteur dmN est une valeur à ne pas dépasser en fonction de la vitesse de rotation de l'écrou.
dmN = diamètre au centre des billes X nbr tr/min
le résultat ne doit pas dépasser 70 000 pour une vis roulée classe 7 voir 120 000 avec un écrou spécial. si le résultat dépasse ces valeur votre écrou ne tiendra pas la vitesse.

Claude