Transformation d'un diviseur Wirth & Gruffat en 4ème AXE

[schum22]

Bonjour à tous,

Pour continuer le transformation de notre WGM67 hydraulique en CNC nous allons nous attaquer à son diviseur pneumatique (reférence Wirth & Gruffat DVH35).

Le projet est de conserver le corps qui est très rigide, son roulement est surdimensionné et il est facile d'y monter un mandrin ou un plateau.

Nous avons enlevé le système de serrage pneumatique (lui aussi costaud) et toute la partie diviseur pneumatique (vérin, roue dentée, verrous...).

Nous souhaitons monter une nouvelle roue dentée et l'alimentée via une courroie et un moteur pas à pas.

Se pose à nous quelques questions :

• Quel couple est nécessaire à un moteur pour alimenter cet axe?
• Est ce nécessaire d'avoir un frein sur ce moteur pour ne pas que le plateau reste fixe (je pense que oui, mais...)?

Merci pour vos idées...

J'ai surement oublié certains points...

Ci-joint une photo d'un diviseur identique (mais ce n'est pas le notre qui est déjà démonté)

 

[Squal112]

• Quel couple est nécessaire à un moteur pour alimenter cet axe ?

Tout dépend du type de transmission et de la démultiplication du diviseur.
Une majorité de diviseurs du commerce (Nikken, Kitagawa, Haas) ont des ratios de réduction allant de 1:36 à 1:180 (pour une vitesse de rotation de 16 à 80tr/min) selon les versions, mais généralement c'est du 1:90 et 33tr/min.

Sur des diviseurs de Ø180 à Ø200 (le couple d'entrainement varie de 70 à 520N.m selon les versions), et sur des tailles plus petite (Ø100 on est plus sur 35 à 50N.m)
Sachant que le rendement d'une vis sans fin (même dans un bain d'huile) reste "très mauvais" (0.30 à 0.40), pour avoir un minimum de couple il te faudra un moteur assez puissant.

Exemples :
Sur mon petit diviseur d'origine chinoise retrofité avec un réducteur harmonique (1:100), j'utilise actuellement un Nema34 de 4.4N.m, mais la vitesse de rotation est très limitée, c'est pourquoi le Nema va être remplacé par un servomoteur de 400 ou 750W.
Sur le diviseur Nikken que je restaure, d'origine c'etait un servo Fanuc DC 5M (que je n'ai pas) avec une réduction totale de 1:360 cela offrait un couple phénoménal (770N.m) mais une vitesse de rotation ridicule pour moi (5.6 tr/min)
En le modifiant avec une réduction 1:90 (vitesse de 33.3 tr/min) je vais utiliser un servomoteur 130mm entre 1.5 et 1.8kW et 5 à 6N.m pour un couple d'entrainement d'environ 160 à 200N.m (comme les diviseurs actuels equivalents).

• Est ce nécessaire d'avoir un frein sur ce moteur pour ne pas que le plateau reste fixe (je pense que oui, mais...)?

Non ce n'est pas pertinent un frein sur le moteur car il n'apportera rien, la réduction à vis sans fin étant déjà irréversible.
De ce fait il ne te fera pas gagner en précision/répétitivité d'indexage.

A ta place j'aurais conservé le frein pneumatique d'origine car c'est lui qui encaisse les efforts de couple engendrés par l'usinage au lieu que ce soit la réduction, ainsi en usinage 4 axes positionnés tu t'assures d'une meilleure précision.

 

[schum22]

Salut,

Merci pour tes réponses, en fait il n'a aucun rapport de réduction il n'y a qu'un simple roulement, le mouvement se faisait via une crémaillère (pilotée par un vérin) qui faisait tourner une mince couronne dentée par impulsion.

Je pensais juste mettre une grande poulie fixée à l'axe principal (sur lequel sera la pince ou le mandrin) et une petite sur mon moteur pas à pas (avec un rapport de 4), à priori pour toi il faut un rapport de 100, tu confirmes?

Je ne peux pas non plus conserver le frein pneumatique qui est une vraie usine à gaz...

Il faut que je fasse des photos.

 

[Squal112]

Salut,

Merci pour tes réponses, en fait il n'a aucun rapport de réduction il n'y a qu'un simple roulement, le mouvement se faisait via une crémaillère (pilotée par un vérin) qui faisait tourner une mince couronne dentée par impulsion.

Sans réduction, tu peux d'ores et déjà oublier.
Aucun moteur ne sera assez coupleux et précis pour te permettre d'usiner quelque chose.

Je pensais juste mettre une grande poulie fixée à l'axe principal (sur lequel sera la pince ou le mandrin) et une petite sur mon moteur pas à pas (avec un rapport de 4), à priori pour toi il faut un rapport de 100, tu confirmes?

Poulie crantée uniquement ? Je ne penses pas que soit une bonne idée, la souplesse de la courroie n'est vraiment idéale pour la précision.
On voit bien des "rotary table cnc" sur des plateformes de vente en ligne (bien connues) avec ce système (rapport de 1:6) et courroie crantée large, mais ce sont plus des jouets pour réaliser de la gravure 4 axes que de l'usinage à proprement parler.

Certains petits diviseurs chinois utilise des rapports de réduction bien plus important et des système irréversibles (réducteurs harmonique) afin de proposer une précision d'indexation et des efforts d'usinage corrects.

Sur un diviseur, il faut que la réduction soit irréversible c'est pourquoi on utilise très souvent des réductions à vis sans fin/couronne (ou réducteur harmonique ou encore planétaire bien que ce dernier soit moins précis) autrement les efforts de coupe feront tourner ta pièce et le résultat sera au mieux une pièce foirée. Au pire, pièce foirée, outil cassé, etc...

Donc oui il te faut un rapport de réduction (bien) plus important que 1:4 et surtout un système irréversible d'autant plus si tu ne comptes pas avoir de frein mécanique.

Je ne peux pas non plus conserver le frein pneumatique qui est une vraie usine à gaz...

Dommage car c'est pourtant présent sur tous les diviseurs du commerce, même certains plateaux diviseurs manuel possède un frein mécanique par levier ou vis de blocage.

 

[schum22]

OK, c'est pas donné un réducteur harmonique (et pas simple à intégrer...) mais du coup ça réduit le coût du moteur aussi...

Faut que l'on réfléchisse encore

 

[schum22]

Je viens de jeter un œil à ton message sur le sujet https://www.usinages.com/threads/fraiseuse-syil-x7-plus.124148/post-1895968

 

[schum22]

Je relance le sujet, j'ai essayé de regarder les diviseurs harmoniques "chinois", mais parfois ils parlent de division et parfois non.
Je pense qu'il y a truc que je n'ai pas compris.

Genre là

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[Squal112]

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Attention ! ton premier lien ne montre qu'un roulement à rouleaux pour réducteur harmonique, il n'y a pas de réducteur à ce prix la...
Quand au deuxième lien, il ne comprend que le réducteur et un petit roulement à billes. Il faut donc l'utiliser en conséquence, impensable de coller un mandrin directement dessus sans roulements à rouleaux coniques.


A ta place je prendrai un vrai de chez Harmonic Drive en occasion sur eBay.
J'ai longtemps hésité entre un neuf de chez Ali, et un occasion, finalement l'occasion été moins cher, au moins tu es sûr de la qualité et que les cotes pour l'intégration sont conformes au plan.
Par exemple en tapant : CSF-32 tu trouves des prix très corrects :

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[schum22]

Mais j'ai déjà un gros roulement sur mon diviseur qui peut déjà supporter un mandrin, je n'ai besoin que du réducteur à proprement parler : ça se trouve ?

 

[Squal112]

Mais j'ai déjà un gros roulement sur mon diviseur qui peut déjà supporter un mandrin, je n'ai besoin que du réducteur à proprement parler : ça se trouve ?

Dans ce cas effectivement, pas besoin d'un ensemble 2UH, juste la réduction devrait bien fonctionner.
Voici ce qu'il te faut chercher/trouver : https://www.harmonicdrive.net/products/component-sets

 

[schum22]

OK, merci pour ton aide