Entrainer une tige filetée et l'arrêter à une position précise

Bonjour,

Il me faut entrainer une tige filetée - vis sans fin - afin d'imprimer un mouvement de rotation à un objet - prenons une petite plaque de ferraille, fixée à un écrou enfilé sur la tige - et ce avec précision - par exemple, translater ma plaque de 1.3cm.

Comme les moteurs pas-à-pas sont coûteux, je pensais utiliser un moteur électrique basique et mesurer le temps de rotation : à partir de la vitesse angulaire, de la durée de fonctionnement et du pas de la vis, on obtient aisément la distance parcourue par l'écrou et donc la plaque. Afin de s'affranchir des périodes d'accélération et de décélération durant lesquelles on peut difficilement être précis vu que la vitesse angulaire varie continûment, je proposais de désolidariser le moteur de la tige : pour la décélération par exemple, avec une faible vitesse initiale et les frottements, cette dernière devrait s'arrêter immédiatement, précisément à la position souhaitée, tandis que le moteur ralentirait dans son coin. C'est pourquoi je pensais à l'utilisation d'un embrayage.

Procéderiez-vous ainsi ? Si non, comment ?

Merci !

Tout dépend de la marge d'erreur que tu t'autorises par rapport à ton objectif de 1,3 cm. La première idée qui me vient à l'esprit, c'est que les phases d'accélération et de décélération du moteur ne vont pas apporter une erreur énorme. Ce qui risque d'apporter une erreur conséquente, c'est la variation de la vitesse du moteur pendant le mouvement. Considérer que cette vitesse est à peu près constante risque de te faire passer un mauvais quart d'heure !

Selon moi, il te faut plus te concentrer sur une mesure au niveau de la plaque à faire translater que sur le moteur. Ensuite, ne connaissant pas ton système, il m'est compliqué de me prononcer plus avant quant à la méthode à employer.

Il me faut au moins être au millimètre près.

Tu penses que le moteur n'aura pas une vitesse uniforme ? Le cas échéant, mesurer la distance parcourue sur la plaque est une bonne, mais complexe, solution.

Seulement, l'objectif final est de réaliser une table de découpe : avec deux tiges filetées, on peut se déplacer en x et y, ce qui permet de découper à peu près toutes les figures à partir d'images numériques. Du coup, quand on a un cercle, c'est pas évident de mesurer la distance parcourue…

On ne pourrait pas mettre un capteur sur la tige filetée pour connaître le nombre de tours effectués ? Le cas échéant, quel est l'intérêt d'un moteur PàP ?

Merci !

On ne pourrait pas mettre un capteur sur la tige filetée pour connaître le nombre de tours effectués ? Le cas échéant, quel est l'intérêt d'un moteur PàP ?

Si. A partir du moment ou tu veux de la précision, il te faudra utiliser un capteur pour avoir un retour d'informations et faire un asservissement. Dans le cas d'un moteur, tu as par exemple les encodeurs quadrature qui te génèrent des impulsions le long de la rotation du moteur (par exemple avec x impulsions tu as fait 1/4 de tour).

Thanks!

Et par rapport au coût, ça ne reviendrait pas moins cher de prendre un moteur PaP ? Sinon, quel est l'intérêt de ce dernier ?

La précision. Un moteur pas a pas c'est quand même assez facile a piloter et précis sans asservissement. (c'est pas pour rien qu'on en trouve sur les imprimantes, scanner, CNC etc)

Finalement, ce sera peut-être un moteur PàP. En fait, je n'ai absolument pas d'ordre de grandeur pour les couples. Est-ce que 18.9kg.cm c'est beaucoup ? Suis-je aveugle où la fréquence (Pulses Per Second) n'est pas précisée ?

18.9 kg.cm ca veut dire que ton servo peut bouger une masse de 19kg au bout de 1cm de levier (par rapport a son axe).

Au bout de 10cm, il pourra bouger 10 fois moins, soit 1.9 kg (ce qui reste assez balez je trouve)

(Si tu veux des illutstrations/explications supplementaires sur le couple mecanique, j'ai un bout de tuto qui en parle plus ici : http://eskimon.fr/287-arduino-602-un-moteur-qui-de-la-tete-le-servo-moteur )

Qu'en est-il quand on a une tige filetée ? Dans mon cas, je ferai pivoter cette dernière, ce qui mettra un écrou - sur lequel la masse de mon système reposera - en translation. Un couple important est-il nécessaire puisque je ne pivote pas directement ce qui pèse "lourd" ?

Merci pour le lien. Du coup, quelle est la différence entre un servomoteur et un PàP ?

un couple important peut avoir son importance pour compenser les frottements de ton écrou. par exemple, si c'est de la tige filetée à pas trapézoïdal sans vis à billes, avec un peu de poids posé dessus, y'a moyen qu'il faille un petit peu de couple. ça doit pouvoir se mesurer, mais je vois pas bien comment, à part avec un dynamometre - je sais pas si c'est le nom associé à l'instrument - et comme la nature est bien faite, ces frottements sont liés de manière proportionnelle au poids de ta tete de découpe.

autre chose qui peut venir poser problème, avec le poids de ta tete de découpe, elle peut déformer ta tige filetée pour qu'elle fasse une parabole vers le bas. et ça, ça peut entrainer des frottements supplémentaires, et dissymétriques. ça dépend pas uniquement du poids de la tête de découpe, mais aussi de la géométrie de ta tige filetée. (longueur, largeur, métal utilisé, etc…)

donc si j'ai un conseil, dans le doute, pends un moteur costaud, au pire ça fera le même travail, au mieux, ça gommera des défauts de "calcul trop optimiste"…

sinon, pour la différence entre un servomoteur et un PaP… c'est trop différent l'un de l'autre, je laisse la question à qui voudra y répondre à ma place

La tige filetée devrait faire 1m. Ça m'étonnerait qu'elle plie : il est possible de la soutenir du côté opposé au moteur et la plaque soudée à l'écrou sera à priori fixée à un second écrou, enfilé sur une autre vis sans fin parallèle à la première.

Je crois qu'on n'a pas d'autre choix que d'essayer.

ça t'étonne mais elle va plier. elle prendra la forme d'un polynome de degré 2 (voire 3…) vers le bas. quel que soit le poids de ta tête de découpe. après, bien entendu, c'est une question de compromis: les frottements induits par cette déformation seront surement pas énormes. sauf si tu prends une tige filetée ridicule et une tête de découpe de 10 kilos

y'a des trucs beaucoup plus costauds, qui plient, comme les ailes d'un avion je viens de trouver une vidéo ou on voit bien, les ponts (pas de vidéo, mais ça doit se trouver, j'avais vu un reportage sur Direct8 à l'époque ou ils expliquaient que le pont qu'ils construisaient était pas assez solide et que du coup pour le solidifier, ils avaient rajouté une liaison ferroviaire sous l'autoroute qui était dessus…)

plaque soudée à l'écrou sera à priori fixée à un second écrou, enfilé sur une autre vis sans fin parallèle à la première.

HYPERSTATIQUE !!! -> tu vas avoir des efforts supplémentaires dans toute ta structure, voire des difficultés à rapprocher ta tête de découpe d'un des bords de ta table, parce que faire 2 tiges filetées exactement parallèles, on sait pas faire. donc au mieux une petite force qui renforce les frottements, au pire, ça bloque.

Pour la différence pas-a-pas / servo, je t'invite a retourner sur le lien donner plus tot. Ca fait un peu de lecture mais sur 3 chapitres tu verras la difference entre moteur a courant continu, servo, pas a pas. Ne lit pas forcement toutes les parties code et pilotage electronique pour le moment.

A priori, on partirait sur une tige de 14mm. La masse accrochée à l'écrou devrait s'élever à 2-3kg, 4 maximum. Du coup, je pense qu'un couple de 18kg.cm devrait suffire.

Effectivement, avoir une tige filetée parallèle n'est peut-être pas la meilleure solution. On pourrait poser la plaque soudée à l'écrou sur un chariot : je doute que les frottements avec le bâti soient conséquents.

Je vais faire un schéma du système.

Eskimon : j'ai commencé à lire ça en détails, merci. =)