plateau tournant servomoteur

[ahtchoum]

Bonsoir,
Je dois réaliser un plateau tournant à l'aide d'un servomoteur. Ne connaissant vraiment rien en mécanique (et je m'excuse par avance si je sors des énormités) j'aimerai avoir quelques réponses/pistes concernant cette réalisation. Mon idée est de fixer une roue dentée sur l'axe du servomoteur qui va faire tourner une roue dentée plus grande (qui sera donc le support du plateau).
Mes premières questions sont les suivantes : peut-on avoir une roue dentée qui entraîne une roue plus grande qu'elle ? Mon idée est elle réalisable ?

J'ai également une contrainte sur le poids. Le plateau pèsera au maximum 2Kg. Donc si ce que je propose au dessus est faisable peut on supporter un plateau de 2 Kg au centre de la grande roue avec une première roue de 40 dents (sur le moteur), une grande roue de 80 dents (plateau) et un couple d'entrée (fournit par le moteur) de 4.1Kg.cm ? (je serai tenté de dire que le couple de sortie est deux fois plus faible car 2 fois plus de dents. Donc un poids de 2Kg supportable).

Merci par avance.

Ahtchoum
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[PIXEL]

pourquoi un "servomoteur' pour un plateau tournant ???

qu'y a t'il à asservir dans ce projet

[fabang]

Le couple de la grande roue sera deux fois plus grand, pas plus faible.

Quand l'engrenage de 40 dents fait un tour, celui de 80 n'en fait qu'un demi, mais avec deux fois plus de couple.
Le produit couple / vitesse reste constant car il exprime la puissance.

[ahtchoum]

Bonsoir,
Je doit asservir la position du plateau (le faire tourner d'angles précis).

[A voir en vidéo sur Futura]

[PIXEL]

asservir par rapport à quelle consigne ?

[ahtchoum]

On doit générer un signal électrique (type créneau) en entrée du moteur. Suivant le signal qu'il reçoit, l'angle de rotation est plus ou moins grand. Il sera piloté à l'aide d'un microcontroleur.

[fabang]

Et comment le système peut connaitre la position de départ?

[ahtchoum]

La position initiale sera initialisée dans le programme du microcontroleur normalement

[fabang]

Je parlai de la position physique du plateau. Une position physique ça nécessite un capteur physique.
Ou alors cette position n'a pas d'importance et tu ne t'intéresse qu'aux mouvements relatifs du plateau.
Evidement, pour savoir si ton servo moteur et tes engrenages peuvent convenir, tu ne pourras pas échapper à un calcul du moment d'inertie des éléments en rotation (Objet sur le plateau, plateau, engrenage, rotor du moteur) et en fonction des prétention d'accélération angulaire évaluer le couple moteur nécessaire.
Pourquoi 80 et 40 dents? quel diamètre? quel matière? quelle masse? quel servomoteur? quelle accélération angulaire? quelle vitesse de rotation? pourquoi aucun capteur de position?
Il est bien évident que chacune des ces questions doit avoir une réponse, pas forcément précise, mais au moins l'ordre de grandeur.

[mécano41]

Bonjour à tous,

...et je me permets d'ajouter au dernier message de Fabang : quelle est la précision d'arrêt nécessaire pour chaque position. Un plateau tournant qui transfère des flacons pour les remplir, par ex. ne nécessite pas la même précision d'arrêt qu'un plateau qui transfère des pièces pour procéder à un opération d'usinage précis à chaque position...

Cordialement

[ahtchoum]

La précision n'a pas d'importance dans mon cas (on va dire précis à 2° près). Je ne peux pas donner d'informations sut le moteur car je souhaite justement le deteminer avec ces calculs (puissance, couple). Je souhaiterai trouver une relation entre le poids max que peut peser l'ensemble (plateau+objet) (2Kg dans mon cas) et les caracteristiques du moteurs et de l'engrenage (le 40 et 80 étaient ds exemples)

[fabang]

Quand tu feras le calcul du couple, tu ne verras pas apparaitre le poids dans des formules.
Ce n'est pas le poids, mais le moment d'inertie qui impacte le choix du moteur.
Une masse de 2kg qui fait 5cm de diamètre ne nécessite pas du tout le même moteur qu'une masse de 2kg qui fait 1m de diamètre avec la masse répartie ne périphérie.

[ahtchoum]

Merci pour vos réponses. Après plusieurs recherches je pense revoir mon idée et partir sur un moteur pas à pas avec le plateau directement sur l'axe du moteur.

[mécano41]

Bonjour à tous,

Merci pour vos réponses. Après plusieurs recherches je pense revoir mon idée et partir sur un moteur pas à pas avec le plateau directement sur l'axe du moteur.

Je doute qu'un moteur pas-à-pas puisse attaquer ton plateau directement, vu son inertie. L'électronique a dû évoluer dans le bon sens mais à une certaine époque (de mon temps!! ) il était conseillé que l'inertie ramenée au moteur ne dépasse pas l'inertie du rotor...d'où la nécessité d'un réducteur (qui ramène au moteur l'inertie du plateau selon le carré de la réduction). C'est juste une indication ; il faudra consulter le technicien du fournisseur de moteur et de son électronique...

Cordialement

[ahtchoum]

Bonjour,
Merci pour cette réponse. En effet, un moteur pas-à-pas ne peut pas être attaqué directement sur son axe.
Donc le plus astucieux et simple serait une courroie (roues dentées + chaîne) ? Dans ce cas, j'ai une relation entre le couple moteur Cd, le moment d'inertie {plateau + objet} J, le rapport de transmission r, l’accélération angulaire de la roue menée wpoint et le rendement n de la forme :

Cd = wpoint*r*J/n.

Mais le problème est que l'accélération angulaire wpoint ne m'est pas utile. Je veux juste que quand je demande au moteur de tourner de 45°, le plateau tourne lui aussi de 45°. De plus, elle va dépendre du moteur donc calculer le couple du moteur nécessaire à l'aide d'une donnée qui dépend aussi du moteur ne me mènera à rien je pense.

[fabang]

L'accélération angulaire est une donnée incontournable. Si le moteur passe de l'arrêt à la rotation, il y a nécessairement accélération angulaire.
Comme il y a masse en mouvement, il y a inertie, et comme il y a accélération angulaire il y a couple aussi.
Si tu supprimes inertie et accélération qui sont les seuls paramètres qui interviennent dans le calcul, il ne reste rien, et tu n'as même plus besoin de moteur.
Ton moteur se fiche que la masse posée sur le plateau fasse 50tonnes. Lui ne voit que l'inertie et l'accélération angulaire.
Tu pourras te poser des questions sur les couples de frottements, et la force d'entretient du mouvement qu'une fois que ton moteur aura mis la masse en mouvement.

[mécano41]

Bonjour,
Merci pour cette réponse. En effet, un moteur pas-à-pas ne peut pas être attaqué directement sur son axe.
Donc le plus astucieux et simple serait une courroie (roues dentées + chaîne) ? Dans ce cas, j'ai une relation entre le couple moteur Cd, le moment d'inertie {plateau + objet} J, le rapport de transmission r, l’accélération angulaire de la roue menée wpoint et le rendement n de la forme :

Cd = wpoint*r*J/n.

Mais le problème est que l'accélération angulaire wpoint ne m'est pas utile. Je veux juste que quand je demande au moteur de tourner de 45°, le plateau tourne lui aussi de 45°. De plus, elle va dépendre du moteur donc calculer le couple du moteur nécessaire à l'aide d'une donnée qui dépend aussi du moteur ne me mènera à rien je pense.

Supposons :

- que tu veuilles faire tourner ton plateau de (rad)
- que tu aies prévu une réduction R par courroie et pignons crantés, par ex. R=1/10 (si le plateau tourne de 45°, le moteur tourne de 450°)
- que l'inertie plateau + masses portées soit J1 (kg.m²)
- que le temps d'évolution pour tourner de soit t1 (s)

Pour avoir le couple minimal, il faut accélérer sur la moitié du déplacement et décélérer sur l'autre moitié, donc :

- le temps d'accélération sera
- l'accélération sera :
- l'inertie ramenée au moteur sera J = J1. R²
- le couple d'accélération sera : (Nm)

Il faut que le moteur donne au moins ce couple plus le couple de frottement et que l'électronique donne l'accélération demandée. Comme je l'avais dit plus haut, il faut voir avec le constructeur si l'inertie ramenée au moteur pas-à pas est suffisamment faible pour au le moteur soit capable de passer d'un pas à l'autre.

Cordialement

EDIT : croisé avec Fabang!

[ahtchoum]

Bonjour,
Merci de vos réponse. Donc :
- si je veux que mon plateau tourne de 180° en 1s (un objet de masse variable (entre 10g et 1kg) sera posé dessus, j'ai peur qu'en allant trop vite il tombe) j'ai une accélération de w'=2*pi rad/s^2
- si le moment d'inertie {plateau + objet} vaut J1=0.023 Kg.m^2 (l'objet étant de masse et de taille variable (allant jusqu’à 30 cm et 1 kg) j'ai considéré le pire des cas, c'est à dire que le système {objet+plateau} est un cylindre de 2kg et de hauteur et de rayon 15cm).
- mon rapport de réduction est de 1/2
Alors l'inertie ramenée au moteur vaut J=0.023/4=0.0058 Kg.m^2 et le couple d'accélération sera C=J*w'=0.036 N.m.

Le moteur doit donc avoir un couple supérieur à 0.036 N.m. Pour l'accélération, je ne trouve pas d'informations sur les catalogues comment puis je la trouver ?
J'ai également vu qu'il était question d'un couple de maintien pour les moteur pas-à-pas. Pour être sûr que le moteur tourne pour chaque objet que je placerai sur le plateau dois je calculer le couple ramené au moteur du plateau vide et le comparer au couple de maintien ou alors ai je mal compris le principe ?

[fabang]

Un moteur DC tout simple, type universel par exemple, quand tu lui applique une tension (et donc impose un courant) il tourne.
Pour qu'il ne tourne pas, il faut qu'il ne soit pas alimenté. Mais s'il n'est pas alimenté et que la charge exerce un couple sur le moteur, celui-ci est entrainé par la charge.
Sur un pas à pas, si le moteur est alimenté, mais que les phases n'évoluent pas, il ne tourne pas. Par contre il possède un couple de maintient, c'est dire que si la charge exerce une force sur le moteur, il s'oppose au mouvement.

[ahtchoum]

Merci, je pense avoir compris.
Donc ça veut dire qu'en réalité l'information du couple de maintien me donne une information sur le couple a ne pas dépasser pour ne pas occasionner de rotation involontaire du moteur ?