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Déplacement linéaire, quel système ?



  1. #1
    M-W

    Déplacement linéaire, quel système ?


    ------

    Bonjour à tous,

    J'ai un projet à réaliser dans le cadre de mon stage et j'aurais besoin de conseils. Je suis étudiant en école d'ingénieur, spécialisé en électronique et j'ai des connaissances de mécanique qui me restent de la prépa.

    Je dois réaliser un "banc de test" qui servira à quantifier la robustesse de bouton poussoir. Je me dirige donc vers un actionneur linéaire contrôlable qui permettrait de déplacer verticalement un bras (tige du vérin), appuyant plusieurs centaines de fois sur le bouton à tester. Ces caractéristiques attendues sont :
    - une force d'appui faible 1-10 Newton,
    - un déplacement faible : entre 50 et 100mm,
    - un contrôle en vitesse et en force d'appui (programmable).
    Il n'y a pas de contrainte d'encombrement ni de prix (il doit être raisonnable toutefois!).

    C'est la que vous intervenez :P Je ne sais pas trop comment choisir l'actionneur (électrique, pneumatique ?), les pré-actionneurs (électrovanne, microcontrôleur), berf le système qui va avec. Toutes suggestions, liens, conseils ou même questions sont les bienvenues

    Merci d'avoir pris le temps de lire ce post

    Jspr ne pas mettre trompé d'endroit pour ce type de sujet :/

    Mathieu

    -----

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  3. #2
    Zozo_MP

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Le plus simple

    - Un moteur électrique à vitesse variable
    - une came qui appui sur la tige guidée en axial sur le guide linéaire tu peux même faire faire un rotation au guide pour que cela simule le bout du doigt qui n'est pas dans la même position selon les personnes ou les doigts utilisés (regarde le même doigt entre ta main gauche et droite)
    - guide linéaire avec une ressort. Au bout du guide un tampon caoutchouc ou autre.
    - pour la pression variable il suffit que le ressort soit plus ou moins comprimé en réglant la hauteur. Reste à trouver le bon montage avec une ou plusieurs ressorts.
    Toutefois pour avoir réalisé ce type de test dans ma jeunesse (si si j'ai connu ça moi aussi la jeunesse ! enfin! ! bref ) pour des keyboards de téléphonie militaire qui ne sont pas des gents très doux en OPEX .

    petite remarque par rapport à ta description
    Il ne faut pas que la pression soit toujours strictement verticale mais qu'
    - elle varie angulairement
    - elle ne soit pas toujours centré sur l'axe du bouton. Il faut presser sur les bords aussi et ce de façon aléatoire ou non. Aléatoire si ce n'est toujours le même utilisateur et non aléatoire pour simuler une personne qui presse toujours de la même façon (regarde comment tes doigts touchent différemment ton clavier d'ordi et aussi la différence de chiralité entre gauche et droite)

    Cordialement
    Dernière modification par Zozo_MP ; 25/06/2013 à 12h27.
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

  4. #3
    M-W

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Salut,

    Merci pour cette réponse aussi rapide. J'avais déjà pensé à ce montage (de même que la bielle ou le système pignon-crémaillère), d'un genre plus "home-made"^^. Je les avais écartés parce que j'avais peur de pas pouvoir contrôler comme je le voulais la force d'appui...

    Du coup ma question est : est ce que le ressort est vraiment nécessaire ? Parce que sa sous-entendrait qu'il repose sur la carte (ou alors j'ai vraiment pas compris comment il peux influencer la pression d'appui de la tige). Et comme a terme il pourrait y avoir un tapis roulant en dessous, c'est plutôt compromettant (même si on en est pas la, chaque chose en son temps comme je disais !).
    Si je prend un moteur DC et que je contrôle sa tension et son courant d'alimentation, je contrôle sa vitesse et son couple non ? Donc sa force d'appui vu que c'est proportionnel... Qu'est ce que vous en pensez ?

    Je vais me pencher sur ce montage du coup, je reviendrais vers vous si j'ai d'autres questions

  5. #4
    Zozo_MP

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    bonjour

    je vous ai suggéré une came car vous êtes certain au centième de mm du point de contact.

    Du point de vue construction c'est pas plus simple que bielle manivelle (un came un tige guidé en axial) avec le bielle manivelle il vous faut un alésage de plus, un bielle car vous aurez quand même et aussi le guidage linéaire.

    Votre idée de contrôler le couple est une bonne solution le ressort ne serait la que pour les différences de hauteur sur le tapis dont vous n-aviez pas parler précédemment

    Attention
    Si je prend un moteur DC et que je contrôle sa tension et son courant d'alimentation, je contrôle sa vitesse et son couple non ? Donc sa force d'appui vu que c'est proportionnel... Qu'est ce que vous en pensez ?
    ce n'est pas exact car dans le cas du bielle manivelle ou d'une came l'effort et quasi infini (comme dans un crémaillère)

    Pour pouvoir utiliser et maitriser le couple il faudrait que la bielle (ou la tige soit à 9 heures ou à trois heures car c'est le point (du point de vue de votre installation) ou vous connaitrez de façon précise le nombre N.m. Si vous êtes à six heures ou 12 heures vous avez une force infinie difficilement maitrisable.


    Cordialement
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Zozo_MP

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    bonjour

    je vous ai suggéré une came car vous êtes certain au centième de mm du point de contact.

    Du point de vue construction c'est pas plus simple que bielle manivelle (un came un tige guidé en axial) avec le bielle manivelle il vous faut un alésage de plus, un bielle car vous aurez quand même et aussi le guidage linéaire.

    Votre idée de contrôler le couple est une bonne solution le ressort ne serait la que pour les différences de hauteur sur le tapis dont vous n-aviez pas parler précédemment

    Attention
    Si je prend un moteur DC et que je contrôle sa tension et son courant d'alimentation, je contrôle sa vitesse et son couple non ? Donc sa force d'appui vu que c'est proportionnel... Qu'est ce que vous en pensez ?
    ce n'est pas exact car dans le cas du bielle manivelle ou d'une came l'effort et quasi infini (comme dans un crémaillère)

    Pour pouvoir utiliser et maitriser le couple il faudrait que la bielle (ou la tige soit à 9 heures ou à trois heures car c'est le point (du point de vue de votre installation) ou vous connaitrez de façon précise le nombre N.m. Si vous êtes à six heures ou 12 heures vous avez une force infinie difficilement maitrisable.


    Cordialement
    Faim dans le monde. Ne laissez de contributeur "sur leur faim", informez nous

  8. #6
    M-W

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Je n'ai pas parlé du tapis car je ne voulais pas alourdir le problème, et que ce n'est pour l'instant qu'une idée, disons la suite logique du projet.

    Après avoir réfléchi à cette histoire de ressort, je me demandais : dans votre montage, le ressort est il attaché :
    - à l'extrémité du piston et au corps du vérin (il serait alors en extension lorsque la tige serait sorti)
    - seulement à l'extrémité du piston et reposerait sur la carte (sans fixation).
    J'ai l'impression que dans les deux cas l'effet freins serait trop présent et limiterais trop l'impact sur le bouton (voir l'annulerais), ou alors il faut calculer précisément la rigidité du ressort et son extension maximale (ce que je ne sais pas faire pour être franc). Donc je ne vois pas trop en quoi il serait bénéfique pour les différences de hauteur (pour autant qu'il y en ait)...

    Autre question (et oui j'en ai plein ), je ne comprend pas tellement cette notion de 9h ou midi. A partir du moment ou l'axe de rotation du moteur est celui de la came, en quoi est ce que cela change qu'elle soit situé à 9h (ou 3h), par rapport à midi ? Pour moi l'effet est le même mais décalé dans le temps (le système est invariant par rotation selon l'axe du moteur). Ou alors je me fais une mauvais représentation de ce que vous considérez comme "le centre de l'horloge".

    Juste pour finir, si je choisis de me lancer dans ce genre de montage, est ce que vous auriez liens vers un tuto (ou autres) pour le montage ? J'ai un peu du mal de passer de la théorie à la pratique, surtout en méca ^^

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  10. #7
    Zozo_MP

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Bonjour

    un dessin vaut mieux qu'un long discours

    Sur ce dessin vous voyez a gauche la position dite à 9 h au centre celle dite à 3 h et à droite la figure C qui montre la position dite à six heure mais qui est aussi dites à puissance infinie.

    Seules les positions à 3 heures et 9 h permettent de mesurer et de piloter exactement l'effort sur la tige par le contrôleur. Le moteur doit être de type pas à pas car son débattement aller et retour n'est que d'une quinzaine de degrés comme sur la vue à trois heure où l'on voit les deux positions : haute et basse du poussoir de tige, placé sur le cercle.

    Voilà !

    Nom : testeur de bouton.JPG
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Taille : 420,2 Ko

    Cordialement
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  11. #8
    M-W

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Merci pour le schéma, ca me permet d'y voir plus clair

    Ca fait longtemps que j'ai pas fait de calcul de couple, de force, de torseur... Parce qu'avec les angles, le ressort, la forme de la came, le calcul de la force me parait un peu complexe... Est ce qu'il y a un moyen simple de lier force d'appui et couple moteur ? Vu que c'est ce qui va me permettre de choisir mon moteur, ça me parait la première chose à faire !

    Ensuite, j'ai cherché un peu ou je pourrais acheter les composants pour le montage. HPC ont pas mal de choix, RS aussi, mais les dimensions sont pas toujours celle que je veux ! Je pourrais faire de la récup mais encore une fois je sais pas trop vers quoi me tourner... Pour la came j'ai rien trouvé d'autre que cette entreprise : ZZ-Antriebe Gmbh. Quelqu'un en connaitrait d'autre ?
    Pour les fixations et la structure de mon montage, qu'est ce que vous me conseilleriez ? Je suis un peu perdu pour passer de la théorie à la pratique faut avouer...

    Mathieu

  12. #9
    Zozo_MP

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Bonjour

    Excusez moi mais je dans le cas du dessin que je vous ai fait c'est le calcul le plus simple que l'on puisse avoir puisque c'est quasiment de la lecture direct.

    Généralement on donne des N.m ou N.cm donc même moi qui suis archi-hyper-supra-nul en math je peux connaitre le couple . Il suffit de mesure le rayon entre le centre de la came et le point qui tout la tige à embout sphérique, puis faire une division du couple moteur pour obtenir les N.mm et une multiplication N.mm x longueur du rayon.

    Par contre je ne sais personnellement pas si l'on peut faire varier le couple d'un moteur pas à pas mais il y a des gens qui savent ça

    Cordialement.
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  13. #10
    M-W

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    J'ai vraiment tout oublié, j'aurais du faire plus d'effort pour chercher, je le reconnais --"

    Du coup pour avoir la force appliqué sur le bouton, comme le système est vertical, il suffit que j'ajoute le poids des pièces (voir que je le néglige) et que j'enlève l'effort du ressort ?
    Peut on faire cette approximation, sachant que les forces ne s'appliquent pas aux même endroits ?

    Mathieu

  14. #11
    Zozo_MP

    Re : Déplacement linéaire, quel système ?

    Bonjour

    soit vous faite un calcul, mais avec le ressort c'est moins facile soit vous étalonnez votre système à partir du couple du moteur comme je l'ai indiqué précédemment.

    Pour étalonner votre système vous prenez une Balance électronique qui pèse au gramme près voir moins (pas très cher). Vous mettez votre balance à la place du bouton et ainsi vous pouvez vérifier tout ce que vous voulez et cela quelque soit le système que vous retiendrez (moteur, pneumatique, poids)

    N'oubliez pas le banal poids d'épicier mis sur un bras de levier c'est le plus simple, le plus fiable et le moins compliqué à mettre en oeuvre. Evidemment cela ne fait pas très Geek.

    Vous pourriez faire un petit effort pour nous indiquer quel protocole vous avez retenu. C'est-à-dire 1000 fois la même pression sur le m^me bouton ou si c'est pour un test qualité c'est une pression sur un seul bouton (défilement d'une carte sur un tapis) et une seule fois pour voir s'il marche ou si le circuit entier fonctionne.

    Comme nous ne savons (de marseille) toujours pas quel est le degrès de sophistication ou de simplicité du test que vous voulez réaliser vous nous laisser ramer à votre place dans un canoé en fil de fer barbelé et sans pagaie (sans compter les moustiques d'un autre posteur africain).

    Voilà ils y a plein de solutions mais à marin qui ne sait ou il va, aucun vent n'est favorable.

    Cordialement
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