15

€¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

Embed Size (px)

Citation preview

Page 2: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

Mise en situation

Afin d’améliorer les performances du système nous allons remplacer le détecteur de proximité, à ultrason, analogique, par un codeur rotatif capable de calculer la position exacte de l’outil, à 0,005 mm prêt.

Moteur de rotation de la broche

Moteur réducteur (=10) de montée descente

Pièce à usiner

Outils d’usinage

Codeur rotatif

Vis sans fin

course entre l’outil et la pièce = 90 cm

Page 3: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

Ressources techniques

1.Codeur incrémental (codeur relatif) Principe: une lumière émise par une diode électroluminescente est réfléchie par les graduations d'un disque vers un phototransistor qui se sature et se bloque à la cadence du défilement des graduations.

    Le codeur incrémental est surtout utilisé dans les systèmes dont le traitement de l'information est entièrement numérique. Ses impulsions sont comptabilisées de façon à donner une information concernant la position (nombre d'impulsions délivrées depuis une position d'origine) ou /et une information concernant la vitesse (nombre d'impulsions par unité de temps). Dans ce dernier cas, il évite l'emploi d'une génératrice tachymétrique (il est cependant peu précis aux très basses fréquences de rotation).

Un codeur incrémental possède généralement plusieurs voies:- voie Z donnant une impulsion par tour,- voie A donnant n impulsions par tour,- voie B identique à voie A, mais dont les signaux sont déphasés de + ou - 90°, suivant le sens de rotation.

 Caractéristiques principales d'un codeur incrémental - nombre de points par tour ou nombre d'impulsions par tour (exemple: 500 points/tr),- nombre de voies ou nombre de pistes (exemple: 6 pistes A, B, Z, A*, B*, Z*),- tension d'alimentation,- vitesse maximale de rotation.

Page 4: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

 2. Codeur absolu Principe: un disque est divisé en pistes .Chaque piste comporte une alternance de secteurs réfléchissants et absorbants. Comme pour le codeur incrémental, un émetteur-récepteur par piste fournit les informations. Le nombre de pistes fixe le nombre de positions discrètes pouvant être définies: 1 piste = 2 positions, 2 pistes = 4 positions, 3 pistes = 8 positions... n pistes = 2 exp n positions.

    Son principal avantage est qu'il donne une information de position absolue, alors que le codeur incrémental donne la position relative (par rapport à une position initiale variable). En revanche, il est plus complexe, du fait qu'une grande précision de position dépend du nombre de pistes (alors que la précision d'un codeur incrémental dépend seulement du nombre de graduations sur la piste).    Exemple d'un codeur absolu 12 pistes, soit 4096 points (212):

Page 5: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

3. Comparaison de 2 codeurs 512 points 

Type du codeur Incrémental Absolu Nombre de pistes 3 (A,B,Z) 9 (A,B,C,D,E,F,G,H,I) Nombre de capteurs(E-R)

3 9

Connecteur 5 broches utiles 11 broches utiles Nombre de points par tour

512 512

Information 1 tour Immédiate par Z Possible par décodage des pistes A,B,C...

Information sens Facile à élaborer à partir des signaux A et B

Possible

Information vitesse Comptage sur A ou B Comptage sur A

Page 6: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

4.Calcul du nombre de points d'un codeur 

Mouvement circulaire

N = 360 x (1/P) x (Fm/Fc)N: nombre de points du codeurP: précision souhaitée en degrésFm: fréquence de rotation du mobileFc: fréquence de rotation du codeur

Mouvement de translation

N = (1/P) x (Fc/Fe) x QN: nombre de points, par tour, du codeurP: précision souhaitée en mmFe: fréquence de rotation de l'entraînement ( moteur )Fc: fréquence de rotation du codeurQ: rapport de conversion de mouvement rotation-translation ( voir ci-dessous )

chaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm

rouleau entraînantQ = Pi x D = 3,14 x D (en mm)D = 100mmQ = 314un tour de rouleau = déplacement linéaire de 314mm

Page 7: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur
Page 8: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur
Page 9: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

Choix technologiques.

La montée descente de l’outil d’usinage est un mouvement de translation assuré par une vis sans fin et le codeur rotatif est monté sur la vis à bille.Nous voulons atteindre une précision de ce mouvement à 0,005 mm prêt.Le motoréducteur installé a un rapport =10Le moteur, est un moteur asynchrone 4 pôles.

Nous voulons aussi que le choix de cette technologie reste abordable du point de vue technique et du point de vue investissement :

Nous garderons l’API installé, un TSX micro 3710.

Nous voulons un codeur rotatif avec le moins de pistes possible, mais capable de détecter le sens de rotation ( montée ou descente ) de l’outil.

Etude

1) A l’aide de l’ensemble des ressources techniques mises à votre disposition, déterminer le type de codeur rotatif à installer sur le système.

2) Présenter sous forme de tableau tous les avantages et tous les inconvénients de chacun de ces deux types de codeurs.

3) Expliquer ce qu’est une piste sur un codeur rotatif.4) Expliquer l’expression « incrémenter »5) Qu’est-ce que la résolution d’un codeur.6) A quel genre de bloc fonctionnel, dans le programme API, le codeur doit-il être

associé.7) A l’aide des ressources techniques calculer le nombre de points nécessaires au codeur

pour respecter toutes les contraintes des choix technologiques ci-dessus.8) A l’aide des ressources techniques calculer la fréquence des signaux de comptages.9) A l’aide des ressources techniques calculer le nombre de points sur la totalité de la

course de l’outil.

Page 10: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

Commande de matériel

A l’aide des Ressources techniques :

a) Choisir un codeur rotatif parmi ceux proposés par le constructeur, donner sa référence ainsi que toutes ses caractéristiques et justifier son choix.

b) D’après les documents mis à votre disposition déterminer si l’automate installé sur le système est adapté pour recevoir les informations du codeur rotatif. ( justifier votre réponse ).

c) Si l’API n’est pas adapté à recevoir les informations venants du codeur rotatif, choisir la carte qui rendrait possible cette liaison.

Page 11: €¦  · Web viewchaîne cinématique avec vis à billepas de vis = 10mm/tourQ = pas de vis = 10un tour de vis = déplacement linéaire de 10mm. ... Programmation. Programme. Compteur

Programmation

a) Le compteur enregistre une valeur de 46000, calculer la valeur du déplacement de l’outil correspondant à ce nombre.

b) Suite à une coupure de courant pendant la descente de l’outil, il est nécessaire avec ce type de codeur de refaire une prise d’origine avant de redémarrer la descente. Compléter le schéma ci-dessus avec le(s) élément(s) nécessaire(s) à cette fonction.

c) Nous désirons insérer une fonction dans le programme API, permettant de lire directement la valeur du déplacement de l’outil ( en mm ). Pour ce faire nous utiliserons un bloc « OPERATE ». Grâce à ce bloc nous pourrons lire directement dans un mot ( %MW1 par exemple ) la valeur du déplacement de l’outil. Compléter la ligne de programme ci-dessous.

Programme

Compteur

R C1 E

S

D

CU

CD F

Cp= 46000

%MW1  : =  .………… …………

Opérate