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servomoteur à boucle fermée versus moteur pas à pas à boucle fermée

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Message  p7m13 Ven 22 Déc 2023, 18:11

Bonjour.
Je recherche les réponses à :
. quelles sont les différences techniques entre ces 2 types de moteur ?
. quelles sont les avantages et inconvénients ? La rotation du premier est-elle plus précise ?

Le cahier des charges de l'éducation nationale concernant la combinée Alcera Gambin 300P cnc (1984) ne souhaite pas une précision au centième. Sur 'ma' machine, aucun moteur n'existe. Lequel des 2 types de moteur est préférable ?

p7m13
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Message  Miyazawa Lun 12 Fév 2024, 08:12

Bonjour!


servomoteur à boucle fermée versus moteur pas à pas à boucle fermée

1. Un servomoteur est forcément à boucle fermée. Sinon, c'est un moteur ordinaire.
On considérera donc que votre titre est moteur à boucle fermée et moteur pas à pas
à boucle fermée.

2. En factorisant votre phrase par "à boucle fermée", le problème revient donc à
la différence entre un moteur pas à pas et un moteur ordinaire.

3. À ce stade, on doit dire qu'il existe beaucoup de variaitons de moteurs autres
que pas à pas.
Quel moteur utilisez-vous? Un "brushless DC" (BLDC)?

En supposant que c'est un BLDC:
- Le BLDC a trois (séries de) bobinages
- Le stepper en a 2.
- Le BLDC est conçu plutôt pour un fonctionnement continu
- Le stepper est conçu plutôt pour un fonctionnement par pas et sous-multiples de pas.

Rotation plus "précise"? Je ne vois pas bien ce que vous voulez savoir.
Précision en quoi? En vitesse? En position?
Dans un cas comme dans l'autre, la réponse la plus pertinente est "ça dépend".


Le cahier des charges de l'éducation nationale concernant la combinée Alcera Gambin
300P cnc (1984) ne souhaite pas une précision au centième. Sur 'ma' machine, aucun
moteur n'existe.

Je ne vois pas non plus ce que signifie "le cahier des charge ne souhaite pas une
précision au 1/100". Comment peut-on ne pas souhaiter une précision?

Votre machine n'a pas de moteurs, mais est-ce que ce sont uniquement les moteurs
d'avances? Ou alors pas de moteur du tout? J'imagine que ce ne sont que les avances.
Un stepper n'aurait aucun sens comme moteur principal.

En ce qui concerne les avantages et inconvénients:

- Le stepper a un fort couple de maintien, mais ceci n'est possible que grâce à un
courant énorme même à l'arrêt.

- Il est possible de le faire fonctionner en micropas.
Exemple: une valeur commune de nombre de pas par tour est 200. Donc chaque pas fait
tourner de 1.8 degré. Si vous utilisez une vis à billes au pas de 5mm, par exemple,
chaque pas du moteur fera avancer l'écrou de 5mm/200 = 25µ. C'est donc assez grossier.
Par contre, en utilisant des micropas, par exemple 25000 micropas, alors vous arrivez
à 5 / 25000, soit 0.2µ par micropas.

- Attention!!! 0.2µ par micropas ne veut pas dire que vous aurez une exactitude de
dingue sur vos usinages. Tout dépend de la vis utilisée. Si vous achetez une vis
chinoise à 20 balles, vous aurez ce que vous achetez, rien de plus et il est fort
possible que vous soyez déçu.

- Il faut penser aussi qu'une vis, ça se déforme. Si pour une raison obscure, vous
avez des efforts d'avance énormes, la vis va s'étirer ou se comprimer et adieu
l'exactitude du mouvement.

- Solution: utiliser une règle magnétique. En clair: n'utilisez pas la vis comme
référence des mouvements, traitez la mesure à part. De cette façon, vos dimensions
auront l'exactitude de la règle magnétique. Bon, ça augmente légèrement la complexité,
mais pas tant que ça. Attention: les systèmes de mesure magnétiques n'aiment pas les
copeaux ferreux. La règle magnétique va mesurer le déplacement réel de votre table,
indépendamment de la vis. Et vous pouvez utiliser cette mesure dans la boucle
d'asservissement, indépendamment du type de moteur.

Bon, le même système d'avances avec un BLDC maintenant.
Tant que la position est loin de la consigne, le BLDC aura un courant assez fort.
À l'arrêt, le courant peut être réduit. Donc ça chauffera moins. Dans le cas d'un
BLDC, vous ne connaissez pas l'angle de la vis, donc vous ne pouvez pas utiliser
cet angle pour connaître la position de l'écrou. Une solution est d'utiliser un
encodeur angulaire, mais dans ce cas, on en revient au problème évoqué plus haut:
si vous avez une vis de basse qualité, vous ne pourrez pas faire des usinages
précis.

En résumé, en supposant que vous parlez des moteurs d'avances, il est préférable
d'utiliser des BLDC et des règles magnétiques. Sinon BLDC et encodeur angulaire.
En dernier lieu, moteur pas à pas.

Elodie
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brise-copeaux, TRD, p7m13 et simca aiment ce message

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Message  p7m13 Lun 25 Mar 2024, 17:00

Je suis (très loin !) d'être un spécialiste de la chose. Je cherche à remettre sur x et y et z des moteurs programmables car mon Alcera Gambin CNC a été massacrée par un précédent inconnu possesseur de ma machine.
Je trouve sur internet des kits de moteurs pas à pas (en majorité chinois) moteur + pilote + alim. Kits qui sont déclarés vendus soit en asservissement à boucle ouverte soit en asservissement à boucle fermée.
Par contre, je n'ai jamais vu jusqu'ici un kit intégrant un/des codeur(s) intégrés au moteur ou au pilote. Je pense donc que ces kits Nema34, vendus sans de codeur, annoncés asservis en boucle fermée donneront tout simplement la précision d'un moteur (moins cher) prévu pour être en boucle ouverte. Me trompe-je ?

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Message  p7m13 Lun 25 Mar 2024, 17:03

je vais aller à la pêche aux informations sur les bldc

J'ai vu sur le net des stepper à 2 et à 4 bobinages.
Dans le très intéressant laïus ci dessus, je comprends l'avantage d'une règle magnétique versus une tige à billes 'tordue'.  Mais quid de l'avantage de cette règle versus une tige à billes en très bon état ? Idem, quid de l'avantage d'un moteur bldc versus stepper motor : le bldc chauffe moins donc dure plus longtemps ??

J'ai démonté la broche, les roulements sont neufs, la machine date de 1986 et a très peu tourné.
Pour moi, les tiges à billes sont en très bon état.
Un ami mécanicien a modifié le haut de la broche : je dispose maintenant d'une pièce (un filetage) permettant de debloquer l'éventuel frettage sur le cône morse 3, sans utiliser de marteau. Je précise que je n'ai jamais utilisé ni marteau ni maillet car je n'ai jamais bloqué ... car j'ai très peu utilisé la machine pour l'instant.

Après cette modif (et donc aussi avant celle-ci), le jeu du nez de broche, mesuré sur une fraise morse 3 en tournant lentement à la main est d'environ 0,5 µm.  Une fois un porte pince rajouté, le jeu sur une fraise de diamètre 6 mm oscille entre 1 et 2 µm.

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Message  TRD Lun 25 Mar 2024, 21:23

Du jeu ?

Mais normalement avec la precharge des roulements et le serrage de la pince le jeu devrait être nul.

Pas forcement le faux-rond.

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La théorie c'est quand on sait presque tout et que rien ne fonctionne.
La pratique c'est quand tout marche à merveille et que personne ne sait pourquoi.

Albert EINSTEIN

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Message  p7m13 Lun 25 Mar 2024, 23:31

Je parle ici du faux rond, en m'eloignant du sujet que j'ai créé

un moteur tel que celui-ci https://www.amazon.fr/servomoteur-courant-alternatif-encodeur-magn%C3%A9tique/dp/B0CQMLNQZL serait-il plus judicieux qu'un nema34 asservi en boucle fermée ? Pour chaque avance.

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Message  Miyazawa Lun 29 Avr 2024, 15:09

Bonjour!

Désolée, j'ai eu beaucoup à faire ces temps ci...

Je ne peux hélas pas vous répondre sur ce que les vendeurs entendent par "boucle
fermée" ou ouverte.
Mais je serais vous, je chercherais ailleurs qu'en Chine. Ici, il y a des vendeurs
par correspondance qui vendent des produits souvent neufs, mais qui ont par exemple
été achetés par erreur. J'ai acheté récemment des glissières Hiwin au 1/10 du prix
ou même moins. Pour me faire une fraiseuse. Et c'est de la qualité suisse pour ainsi
dire. Enfin Taiwanaise. Taiwan, c'est la qualité japonaise au tiers du prix. Et en
matière de mécanique, le Japon, c'est la Suisse de l'Asie. CQFD.
Donc un site de pièces mécaniques d'occasion, ça pourrait être une bonne source
de composants à bas prix.


Mais quid de l'avantage de cette règle versus une tige à billes en très bon état ?
Idem, quid de l'avantage d'un moteur bldc versus stepper motor : le bldc chauffe moins
donc dure plus longtemps ??

Une règle magnétique, c'est mieux dans tous les cas.
- Vous la fixez "en dur" d'un côté et en plus souple de l'autre, Par exemple avec
des vis et des brides genre lame de ressort qui empêchent la rêgle de se soulever,
mais la laissent libre pour la dilatation.
Dans ce cas, si vous n'exagérez pas sur le serrage, (vis enduite de colle loctite,
et serrée juste bien avant séchage. Voilà, "les conseils d'Élodie") la règle va
toujours être libre, et la dimension dépendra uniquement de la dimension de la règle.
Au fait, c'est dimension ou dimention (s ou t?).

Si la vis à billes est de très bonne qualité, elle le sera peut-être moins avec
l'usure, prendra du jeu, sera soumise à l'extension ou à la compression / flambage.
Ce qui fait qu'il vaut mieux se fier à quelque chose qui donne la position sans contact.
En plus, c'est la position de la table par rapport au bâti, donc exactement ce que vous
cherchez. Avec une vis, vous avez l'angle de la vis que vous multipliez par le pas,
le pas n'est pas forcément exact, il peut y avoir du jeu, de l'extension, de la compression,
etc. Avec une règle, c'est une mesure direct et définitive, vous aurez toujours la position
du chariot ou de la table, par rapport à la règle, rien de plus, rien de moins.

Notons aussi que la règle peut se fixer sur la table dans le cas d'une fraiseuse.
Dans ce cas, le capteur est fixe, ce qui évite d'avoir recours aux chaînes genre
Igus (je ne sais pas comment s'appellent ces chaines. Des chaines qui contiennent
des câbles dans le cas de 2 pièces en mouvement l'une par rapport à l'autre.)
Par contre: choisissez une bonne règle magnétique. S'il est une chose qu'il ne faut
pas acheter en Chine, c'est bien la règle. La vis? Pas de problème, ça coûte 10 balles,
et après quelques années si ça prend du jeu, ça vous re-coûte 10 balles, mais pas
plus (bon, ça dépend un peu des dimensions quand même).

Notez que si vous faites vous-même le système de commande, il est possible d'avoir
encore mieux que la règle toute simple. Une règle avec interface de calibration.
Mais ça demande du matériel un peu coûteux, laser, interféromètre, miroir trirectangle,
etc. Et dans la phase de calibration, vous créez une courbe d'erreur par rapport au
laser. Vous stockez cette courbe d'erreur et vous en tenez compte de cette courbe
de correction quand vous déplacez la table. Il faut évidemment quelque chose
de précis parce que si vous avez 2µ de faux rond, ce n'est peut-être pas la peine
de corriger.

NB: il n'est jamais possible de stocker toute la courbe. Je pourrais développer
si vous voulez, mais ça va commencer à être un peu long et / ou hors sujet.
En tout cas il y a des astuces pour s'en sortir. Hint: polynômes de Lagrange.

Le moteur BLDC.
Un moteur qui chauffe, ce n'est jamais bon, Surtout que dans le cas d'un simple
maintien en position, le moteur ne produit aucun travail. Tout se perd en chaleur.
C'est dommage. Mais dans le principe, ça marche et si ça ne chauffe que dans des
températures possibles pour le moteur, il n'y a aucun problème. C'est surtout
par principe.

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Message  TRD Lun 29 Avr 2024, 18:57

Les chaînes dans lesquelles on fait passer des cables ou des tuyaux souples s'appellent simplement "chaînes porte-câbles".

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