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Filament ABS

HERAS Melvin

Remplisseuse de tube

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Bonjour,

Je suis étudiant alternant et pour mon projet au sein d'une entreprise, je souhaite réaliser cette machine ou une machine réalisant les mêmes tâches:

 

Cette machine comme vous pouvez le voir permet de remplir des tubes à essais automatiquement. Pour ce qui est de son fonctionnement, on lui donne la position du premier et du dernier tube et on lui donne la disposition des tubes ( et donc le nombre ) cette machine grâce aux coordonnées va remplir chaque tubes avec 9ml d'une solution salée à l'aide d'une pompe péristaltique reliée à une buse via un tube de silicone. J'ai pensé à changer le système de guidage ( le bras ) par ce système:

Car je trouve ce système intéressant, il est précis et rapide. Mon problème est que c'est mon premier projet en autonomie donc j'ai du mal à choisir mes moteurs. Je ne sais pas trop sur quelle technologie de moteur partir même si après quelque recherche je pense que le pas à pas est une bonne solution. Mais je n'ai aucune idée de la valeur de couple que je dois avoir, je sais que le couple correspond à l'accélération et donc dans mon cas à l'effort pour le "démarrage", sachant que la système s'arrête et repars souvent pour remplir les tubes je me dis que c'est un point important mais je ne sais pas si cette valeur doit être élevé sachant que le poids de mon système, de mon tuyau et de ma buse ne sont pas très élevés. J'aimerais donc avoir un peu d'aide pour ma valeur de couple et savoir si je dois faire attention à des caractéristiques en particulier.

En attente d'une réponse je reste disponible pour plus d'informations et vous remercie d'avance pour votre aide. 

HERAS Melvin  

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Il y a 3 heures, HERAS Melvin a dit :

En attente d'une réponse je reste disponible pour plus d'informations et vous remercie d'avance pour votre aide. 

Bonjour Melvin

Les systèmes de guidage et de déplacement des imprimantes 3D sont parfaits pour la réalisation de ton projet. Tu n’as qu’une simple buse à déplacer dont le poids doit être très inférieur à une tête d’impression 3D. Il n’y a donc pas à se soucier du couple.

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Bonjour Olivier,

Je vous remercie pour votre réponse. J'aimerais savoir si il y a des points sur lesquels je dois faire vraiment attention ou non ? De plus j'aimerais savoir si la communication entre deux moteurs pas à pas est compliqué car sur ce système l'axe X est contrôlé par deux moteurs qui doivent communiquer. Je te remercie encore pour ton aide.

HERAS Melvin

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il y a 25 minutes, HERAS Melvin a dit :

Bonjour Olivier,

Je vous remercie pour votre réponse. J'aimerais savoir si il y a des points sur lesquels je dois faire vraiment attention ou non ? De plus j'aimerais savoir si la communication entre deux moteurs pas à pas est compliqué car sur ce système l'axe X est contrôlé par deux moteurs qui doivent communiquer. Je te remercie encore pour ton aide.

HERAS Melvin

Je pense qu’il faut que tu décomposes ton projet en au moins 2 morceaux :
La mécanique et l’électronique.
Il y aura forcement des points sur lesquels il faudra faire attention mais il faut d’abord que tu avances plus dans la définition.
Les moteurs ne doivent pas communiquer entre eux. C’est une carte électronique qui va les piloter en fonction des données qui lui seront envoyées pour commander l’axe (moteur) X et l’axe (moteur) Y.

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D'accord, oui il est vrai qu'il serait préférable de décomposer le projet car celui-ci est assez complet, j'aimerais savoir une dernière chose, je ne sais pas si tu peux m'aider mais en lisant des documents j'ai entendu parler de résonance mécanique ainsi que de plages de vitesse " Interdites " (perte de pas, phénomènes de résonance), je voulais savoir si cela aura une incidence sur mon projet ou si ces phénomènes sont "facilement" supprimable. Il me semble avoir vu sur un forum parlé de bowden et vis à bille pour la résonance. Pourrais-tu m'éclairer un peu sur ce sujet ? Encore une fois 1000 merci

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il y a 13 minutes, HERAS Melvin a dit :

D'accord, oui il est vrai qu'il serait préférable de décomposer le projet car celui-ci est assez complet, j'aimerais savoir une dernière chose, je ne sais pas si tu peux m'aider mais en lisant des documents j'ai entendu parler de résonance mécanique ainsi que de plages de vitesse " Interdites " (perte de pas, phénomènes de résonance), je voulais savoir si cela aura une incidence sur mon projet ou si ces phénomènes sont "facilement" supprimable. Il me semble avoir vu sur un forum parlé de bowden et vis à bille pour la résonance. Pourrais-tu m'éclairer un peu sur ce sujet ? Encore une fois 1000 merci

Il faut considérer 2 choses.
Une structure qui possède ses propres fréquences de résonance.
Les sources d’excitation qui génèrent des fréquences d’excitation.
Si les fréquences coïncident la structure va se mettre à vibrer fortement et c’est là que les ennuis commencent.
Dans ton cas ton cas tu n’as qu’une petite buse à déplacer pas très rapidement et les masses sont faibles. Les accélérations ne seront pas très importantes.
Les vibrations seront certainement minimes et si elles se produiront hors phase de remplissage. Tu devras peut être prévoir un système pour éviter que la buse ne goutte ?
Maintenant les fréquences propres des structures sont fonction de la taille de celles-ci. Si tu fabriques une remplisseuse de tubes de 2m par 2m tu ne rencontreras pas les mêmes soucis que si elle ne fait que 50cm par 50cm.

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il y a 3 minutes, HERAS Melvin a dit :

Je comprend. Je te remercie pour ton aide et le partage de tes connaissances, cela m'a bien aidé, je te suis très reconnaissant. Bonne journée :D

HERAS Melvin

Ton projet est très intéressant. Je te souhaite bonne chance dans ton entreprise.?

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Pourquoi tu veux 2 moteurs sur le même axe? Car un moteur, une poulie et une courroie ça devrait le faire non ?

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Beau projet et pas si compliqué que ça en réalité à partir du moment ou les sketches arduino ne posent pas de problème. Il faudrait un peu étoffer ton cahier des charges si tu veux partir dans la bonne direction.

  • Y a t-il nécessité de mettre d'autre contenant que des tubes à essais?
  • Faut-il que ces tubes soient stockés dans des cagettes (pour une utilisation future), ou ils peuvent être en ligne.
  • Quel "débit" doit sortir la machine?

La machine que tu présentes plus haut est la méthode la plus "compliquée" avec 2 axes. Si tu peux faire des lignes de tube à essai, un seul axe suffit et ça simplifie beaucoup les choses. Autre manière de voir les choses, les tubes peuvent éventuellement être dans un tourniquet ce qui est encore plus simple à gérer (surtout pour la partie mécanique). Enfin si tu as besoin de remplir de grande quantité de tubes un système de chaine d'embouteillage, où c'est le contenant qui est amené sous la buse, est peut être plus approprié. Le plus compliqué pour des tubes à essai reste finalement de les faire tenir debout.

Bref plein de possibilités. Pour la cinématique et vu les masses déplacées, un simple arduino et un/des NEMA 17 (moteurs classiques d'imprimante 3D) sont parfaitement adaptés.

Modifié (le) par Tircown

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Bonjour et merci pour vos réponses.

db42 je souhaitais mettre 2 moteurs car sur le système existant comme tu peux le voir nous avons qu'un moteur et un bras suspendu et avec le temps ce bras bouge c'est pour cela que je souhaitais faire le même système que pour l'imprimante 3D et celle-ci a deux moteurs sur l'axe X.

Tircown effectivement il y a plusieurs possibilité et plusieurs chose à savoir pour ce projet. La machine doit être capable de remplir QUE des tubes à essais, actuellement ceux-ci sont disposés dans des portoirs. Si nous mettons qu'un axe et que nous remplissons des lignes, nous allons nous retrouver avec un problème de rendement car il faut tout de même remplir un grand nombre de tube. De plus pour le débit je n'ai aucune indications, mon projet est simple de construire une machine remplissant un grand nombre de tube avec 9ml d'une solution salée. De plus j'ai fais des petits dessins des différentes solutions et j'ai effectivement pensé à faire une "chaîne de production" le problème majeur de ses systèmes est la taille. En effet le système est posé sur une paillasse donc je n'ai pas un très grand espace disponible pour le système. Après il est possible de faire une "chaîne de production" tout en hauteur. Je vais présenter les différentes solutions et je verrais laquelle est validée et ensuite je pourrais passer à l'étude, la conception et réalisation. En tout cas merci pour vos réponses très pertinentes.

HERAS Melvin 

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Bonjour Tircown,

Après avoir discuté avec mon tuteur je vais partir sur un système de type imprimante 3D que voici:

Donc je vais devoir le concevoir entièrement donc pour ce qui est des pièces cela devrait aller, 3 moteurs, une base, des courroies etc.. sachant que j'ai déjà à disposition une pompe péristaltique à disposition. Cependant j'ai un problème pour l'électronique et l'informatique. Je dois estimer le prix mais je n'ai aucune idée de comment partir pour l'électronique. Effectivement j'ai pas mal de base en électronique ( je sors d'un DUT GEII ) cependant une fois dans la pratique je ne sais pas par où débuté, je ne sais pas sur quoi je dois partir etc.. pouvais-vous m'aider ? 

Merci d'avance.

HERAS Melvin

XY_2.0.PNG

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il y a 21 minutes, HERAS Melvin a dit :

Effectivement j'ai pas mal de base en électronique ( je sors d'un DUT GEII ) cependant une fois dans la pratique je ne sais pas par où débuté, je ne sais pas sur quoi je dois partir etc.. pouvais-vous m'aider ? 

Ta machine doit elle fonctionner de façon autonome, écran tactile et carte SD par exemple ou par ordinateur via USB ou les deux ?

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Donc pour ce qui est du fonctionnement de la machine. Nous avons le technicien qui vient placer les tubes dans leurs racks sous la machine, le technicien indique via une interface par exemple le nombre de tube, où se trouve le premier, le dernier tube etc.. et ensuite il lance le programme qui vient placer automatiquement la buse sous chaque tube et le remplissage se fait aussi de manière automatique, comme sur la première vidéo.

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Un "chaîne d'embouteillage" ne prend pas forcément beaucoup de place. Mais si de toute façon les tubes doivent être disposés dans un portoirs, effectivement le système que tu montres semble mieux adapté.

Pour rejoindre @db42, inutile de mettre 2 moteurs. Vu les faibles masses en mouvement une cinématique CoreXY est envisageable.https://www.lesimprimantes3d.fr/forum/uploads/monthly_2016_04/reference.png.6dd7fa9e2718d5419e093fbc519f25f8.png

Pour le budget, ce n'est pas l'électronique qui pèse le plus lourd mais plutôt la mécanique et la structure. Plus les longueurs sont importantes plus le prix grimpe. Une solution intéressante en qualité/prix serait de partir sur des V-slot ce qui a l'avantage de servir de guidage ET de structure en même temps. Autre solution plus haut de gamme: les rails MGN12; ou plus abordable: les barres rectifiées avec des paliers linéaires ou mieux, des paliers igus. Bref il y a le choix.

L'électronique est basique, hormis pour  faire fonctionner la pompe, il te faut:

  • 2 ou 3 moteurs NEMA 17 suivant la cinématique choisie,
  • 2, 4 ou 5 endstops mécanique/optique/etc. (càd 1 par axe pour le homing,  ou mieux, 2 par axe pour le min et max et un 5ème pour ma suggestion ci-dessous)
  • un kit cnc shield, le lien est de l'ultra lowcost mais fonctionnel, si le budget n'est pas trop serré tu peux trouver un équivalent de meilleurs qualité et préférer un arduino original (pas une copie chinoise),
  • une alimentation électrique. Pas besoin d'une forte puissance,
  • Un bouton marche/arrêt,
  • Un bouton d'arrêt d'urgence :emoji-E412:

Pour le script, je trouve "Marlin", "GRBL" et autres firmware pour CNC et Imprimante 3D surdimensionnés pour l'usage fait ici. Au final il te suffit de parcourir une grille sans grande précision. Un sketch fait maison n'a rien de très compliqué et si tu as l'habitude ça prendre beaucoup moins de temps que de comprendre et paramétrer Marlin/GRBL.

Une idée comme ça: si les tubes à essais dépassent du support, plutôt que de paramétrer leur position, pourquoi ne pas les détecter. C'est bien plus simple à mettre en place qu'une interface utilisateur.

Pour le reste, à toi de travailler :P

Modifié (le) par Tircown

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Bonjour,

Je souhaite te dire un grand merci pour ton aide. Je vais réfléchir à tout ce que tu m'as dis, c'est vraiment très sympa d'avoir pris du temps pour m'aider. Je vais de ce pas me mettre au travail. Encore un grand merci et bravo pour tes connaissances. Je te tiendrais au courant de l'avancement de mon projet si cela t'intéresse. Encore merci.

Bonne journée.

HERAS Melvin

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Bonjour,

Je reviens sur ce sujet car j'ai une interrogation sur la mécanique, effectivement j'avais dis que je souhaitais mettre 3 moteurs, 2 pour l'axe y et 1 pour l'axe x. J'hésite cependant à enlever un moteur sur l'axe y c'est à dire, utiliser qu'un moteur et à l'aide d'une courroie et d'un "arbre de transmission" transmettre le mouvement aux deux poulies se trouvant aux extrémité. Je me demande si cela suffirait sachant que mon système ne risque pas d'être très lourd et que je compte acheter des rails de guidage linéaire de qualité afin d'avoir un glissement de qualité. J'espère m'être bien expliqué. Merci pour vos réponses.

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Aucun soucis pour mettre un seul moteur avec une courroie sur l'axe y. Les core xy et les h-bot utilisent de principe avec des vitesses de 100mm/s et parfois plusieurs mètres de courroies

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