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Présenté p a r :A b i d
O u c e m a
K a r r a y
K h a l e d
PlanI. Les moteurs:
1. Les moteurs à courant continus2. Les moteurs pas à pas3. Les servo-moteurs
II. Les vérins:1. Les vérins à simple effet2. Les vérins à double effet
Les actionneurs• Un organe de la partie opérative • Reçoit un ordre de la partie commande • Convertit l’énergie qui lui est fournie en un travail utile à l’exécution de tâches souhaitées
• On est donc incapable de faire mouvoir nos futurs robots sans connaitre les principaux actionneurs en robotique.
Partie commande Partie opérative
TâcheExécutée
Les moteurs• Crée un mouvement de rotation par conversion de l’énergie électrique en énergie mécanique.
• Fonctionnement : phénomène d’électromagnétisme • But :
pour maintenir une position donnéepour avoir des mouvements précis et discretspour faire tourner un ensemble…
Les moteurs
CC
Les brochesélectriques
Le corps-bâti
Axe de sortie
Le rotor
Le stator
L'avantage principal des machines à courant continu réside dans leur adaptation simple aux moyens permettant de régler ou de faire varier leur vitesse, leur couple et leur sens de rotation.
Le stator(ensemble fixe ) formé généralement par deux aimants ou parfois un bobinage, fait circuler un flux magnétique transversal
Les aimants
Le rotor(ensemble mobile) formé par des bobinages et accolé à un collecteur.Un courant circule à l’intérieur.
Le collecteur
Les bobinages
Les forces de Laplace
Principe de fonctionnement
Loi de Laplace :
Un fil conducteur
d’électricité qui baigne
dans un champ
magnétique est alors
soumis à une force.
Champ
magnétique
Courant
électrique
Force générée
On a donc un
couple moteur
Simulation
En pratique:
• Le moteur tourne « vite » (plus de 3000 tr/minutes )
• Le couple moteur est assez faible
On y remédie ( généralement) en ajoutant un
réducteur.
.Un réducteur est un système d’engrenages dont le rapport de transmission est inférieur à 1 utilisé afin d’augmenter le couple moteur .
Plus le réducteur réduit la vitesse de rotation, plus le couple de sortie augmente.
.
Les moteurs PAS A
PASLes moteurs pas à pas sont utilisés dans de nombreux appareils ( imprimantes, fax , photocopieurs , traceurs .... ) le but étant de faire
déplacer des ensembles mobiles avec une grande précision par
rapport aux moteurs à courant continu.
On trouve trois types de moteurs pas à pas :
• Le moteur à réluctance variable
• Le moteur à aimants permanents
-bipolaire
-unipolaire
• Le moteur hybride, qui est une combinaison des
deux technologies précédentes.
Différents types
Principe de fonctionnementPlus le signal sera bref et plus le mouvement lentPour inverser le sens de rotation, il suffit d’inverser la séquence.
1.Pas complet
2.Couple maximum
3.Demi pas
Simulation
Avantages
• Précision : angle proportionnel aux impulsions de commande
• Vitesse réglable : proportionnels à la fréquence des impulsions
• Couple élevé à faible vitesse• Couple maintenu en alimentation• Fonctionne en boucle ouverte
Inconvénients
• Vitesse limité
• Plus encombrant que le moteurs CC
• Possibilité de résonance: suite à la commutation des impulsions de commande
Les SERVO
MOTEURS• un servomoteur est utilisé pour obtenir une position• Autorise des rotations précises s’étalant dans la plage [-45,45] °• Contient 3 fils : masse, +5V et l’entrée de signal de commande
• Un moteur CC• Une boite de réduction• Potentiomètre de
feedback• Une carte de contrôle
pour l’asservissement
• Se commande en PWM: pulse width modulation
• une impulsion de 1ms positionne le servo à sa limite gauche
• une impulsion de 2ms positionne le servo à sa limite droite
• une impulsion de 1.5ms positionne le servo à sa position centrale
• Ces impulsions doivent avoir une fréquence de 50 HZ
• La carte de contrôle reçoit l’impulsion
• Elle envoie le servo à la position correspondante ( en
utilisant la boite de réduction et le moteur)
– Position proche: vitesse lente
– Position éloigné: grande vitesse qui diminue en
s’approchant du cible
• Elle lit la position en utilisant le potentiomètre
comme feedback pour asservir la vitesse
Avantages
• la simplicité de sa commande (un seul fil)• Un bon couple • Sait atteindre une position et s'y tenir. • la taille et la compacité.
•la limitation d'angle de rotation•Moins précis qu’un moteur pas à pas
Inconvénient
Simulation
Du servomoteur au moteur réducteur
• On fait croire au servo qu’il n’atteint jamais sa cible en désactivant le potentiomètre
• Une impulsion de 1ms fait tourner le moteur indéfiniment vers la gauche
• Une impulsion de 2ms fait tourner le moteur indéfiniment vers la droite
• Le moteur étant dans sa position centrale:– Une impulsion de 2ms le fait tourner rapidement– Une impulsion de 1.6ms le fait tourner lentement
Les Verins• Largement utilisé dans la robotique• Reproduit les actions manuelles d'un opérateur telles que pousser, tirer, plier, serrer, soulever, poinçonner, positionner, etc...
Le vérin à simple effet est ramené dans sa position d’origine avec un ressort. Il dispose d’un seul orifice pour être manœuvré.Le vérin à double effet est muni de deux orifices. L’énergie doit être envoyée dans un sens puis dans l’autre pour le ramener dans sa position d’origine.
Merci pour votre attention