Gentre d'usinage Ià commande numérique OD'SEA

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Dossier Technique 117

Gentre d'usinage

à commande numérique

I

OD'SEA

CPE4MS

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Ce cenke d'usinage de petitê puissance permet d'usiner des pièces, dans une zone oe travail de 200 x 200 x 200 mm.

ll est composé de :

Un étau mobile sur 2 axes X, Y dont on peut régler la vitesse d'avance de 0 à 50OO mm/min Én ec uræ ereur de positionnement de 0.02 mm maximum.

Une broche mobile sur un axe Z entraînant un outil en rotation (1 00 à 4000 tr/min).

Un canousel porte-outils permettant le changement automatique d'outils à I positions, le changement d'outil se faisant en 15 s maximum.

Un dispositif d'anosage permettant de propulser un liquide de coupe réfrigérant.

Un centre de commande numérique (CNC) assurant le pilotage de la machine. La

programmation de la CNC peut être effectuée en direct ou depuis la GPAO (liaison par réseau Ethernet).

Des commandes manuelles permettent la commande des divers mouvements.

ll est alimenté par le réseau 230V 50Hz monophasé.

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DTl I Motorisation de la broche

Plaque du moteur broche TOTEUR ASYNCHRONE TRIPHASE

50 Hz 1,5 kW 2800 trlmin 230/400V cosq = Q,${

6/3,54

Variateur Altivar 37: CaracférstrÇues de couple (courbes typiques) Synoptique de I'entraînement de la broche

Tb Nb

\ N o Po

N . 3: 2

230V æ0V

Monophasé Triphasé

T. : Couple moteur T, : Couple à la broche

N : Vitesse de rotation du moteur

Rendement 4 = 0,90

N, : Vitesse de rotation de la broche P, : Puissance foumie par le moteur Po : Puissnce fournie à la broche Variateur

ATV31 utilisé en U/f = constante

Les courbes ci-æntre définissent le couple permanent et le surcouple transitoire disponibles, soit sur un moteur autoventilé, soit sur un moteur motoventilé. La

différence réside uniquement dans I'aptitude du moteur à foumir un couple permanent important en-dessous de la moitié de la vitesse nominale.

7 Moteur autoventilé : couple utile peffnanent (1).

2 Moteur motoventilé : couple utile permanent.

3 Surcouple transitoire 1 ,7 à 2 Cn.

4 Couple en survitesse à puissance constante (2).

(1) Pour les puissances s 250 W, le dédaæement esf morhs impftant (20 % au lieu de fi 0,6 à très basse fÉguenæ).

(2) La frfiuence nominale du noteur et la fréquence maximale de sodre smt Églaôles de 40 à ffi Hz.

Nofa; s'assurcr auprès du ænstructeur des poswbilrtés mecaniques de surw'bsse du moteur choisr

1(n/120

Remarque : I'axe des abscisses est gradué en T/T," : T est le couple moteur

T-, est le æuple moteur nominal S i T / T , - = l a l o r s T = T , n n T/T*,

2,25 T

1,75 1 , 7 1,50 1,25 1 0,95 0,75

3

\

\ . , \- 2 . /

,/r

^;\ ^taa-.

_ttit --l-

tiii

CPE4MS

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DT2l Gonditions de coupe en Fraisage (fraise 20 mml

Vilesse d'avance et de rofatiott de la btæhe en ébauche de rainurage (tabage centé) en fonction de la matière à usiner et du type de taise.

Tyæ de fraise Acier

rapide

Itûatière à usiner Auminium

zoflA(AIJ4G)

Acier c 1 0 c 1 8

Diamètre frabe (mm) 20 2A

Wesse a/ance (mm/min) 500 98

Rotation broche (t/min) 3æ1 400

Durêe de la pæse de 150 mm (en min) 4,71 6,07 Conditiorns de coupe: rainurage, fabage cenûé, êbauche

Puissance à Ia fuoche et efroft d'avanee en ninurage

Les courbes cidessous donnent févolution de la puissance nécessaire à la broc{re, ainsi que les eftrb d'avance, en ébaucùe de rainurage (fraisage cenûé) en fionction de la profondeur de pæse, pour une fraise de diamèûe 20 mm

A: Usinage de laluminium, frabe en acier rapide.

B: Usinage de I'acier, fraise en acier rapide.

1 300 1200

3 11oo

; looo

E soo

.b Boo o 7oo

4U

I 600

F soo

.12 400o

:J

* 3oo

.cr 200 È

100 0

2 3 4 s 6

Profondeur de passe (mm)

A

B

12)

rM

E { ₇

0 {

tgl v

5 ,/

/(, 3r,/

_/

3500 3250 3000 2750 2s00

? zzso

g 2000 F 17s0 à lsoo

E lzso

€ looo

f zso

o 500

TL

250 0

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A

2 3 4 5 6

Profondeur de passe (mm)

/ÉT tit

21]'6

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n , )8:

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37t--'^

(5)

Dossier Technique 5/,7

DT3l Motorisation de l'axe x

Synoptique de l'entraînement de l'étau mobile (axe x)

Information de position de l'étau

Moteur Réducteur Vis à bille Etau Mobile

T, N,,,

P,n

Couple moteur Vitesse de rotation Puissance fournie

Rendement : In = 0,94

N u - 2 N r 5

P a s d e l a v i s p = 5 m m Rendement [v = 0,90 P": Puissance fournie à la vis N,: Vitesse de rotation de la vis T": couple sur l'axe de la vis

P": Puissance d'avance F": Effort d'avance V": Vitesse d'avance

Hypothèse simplifrcatrice : Fa et Va sont supposés colinéaires:

P " = F " . V "

Caractéristiques du moteur utitisé (Extrait de documentàiioi coiiirutctéui) Désignation Unités M 589 Modèle équivalent électriq ue

de I'induit

Couple nominal Nm 0.40 _-:---ù-

U I N R T

ff1=

Gouple maximum (2s max.) Nm 1.44

Courant nominal A 3.30

Courant maximum A 1 1 . 9

Tension maximale V 60

Vitesse maximale tr/min 4700

Constante de couple K, Nm/A o , 1 2 Constante de vitesse KE V/1000.tr.min-1 12,7

Résistance d'induit t

o

2

CPE4MS

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DT4l Etude dynamique de la motorisation de la broche

Êxtrait de Ia documentation du variateur ALTIVAR Jl:

r Temps des rampes d'accélération et de décélération

Permet la détermination des temps des rampes d'accélération et de décélération en fonction de I'application et de la cinématique de la machine.

f (Hz) 50

tl et t2 réglables indépendamment de 0,1 à 999,9 s; préréglage : 3 s.

Rampe d'acc6lération linéaire tî . temps d'accélération t2 : temps de décélération

Rampe de décél6ration linéaire

Calcul du temps de démanage , d a .

,, dt Tro-T^o

Comme la rampe est linéaire:

d 0 : A Q = O n n " r - O : O n n a r dt: Â t:tr: tdér"ros"

désignation notation valeur

Couple moteur moyen supposé constant au démarrage Tmo 4,75 Nm Couple résistant moyen pendant la phase de démarrage Tno 0,8 Nm Vitesse de rotation du moteur en fin de démarrage N 5700 trlmin Moment d'inertie du moteur seul (par rapport à t,axe moteur) Ju 0 , 0 0 1 7 k g . m 2 Moment d'inertie du réducteur (poulies/courroie) (par rapport à I'axe

moteur) Jn 0,0002 kg.m'

Moment d'inertie maximum du porte outil chargé (par rapport à t,axe

moteur) Jp 0,0003 kg.m'

Moment d'inertie total ramené sur I'arbre moteur, moteur compris

(par rapport à l'axe moteur) Jr A calculer

f (Hz)

(7)

DTSI Mesure de position de l'étau mobile (axe X)

Le codeur est placé directement sur I'arbre moteur

Codeur incrémental @rtrait de la documentation)

-bt'

XCC 1406TRooo

Godeurs incrémentaux

OsicodeP

Codeurs @ 40 mm

L = 2 m

Push-pull 1 1 .. . 3 0 V xcc 1406TR01K 0.405 360 points Câble radial 5 V, RS 422 4,5...5,5 V XCC 1406TR03R 0,405

L = 2 m

Push-pull 1 1 ...30 V XCC 1406TR03K 0,405 500 points Câble radial 5 V, RS 422 4,5...5,5 V XCC 1406TR05R 0,405

P

1000 points Câble radial 5 V, RS 422 4,5...5,5 V XCC 1406TR10R 0,405 L = 2 m

Push-pull 11...30 V XCC 1406TR10K 0,405 1024 points Câble radial 5 V, RS 422 4,5...5,5 V XCC 1406TR11R 0,405

L = 2 m

I

P u s h - p u l l 1 1 . . . 3 0 V X C C 1 4 0 6 T R 1 1 K 0 , 4 0 5

CPE4MS