Sujets de travaux pratiques de Sciences Industrielles pour l'Ingénieur : Série 2 - Asservissements

La chaîne cinématique

Pour transformer le mouvement de rotation de l'arbre moteur en rotation d'axe perpendiculaire du bras, le constructeur à choisi d'utiliser un mécanisme (ensemble de solides en liaison).

Une vis est liée à l'arbre moteur et transmet le mouvement de rotation à un écrou en liaison pivot (rotation par rapport au bras). Les différentes liaisons entre le bras, le moteur et le bâti permettent la cinématique du mouvement.

Le système vis/écrou (à billes).

Le système vis/écrou permet de transformer un mouvement de rotation de la vis en mouvement de translation de l'écrou. Il s'agit d'un système vis écrou classique avec interposition d'éléments roulants pour éliminer les frottements. Lors du mouvement, les billes se déplacent dans un circuit fermé.

Vous pouvez ouvrir le capot et faire tourner la vis de plusieurs tours pour observer le mouvement relatif de l'écrou par rapport à la vis. On définit le pas de la vis (distance entre deux filets, cf figure).

La relation entre l'angle de rotation de la vis (et donc du moteur) et la translation de l'écrou est fonction du pas de la vis. Lorsque la vis tourne d'un tour, l'écrou avance d'une distance égale à . On est alors en mesure de connaître la relation linéaire entre translation de l'écrou par rapport à la vis et rotation de la vis en radian. En dérivant cette relation, on obtient le gain reliant la vitesse linéaire de l'écrou et la vitesse angulaire du moteur .

Ensemble de liaisons.

Une étude cinématique (qui sera menée au second trimestre) permet d'obtenir une caractéristique non linéaire entre (translation de l'écrou) et (angle de rotation du bras). On peut également obtenir cette courbe par l'intermédiaire du logiciel. On obtient l'allure suivante.

En travaillant sur certaines plages de variation du bras, on peut approcher la courbe par des portions de droite et en déduire alors le gain (1/112) du schéma-bloc.

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