Ingénierie Mécanique & Axes
Détails de conception pièce par pièce de notre architecture.
L'Axe X : Entraînement de la feuille
L'objectif de l'axe X est de faire déplacer la feuille via la rotation d'une tige lisse.
Moteur et Pièce d'accouplement
L'axe fonctionne à l'origine avec un moteur pas à pas placé de manière horizontale, qui va venir effectuer une rotation pour faire tourner la tige.
Le Tube de jonction : Il relie le moteur à la tige. D'un côté, il possède les dimensions pour insérer la tige, de l'autre, les dimensions du moteur. Des trous permettent de fixer la pièce solidement. Au niveau de la tige, on utilise une vis sans tête pour éviter que la vis ne vienne se cogner contre la tige inférieure lors de la rotation.
Le Cylindre d'entraînement
La rotation seule de la tige ne permet pas de déplacer la feuille, il faut une pression continue pour adhérer au papier.
La pièce centrale : C'est un cylindre qui adopte en son centre les dimensions de la tige pour s'y insérer. Il possède une encoche pour y placer un élastique (c'est l'élastique qui fait la pression sur la feuille, la pièce le maintient en place). Pour la fixer sans décaler la pièce, on utilise 3 inserts répartis à égale distance, munis de vis sans tête pour éviter de taper le bois en tournant.
Le Plateau de travail
Pourquoi du bois ? La planche en bois adhère beaucoup mieux que le plexiglas, car ce dernier possède un indice de friction trop élevé.
La structure : La planche est divisée en deux pour insérer la tige inférieure. Celle-ci sert à faire coulisser la feuille correctement (elle est lubrifiée). La tige du haut exerce 2 points de pression uniquement sur cette tige inférieure pour faire avancer la feuille.
Les Supports
Il y a 2 supports de chaque côté pour équilibrer la planche, avec un petit espace laissé entre la planche et le support pour y insérer la feuille. Les vis sont placées en dessous et sur les côtés afin de ne pas faire pression sur le bois.
Les Coussinets
Ces supports maintiennent les deux tiges en place grâce à des trous contenant des coussinets. C'est la présence du bois juste à côté qui maintient les coussinets à l'intérieur pour éviter qu'ils ne s'échappent.
L'Axe Y : Translation latérale
L'objectif de l'axe Y est de permettre au stylo de se déplacer latéralement avec précision.
Les Supports Latéraux
L'architecture repose sur deux supports latéraux situés de part et d'autre, avec des trous pour les fixer solidement à la planche de base. Ils maintiennent fermement les deux tiges métalliques lisses parfaitement parallèles et accueillent la transmission. Le support gauche intègre le moteur pas à pas.
La Surélévation : La hauteur de ces supports a été soigneusement calculée et surélevée. Cette élévation est cruciale : elle garantit que le stylo, dans sa position de repos (initiale), reste naturellement au-dessus de la feuille sans la toucher.
Le Système de Transmission
Le mouvement est généré par le moteur pas à pas logé dans le support de gauche.
Courroie et Poulies : Sur les supports aux deux extrémités de la machine, on retrouve des poulies. Une courroie crantée vient s'enrouler autour de ces poulies, créant une boucle tendue d'un bout à l'autre de l'axe Y. La rotation précise du moteur entraîne la courroie, transformant le mouvement rotatif en un mouvement linéaire horizontal.
L'Axe Z : Le Pen Holder & Levée
Le chariot porte-stylo est le cœur de la machine, gérant le tracé et les déplacements sans contact.
Corps Principal et Guidage
Le corps du pen holder constitue le "squelette" du module. Sa conception 3D a été pensée pour être compacte et extrêmement rigide. C'est primordial : lors des déplacements rapides, la moindre vibration se traduirait par un trait tremblant.
Ce bloc est traversé horizontalement par deux longs orifices contenant des coussinets. C'est par ces passages que s'insèrent les tiges de l'axe Y pour coulisser librement et limiter le frottement au maximum.
Ancrage et Fourreau
L'accroche de la courroie : Une zone d'accroche (encoche) a été prévue sur la structure du bloc. La courroie s'y arrime et est maintenue solidement par un serre-câble. Sans ce point robuste, le moteur tournerait dans le vide.
Le Fourreau : À l'avant du module se trouve le canal vertical pour accueillir l'outil. Il le guide pour qu'il reste parfaitement perpendiculaire à la planche en bois, assurant une pression homogène de la mine.
Le Mécanisme de Levée
La machine a besoin de savoir quand tracer un trait et quand s'arrêter pour se déplacer. C'est le rôle du mini axe Z.
Un petit servo moteur est fixé directement sur la paroi latérale du pen holder. Lorsqu'un tracé est terminé, ce servo s'active : équipé d'un engrenage spécifique sur son axe, il soulève mécaniquement le stylo pour l'éloigner de la feuille. Le chariot se déplace vers ses nouvelles coordonnées sans faire de bavure, avant de relâcher le stylo pour dessiner.