Charge statique sur rail linéaire ?

[Stef1305]

Bonjour,
J'essaie de choisir les bons guidage pour mon projet de fraiseuse cnc,mon choix c'est porté sur les rail HGH en 20 ou 25, le portique de la machine fait environ 110kg, mais je ne comprends pas dans le tableau il mentionne Co(charge statique en kn) pour les HGH20 37,84KN1 ça correspondrais à 3.784tonnes par patin???

 

[gomax69]

oui c'est ça environ 1kg = environ 10N.

Si tu as de grands portes à faux entre les patins et le bout de la fraise tu peux avoir les problèmes de charge avec le bras de levier. Mais en général pour des usages de fraiseuses ce n'est pas la charge statique max qui est importante. C'est la rigidité du couple patin/rail qui nous intéresse mais je crois que ce n'est jamais donné dans les docs.

 

[Stef1305]

Merci gomax69
Ça paraît excessif pour des rail de 2cm de large
Ça voudrait dire que je pourrais mettre du hgh15 pour tout les mouvements linéaire de ma fraiseuse de 450kg
..Sinon la rigidité sera la car les doubles patins de chaque côtés de l'axe y de mon chariot son espacés de 300mm

 

[Algone]

Si tu veux relativiser un peu, jettes un oeil sur la réalisation d'Ingénieu

Projet en cours ...... La féroce 4515

Bonjour, Comme il est de bon ton de présenter le cahier des charges avant de commencer, allons-y Tout d' abord, un maximum de récupération . J' aime pas voir jeter .:lol: Mais, j' aime bien aussi . Je veux une machine avec 2 motorisations ( moteurs électriques tri 50 Hz ) et moteurs pas à pas...

www.usinages.com

 

[arba]

Merci gomax69
Ça paraît excessif pour des rail de 2cm de large
Ça voudrait dire que je pourrais mettre du hgh15 pour tout les mouvements linéaire de ma fraiseuse de 450kg
..Sinon la rigidité sera la car les doubles patins de chaque côtés de l'axe y de mon chariot son espacés de 300mm

C'est pas du tout pertinent de choisir les rails/patins d'une fraiseuse en fonction de la limite de charge de ceux-ci. Tout ce qui compte c'est leur rigidité par rapport à la structure sur laquelle ils sont fixés.

Malheureusement c'est difficile de déterminer quelle taille choisir pour avoir la rigidité nécessaire. C'est pas en espaçant un maximum les patins qu'on peut affirmer "c'est bon ça sera assez rigide". Dans le doute, plus c'est gros, mieux c'est.

Sans plus d'infos sur ta machine et sachant juste que le portique fait dans les 100 kg, je mettrais minimum des rails de 20.

 

[Doctor_itchy]

il faut se basé sur la charge dynamique et pas statique

apres cette charge est donnée sur un chassis "rigide" donc le rail et patin fixé sur un chassis rigide , donc la rigidité du chassis de la machine doit etre prise en compte , l'ecartement des rail dépend du porte a faux , l'idéal etant un triangle parfait entre les deux patin et la "charge/forçe" a contré

dans le domaine amateur on dit plus c'est gros mieux c'est , mais vouloir posé des gros rail a bille et patin pour compensé une rigidité chassis est une erreur , il faut avant tout avoir un chassis parfaitement rigide , puis y vissé/aligné les patins , choisis en fonction de la charge dynamique totale a bouger ! (le poids total de la masse mobile * les contraite/inertie due au vitesse de déplacement de l'ensemble )

c'est aussi valable pour le choix des vis a bille et des moteur d'axe !

 

[arba]

La charge dynamique "C" sert uniquement à estimer la durée de vie des rails/patins, pas grand chose à voir avec la rigidité.

Mais oui, ça sert à rien de mettre des guides plus rigides que la structure. Dans ce cas c'est la structure qui prendra la forme des guides.

 

[Doctor_itchy]

d'apres un des ingénieur de chez fadal c'est justement la charge dynamique a prendre en calcul , la charge statique c'est ce que le rail/patin peu enduré quand cela ne bouge pas , la charge dynamique c'est la combinaison de la charge statique et du mouvement pour définir ce que je rail peu supporté en mouvement ! (vu que les masse en mouvement vont voir leur "poids" augmenter lors des arret et inversion de sens avec l'inertie )

 

[arba]

La charge dynamique C est définie comme la charge théorique maximale que les guidages peuvent supporter en parcourant une distance de 50 ou 100km (suivant les fabricants) avant de présenter des signes de fatigue. Tu peux très bien dépasser cette valeur, les guides dureront simplement moins longtemps.

Autrement dit aucun intérêt pour choisir la taille des guides sur une machine-outil, puisque des guides suffisamment gros pour assurer la rigidité de la machine auront une telle capacité de charge que tous les calculs de charges sont complètement inutiles.

 

[dh42]

Salut,

Pour un portique de 100Kg, du 15 (de qualité) suffit, sur ma BZT, le portique + broche doit faire dans les 80 Kg, et c'est du 15 (Bosch Rexroth) .. et c'est la plus petite de la gamme, sur les plus grosses, le portique+broche doit largement dépasser les 100Kg (Z et X plus long que la mienne + grosse broche) et c'est également monté en 15.

Comme dis plus haut, ce qui fait la rigidité c'est le châssis de la machine avant tout.

Il faut aussi tenir compte des efforts générés par l'usinage lui-même .. et les efforts ne sont pas les mêmes sur une machine destinée à usiner du bois et de l'alu (la mienne) et sur une machine destinée à usiner de l'acier ..

++
David

 

[Stef1305]

merci pour toute vos réponses!

voici les plans de mon projet de fraiseuse type" gouttière" en mécanosoudé (pour que vous ayez une idée de la rigidité de la machine)
le but final est d'usiner du bois tendre et dur avec une résolution de 0.2 voir 0.1mm
j'aimerais aussi usiner des blocs de marbre(20/70kg) plus tard avec un système d'arrosage a eau
je lui adjoindrais de temps en temps un 4eme axe
coursex700Y1000Z320

elle est bâtie autour d'un marbre (en fonte) de mécanicien de 700*1000mm de 140kg, (ce serra mon plateau de travail et ma surface de référence pour régler la géométrie de la machine) la "gouttière" est en tube carré de 100*100 en 4mm et soudé ,le reste est boulonné pour pouvoir garder une marge de réglage, mix soudure/boulonnure

l'axe X est fait avec deux UPN de 120*55 ,
l'axe Z, un UPN de 120*55 qui coulisse dans un autre UPN de 200,

au niveau de la répartition du poids
j'ai la gouttière 350 kg
le portique 140kg

j'aimerais une vitesse de 1500mm/min d'avance de coupe je voudrais usiner des ornements en bois avec plein de petits détails donc plein de changement de direction assez rapide

les moteurs pap sont des nema34 servo hybrid de 4.3n (c'est des moteurs que j'ai déjà faut que je fasse avec!), il y aura deux moteurs sur l'axe y

Pour les rails j'hésite encore ...20 ou 25
et les vis a bille du 20 au pas05 sur un longueur de 1500 pour Y c'est assez épais ?

la broche une 2.2kw refroidit a eau

je pense gérer le tout avec une AXBBE d' uccnc

pour m'aider j'ai une petite bf20vario de chez optimachin ET ....CE FORUM
je me donne 4 mois pour la réalisation , j'aimerais faire joujou avec cette été)

et évidement je suis ouvert a tout vos conseils et remarques!!!

face

 

[Stef1305]

Si tu veux relativiser un peu, jettes un oeil sur la réalisation d'Ingénieu

Projet en cours ...... La féroce 4515

Bonjour, Comme il est de bon ton de présenter le cahier des charges avant de commencer, allons-y Tout d' abord, un maximum de récupération . J' aime pas voir jeter .:lol: Mais, j' aime bien aussi . Je veux une machine avec 2 motorisations ( moteurs électriques tri 50 Hz ) et moteurs pas à pas...

www.usinages.com

le truc le plus fou que j'ai jamais vue sur ce forum
oui ça fait relativiser!

 

[tourniquet]

Pourquoi du pas de 05 pour les vis a billes ? Pour du bois du pas de 10 me semble plus adaptés

 

[dh42]

Salut,

j'aimerais une vitesse de 1500mm/min d'avance de coupe je voudrais usiner des ornements en bois avec plein de petits détails donc plein de changement de direction assez rapide

C'est un peu lent pour de l'usinage bois, tu devrais viser plus haut ; il n'est pas rare d'usiner à 4000 ou 5000 mm/min

et les vis a bille du 20 au pas05 sur un longueur de 1500 pour Y c'est assez épais ?

Si tu veux des vitesses d'usinage plus adaptées au bois, je te conseillerais de partir sur du pas de 10 pour XY (5 pour le Z c'est OK) .. je pense que du 20 c'est OK ... même du 16 ça passe, par exemple sur les PFE 1500, c'est du 16x10

BZT-PFE1500PX

BZT-PFE1500

www.sorotec.de

Surdimensionner les VàB, ce n'est pas une bonne idée, car le poids de la vis consomme une quantité non négligeable de couple moteur lors des accélérations/freinages

Une VàB de 16 par 1500mm de long, ça pèse dans les 2.3Kg, la même en 20, c'est 3.6Kg ! .. et en 25, c'est 5.7Kg !

++
David

 

[Stef1305]

Si tu veux des vitesses d'usinage plus adaptées au bois, je te conseillerais de partir sur du pas de 10 pour XY

J'ai choisi un pas de 5 par rapport au poids du chariot et les accélérations/decelerations de celui dans l'usinage de petits détails,
j'usinerais du sapin mais surtout du chêne
C'est vrai aussi que pour la vitesse 1000mm/s c'est peu je pourrais monter jusqu'à 4000

 

[dh42]

C'est vrai aussi que pour la vitesse 1000mm/s c'est peu je pourrais monter jusqu'à 4000

4000, pas sur en pas de 5, car tu as des NEMA34, et ça n'accepte pas de tourner aussi vite que des 23 ; 4000mm/min ça fait 800 RPM en pas de 5 ... j'ai des 23 et 800 RPM c'est le maxi fiable ... sur des 34 ça risque d'être autour de 600 RPM maxi ... ça dépend de la qualité des moteurs aussi ! ... si tu a le datasheet, regarde ce que donne la courbe de couple, ça te donnera une idée de la vitesse maxi à laquelle tu peux les faire tourner.

Avec des 34, du pas de 10 serait préférable pour qu'ils travaillent dans de bonnes conditions, surtout qu'avec 2x 4.3Nm, tu as de la marge pour un portique de 120Kg.

++
David

 

[dh42]

si tu veux faire un peu de Maths

Besoin d'aide pour trouver kit nema34 pour CNC 1600x2000

Hello à tous, je suis en train de faire les plans de ma future machine. (post ici pour la partie mécanique)
. Je pense avoir enfin validé ma structure (machine d’environ 1600x2000mm pour usiner 1250x1600mm environ) Elle sera en profilés alu et plaques aluminium (15mm) boulonnée.
 Rail...

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Besoin d'aide pour trouver kit nema34 pour CNC 1600x2000

Hello à tous, je suis en train de faire les plans de ma future machine. (post ici pour la partie mécanique)
. Je pense avoir enfin validé ma structure (machine d’environ 1600x2000mm pour usiner 1250x1600mm environ) Elle sera en profilés alu et plaques aluminium (15mm) boulonnée.
 Rail...

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++
David

 

[mpvue91]

Je crois que viser des vitesses d'AVANCE d'USINAGE de 4 ou 5 m/min n'e va pas être compatible avec l'usinage du marbre d'ailleurs usiner du bois et du marbre sur la même machine c'est utopique
Attention à la géométrie des profilés IPN, UPN etc .utilisés dans la charpente métallique elle est loin d'être apte à faire une cnc
Un tel assemblage de pièces soudées/boulonnées constitue un sacré challenge à atteindre dans la perspective d'un bâti de cnc cela d'autant plus que l'on associe le support de la machine avec la machine elle-même

 

[Stef1305]

si tu veux faire un peu de Maths

très intéréssant, merci!
j'ai fait le calcul de la force a disposition pour ma config sur l'axeY
moteur nema 34 +sfu 2010
démultiplication 20*pi = 62.8mm pour 10mm
donc 6.28 mm pour 1mm
moteur 4.5 Nm*6.28=28.26Nm
28.6 Newton par metre donc pour la distance du rayon de la vis
soit 10mm
1000/10=100*28.26=2826 N
donc pour deux moteur 2* 2826N = 5652N
je vais écouter ton conseil pour les vab et prendre du pas de 10

(5 pour le Z c'est OK)

ce ne serait pas mieux de tout faire avec le même pas?

 

[dh42]

moteur 4.5 Nm*6.28=28.26Nm

Oui, sauf qu'il ne faut pas prendre cette valeur pour les Nm du moteur ; ça c'est le couple de maintient, c.a.d moteur à l'arrêt. Pour faire les calculs il faut prendre la valeur de couple à la V de rotation maxi du moteur (enfin plutôt la V de rotation maxi que tu définit)

Pour ça il faut les courbes de couple en fonction de la vitesse et de la tension d'alim des drivers.

un exemple avec mes moteurs, c'est des 3.3Nm (couple de maintient) mais à la vitesse maxi que j'utilise, soit 800RPM et avec des drivers alimentés en 48V, il ne reste qu'environ 1.2Nm de couple.

++
David

 

[dh42]

ce ne serait pas mieux de tout faire avec le même pas?

Oui, si la gravité n'existait pas ... mais 9.81 m/s², soit 1G, c'est l'équivalent d'une accélération constante de 9810mm/s² en permanence à contrer à l'accélération et au freinage ... comparés aux 500mm/s² environ (voir moins pour certain) que produit l'accélération des axes, ce n'est pas rien !

++
David

 

[Stef1305]

Pour ça il faut les courbes de couple en fonction de la vitesse et de la tension d'alim des drivers.

j'ai pas de courbe fournie c'est sur aliexpress et ils ont pas d'autre document

mais j'en ai trouvé un qui lui ressemble sur le net il donne 3.5nm a 600 rpm
donc en refesant les calcul, pour 600rpm j'arrive a 4000N environ
et pour la vitesse a 600 rpm
tu met plus haut que ta machine en pas de 5 a 800rpm ça donne 4000mm/min
donc pour du 600 en pas de 10ça fait du 6000mm/min
c'est pas mal!!!
.....en meme temps je me rend pas trop compte de ce que donne cette vitesse il faudrais que je façe des test sur ma 3040chinoises et que je vois l'accélération aussi , j'ai 400mm'/sec/sec sur mach3 pour ma 3040 qui pese pas bien lourd

si tu veux faire un peu de Maths

merci pour ces infos

Oui, si la gravité n'existait pas ... mais 9.81 m/s², soit 1G, c'est l'équivalent d'une accélération constante de 9810mm/s² en permanence à contrer à l'accélération et au freinage ... comparés aux 500mm/s² environ (voir moins pour certain) que produit l'accélération des axes, ce n'est pas rien !

c'est pas une force a contrer seulement quand le moteur remonte? et les vis a bille permette de contrer cette force?
j'aimerais bien aussi un pas de 10 en Z pour avoir une certaine harmonie dans les déplacements
j'usine souvent en parallèle donc l'outil se déplace "couche par couche" sur l'axe X et remonte et descend suivant le relief ( assez rapidement des fois) donc pas possible ou alors avec un gros moteur derrière?

 

[dh42]

c'est pas une force a contrer seulement quand le moteur remonte?

Non, quand ça descend le moteur doit arriver à freiner l'axe, donc kif kif

j'aimerais bien aussi un pas de 10 en Z pour avoir une certaine harmonie dans les déplacements

une VàB au pas de 10 et plus réversible qu'une au pas de 5, donc le risque c'est que le Z descende tout seul quand le moteur n'est plus alimenté (machine complètement à l'arrêt donc) .... et dans ce cas, il faudra ajouter un frein à manque de tension sur l'axe moteur (à condition que tu ai un moteur avec un arbre sortant aussi à l'arrière)

j'usine souvent en parallèle donc l'outil se déplace "couche par couche" sur l'axe X et remonte et descend suivant le relief ( assez rapidement des fois) donc pas possible ou alors avec un gros moteur derrière?

De l'usinage 3D donc (enfin c'est le nom utilisé dans CamBam) ... avec 3000 mm/min sur le Z, ça devrait le faire ... surtout qu'au début tu parlais de 1500 mm/min

Je ne sais pas quel soft de pilotage tu comptes utiliser, mais avec Mach3, de toute façon il gérera les différences de V maxi sur les axes lors du balayage 3D, le plus lent donnera le rythme. Ce qui est important en usinage 3D (et pas que) c'est l'accélération, c'est ce qui donne de la réactivité à la machine et permet de suivre une trajectoire précisément et, en usinage 3D, de ne pas "gommer" des détails à cause du dispositif de vitesse constante qui arrondi les trajectoires.(1)

(1) c'est un dispositif logiciel qui permet d'avoir un déplacement fluide sur la trajectoire, sans "arrêt" du mouvement à chaque micro segment (ce qui fait trembler toute la machine), mais plus les accélérations sont faibles, plus le soft est obligé de "couper les virages" lors des changements de trajectoire .. et ça peut vites devenir un problème. Si on désactive le mode vitesse constante, en 3D cv'est inutiliable

Première utilisation de Cambam - Page 4

Salut, Je peux me tromper, mais je dirais qu'il y a 99% de chance que le pb vienne du fait que tes 4 traits extérieurs ne forme pas un objet unique mais 4 objet

www.metabricoleur.com

Il pèse combien ton Z + broche ?

++
David

 

[Doctor_itchy]

que ce soit pour n'importe quelle axe , on doit caculer la puissance moteur avec l'inertie de l'axe en mouvement (donc sa vitesse et son poids , et plus il iras vite plus il faudras du couple pour le freiner , puis la vis a bille et sa démultiplication doivent etre prise en compte , si la vis a un pas "fin" le moteur auras plus façile a stoppé la charge que si elle a un grand pas

coté info , chez les chinois c'est la lotterie , il vaut mieux faire un mail et demander le "detend torque" exact (mais en théorie c'est entre 1/4 et 1/3 du holding torque )

vu ta vis au pas de 10mm il faut un gros moteur , avec une 5mm un plus petit aurais ete

6000mm/s c'est déja énorme , avec + de 100kgs en masse si ta machine est pas solidement fixée au sol elle va bouger si ça change de sens trop vite ! et en usinage ça n'a pas d'interet hormis en UGV mais la on est dans un autre domaine !

je poserais plutot des vis en 5 ou 6mm de pas , des moteur servo rapide mais avec une démultiplication 1/2 a poulie crantée

 

[Stef1305]

Il pèse combien ton Z + broche ?

environ 10kg

 

[dh42]

6000mm/s c'est déja énorme , avec + de 100kgs en masse si ta machine est pas solidement fixée au sol elle va bouger si ça change de sens trop vite !

Sur la mienne, avec 500mm/s² et 8000 en rapide, ça se passe bien, et la machine n'a pas envi de se balader, par contre un gars qui a la même mais en version Z réhaussé (250mm de course au lieu de 135) ça la titille bien lors des changements de sens sur le Y !!

des essais de vitesse quand je suis passé du port // à l'ESS (rapides à 7000 et "usinage" à 5500)


et ici en usinage à 3000 mm/min

environ 10kg

Ok, il est tout léger, si tu veux gagner en vitesse en restant en pas de 5 (because réversibilité d'une VàB de 10), tu pourrais lui mettre un bon Nema 23 3Nm pour pouvoir tourner à 800 Rpm, tu passerais de 3000 à 4000

++
David

 

[Stef1305]

6000mm/s

 

[dh42]

Oui, ça vaut mieux !! sinon tu la met en orbite (comme ça plus de problème de gravité avec le Z )

je vais essayer de retrouver un vidéo d'usinage à 5000 mm/min

++
David

edit: la voila

 

[Stef1305]

Merci David pour l'exemple en vidéo et toute les infos precédentes, je pense qu'au niveau vitesse ça devrait aller pour ma config, il y a une info qui a du me passer sous le nez mais,
Quel est la formule pour trouver la capacité d'accélération/decelerations maximum en fonction de la force disponible/vitesse de coupe ou qu'est ce que je peux espérer en accélérations pour mon projet?

 

[dh42]

Quel est la formule pour trouver la capacité d'accélération/decelerations maximum en fonction de la force disponible/vitesse de coupe ou qu'est ce que je peux espérer en accélérations pour mon projet?

je sais pas ... enfin si, il suffit de faire le calcul à l'envers. (si tu double l'accélération, il faut 2x plus de couple et inversement)

Sur la doc de Mach3, ils disent plus ou moins que le mieux est de faire des tests et de voir comment la machine se comporte car même si un moteur à la capacité de fournir une certaine accélération, ça ne veux pas dire que le reste de la machine va bien le supporter, ou que l'électronique suivra (*). (qualité de la carte d'axe et des drivers)

Plus tu accélère fort et plus ça brutalise la mécanique ; essentiellement les VàB et les butées ... sur l'autre forum, il y a quelques années, un gars à explosé ses VàB bas de gamme en flirtant avec des accélérations de l'ordre de 1000mm/s² sur une machine un peu lourde !!

Si ça passe à 400 ou 500 mm/s², c'est bien, ça fait une machine réactive pour des vitesses d'usinage de l'ordre de 3000 à 4000 mm/min.

trouver les valeurs idéales d'accélération / vitesse, ça fait partie de la mise au point de la machine ... donc il faut la construire avant

(*) sur ma BZT, tant que j'étais en port //, je ne pouvais pas dépasser les 4000 mm/min - 250mm/s² en XY (pertes de pas ou blocages) ... avec la carte ESS, j'ai doublé vitesses et accélérations.

++
David