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Cnc de Manu usinage bois 1250*800*200

Discussion dans 'Projets de fraiseuse et portique d'usinage CNC' créé par Manuforg, 27 Avril 2015.

  1. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Cnc de Manu usinage bois 1250*800*200
    Bonjour a tous,

    Suite a la demande de certains, je vous partage la réalisation de ma cnc faite maison. Cela permettra de faire profiter mon expérience aux uns, et éviter aux autres de faire les mêmes erreurs que moi :wink:. Elle est concue pour le modélisme. Usinage de moule en MDF, platine servo fibre de verre, ailes de planeur en polystyrène...

    Même si elle est presque finie, j'espère récolter plein d'avis, commentaires, critiques (oui aussi),...
    P4270172.JPG

    Objectif défini:


    - Réalisable sans machine outils (type fraiseuse ou tour)

    - Matériaux: Usinage du bois et matériaux tendre (polystyrène expansé,..)

    - Vitesse: Déplacement rapide hors matière (minimum 10 000mm/min) et dans la matière (5000mm/min).

    - Précision: Au dixième de mm (0.1mm) sur la pièce usinée.

    - Cout: Le moins cher possible :), environ 2000 euro.

    - Zone usinable: au moins une planche de polystyrène (1200*600*??). Au final elle sera de 1250*800*200.


    Détail des objectifs et choix des composants:


    Structure tubulaire acier et panneau trespa.

    Ne disposant pas de machine pour usiner l'aluminium ou l'acier, je suis parti sur une structure tubulaire (acier 120*120*3), mais très simplifiée (pas de tube et d'équerre dans tout les sens!).

    La réalisation s'en trouve donc possible avec seulement quelque mèche et une perceuse.

    Cette structure est très rigide et vraiment pas cher.

    De plus la précision de tube acier est de l'ordre du 0.1mm.

    Le trespa (matériaux aussi dur que l'aluminium) vient des chutes de mon boulo.


    Guidage linéaire: axes supportés & douilles a billes.

    Ce type de guidage est un bon compromis entre précision et cout.
    index.jpg
    Même si je regrette déjà la précision de ce type de guidage. Lorsque l'on force sur la structure, les cages contenant les douilles a billes (ouverte) ce laisse aller, et cela même après avoir serré au maximum les vis de contraintes. Mais ce n'est pas pour usiner de l'alu donc ca vas.

    Crémaillères (X&Y) et vis mère (Z).

    cremaillere_1409734130.jpg
    J'ai opté pour un système d'entrainement par crémaillère pcq:

    - La vitesse est très importante (40 000mm/min sans problème, je l'ai limité à 10 000 par sécurité et pour ne pas trop solliciter la rigidité de l'ensemble)

    - La précision, qui est de l'ordre du 0.01mm

    Le tout a un cout bien moindre que des vis a billes.

    Pour l'axe Z j'ai fais le choix d'une vis mère de Ø12mm au pas de 3.

    Je ne c pas pourquoi, mais j'obtiens une vitesse maximum de 1500mm/min, ce qui est trop faible a mon gout. Je cherche donc toujours une solution pour résoudre ce problème (Help!)...


    Moteur PAP, drivers et carte de contrôle:

    Beaucoup moins cher que des servos-moteurs, les moteurs PAP sont précis et puissant.
    Seul petit problème, pas de contrôle de position....Donc lors d'un décrochage, c'est la catastrophe. Mais ce cas ne doit pas arriver si les moteurs sont bien proportionnés.

    Les moteurs utilisés dans ce cas si sont des Nema24 4Nm/567 Oz-in. Le couple est très important malgré qu'ils soient en direct sur les crémaillères. Une démultiplication aurait pu offrir l'avantage de pouvoir prendre des moteurs moins puissants, donc moins chers (drivers également), et de diminuer le "jeu" magnétique du moteur (quand mêmes de 0.5mm avant décrochage). Mais une démultiplication par poulie courroie coute aussi!

    Les drivers sont des M542 de chez Longsmotor eBay. Parfait.
    22145256.jpg

    La carte de contrôle viens d'un kit chinois, dont les drivers (TB6600) ont tous grillés :( .

    Heureusement celle-ci fonctionne très bien.
    5_axis_breakout_board.png

    Interface USB (a définir) pour remplacer la vielle tour par un pc portable.

    Tête d'usinage:

    P4270165.JPG
    La tête est une KressFME-1 1050, 800watts, 5000=>25000 tr/min. Parfait.

    Et le reste:

    Fins de course: interrupteur pas cher de chez selectronique (précision de 0.01mm testé au micromètre).
    P4270174.JPG

    Fiches: fiche servo pour les fin de course (n'ayant pas trouvé de fiches pas cher à 2 points).
    images.jpg
    Fiche alim pc 4 points pour les moteurs (Pareil, difficile de trouver des fiches 4 points à moins de 1 euro mâle+femelle).
    images2.jpg
    Aspiration: Système d'aspiration Powerplus sans sac a 35 euro (bruyant attention).
    P4270171.JPG
    Boitier électronique: Fabriqué avec une planche de plexi blanc et des cornières plastiques.
    P4220142.JPG P4220140.JPG P4220139.JPG
    .........

    Logiciel:

    Rhino pour le dessin 3D, création des passes d'usinages et Gcode.

    Mach3 pour le pilotage de la machine.


    Photos:

    PC070004.JPG P4270173.JPG

    Merci de m'avoir lus jusqu'au bout :wink:. Désolé pour les fautes d’orthographes.
    N'hésitez pas a laisser un commentaire.
    Manu. index.jpg cremaillere_1409734130.jpg 22145256.jpg 5_axis_breakout_board.png P4270174.JPG images.jpg images2.jpg P4270171.JPG P4220142.JPG P4220139.JPG P4220140.JPG P4270165.JPG PC070004.JPG P4270173.JPG P4270172.JPG
     
  2. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Bonsoir,
    Elle est sympa cette machine! J'aime beaucoup le concept ultra simplifié de la structure. Clair, net, une structure en caniveau efficace, tout ça me semble parfait, et ça doit remplir plus que largement les exigences du cahier des charges.
    Par contre, on ne voit pas la structure de la table... Une petite photo du dessous???
    Sinon, l'écartement des rails et des patins me semble un peu faible, c'est probablement un peu limitant pour la rigidité d'ensemble. Même si ce n'est pas handicapant pour les matériaux et précision visés, ça aurait été une amélioration pas chère.
    De même, des joues latérales sur le panneau qui forme l'axe Z rigidifieraient ce panneau et offrirait une protection des rails sur les cotés.
    Du point de vue protection, il serait pas mal que tu couvre les rails car ils sont exposés aux copeaux. La vie des patins à billes risque d'être écourtée.
    En ce qui concerne la vitesse en Z, avec un pas de 3mm les moteurs doivent atteindre 500tr/min, soit 1666 pas/s en pleins pas pour avoir 1500mm/min. à cette vitesse, sous 36V d'alimentation, si on se base sur un moteur chinois GB24H2100-42-4A qui correspond tout à fait à ta description, le courant dans les phases ne peut pas dépasser 1.4A au maximum, soit à la louche 0.7A moyen dans les phases pour 4,2A nominal... le couple s'effondre franchement (et c'est normal). Les caractéristiques de ton montage ne te permettent pas d'espérer beaucoup mieux.
    En prenant une alimentation en 48V, tu aurais déjà un gain sensible sur la vitesse. Avec une vis au pas de 5mm, le gain serait encore plus net. (le mieux serait de cumuler les deux)
     
    Dernière édition: 27 Avril 2015
  3. Manuforg

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    Merci Barbidou pour tes commentaires.
    En effet je suis d'accord avec absolument tout les points que tu as énoncé.

    Pour l'axe Z je suis a la recherche d'une vis a bille avec un grand pas (10mm par exemple) si quelqu'un connais un fournisseur.

    Pour les écartements des chariots, c'est exacte, ils sont trop faible pour le système douilles a billes ouvertes. Avec des chariots en acier Hiwin cela aurait put être suffisant je pense (modif que je ferai sur la suivante :wink:)

    Pour protéger les rails, je n'ai pas d'idée. Je suppose qu'il faudrait mettre des soufflets, mais ou les trouver?

    Je poste la photo du dessous quand je rentre a la maison.

    Manu
     
  4. carlos78

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    Pas facile de trouver des soufflets. Le plus simple reste l'aspiration en cours d'usinage.
    Je ne vois pas bien l'intérêt d'avoir une vitesse de 5000 mm/mn sur l'axe Z : Les déplacements sur cet axe sont de quelques mm, et 1500 mm/mn me parait plutot correct. Je ne connais aucune CNC amateur ayant une vis au pas de 10mm sur le Z.
    L'écartement des rails sur le portique est effectivement un peu faible surtout avec des patins ouverts. Les patins du rail supérieur sont sollicités à l'arrachement. Comme la distance de l'extrémité de la fraise par rapport au rail inférieur est bien plus grande que l'écartement des rails (je dirais un ratio d'environ 3), ce ratio impacte les jeux, les déformations et d'une façon générale les performances
    Carlos
     
  5. Rider63

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    Salut Manu belle réalisation avec peu de moyen , bien pensée.

    pour tes vis je ne pense pas que ça existe des vis au pas de 10 en 12mm par contre en vis de 16 ça le fait:

    http://fr.aliexpress.com/store/prod...allnut-CNC-DIY-Carving/834897_1323669122.html

    pour les souflets, tape cnc bellows sur aliexpress, ou bien tu peu en fabriquer toi même en faisant un peu de pliage

    http://fr.aliexpress.com/premium/cn...iative_id=SB_20150428003553&isViewCP=y&catId=
     
  6. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Merci Carlos et Rider63.

    Oui, si c'est en Ø16mm ça devrait aller.

    Pour éviter les décrochages l'axe Z est limité a 1000mm/min pour l'instant.
    Je pensais a un pas de 10mm pour atteindre 3000mm/min.
    En se moment je suis en train de faire une table aspirante, avec plein de trou pour laisser passer l'air. Et les cycles de perçages a 1000mm/min, c'est très très long .

    Je n'arrive pas a trouver un système d'aspiration qui fonctionne correctement. Pour l'usinage j'utilise des fraises très longues (+-50mm).
    Et a 50mm l'aspiration ne sert a rien. Je pensais ajouter une brosse en poil souple tout au tour de la tête, mais ça marque le polystyrène usiné. Je cherche toujours :sad:.

    Manu
     
  7. fabrice c

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    pas mal ta machine
    tu as un rattrapage de jeu au niveau des pignons et crémaillères (avec des ressorts ) ?
     
  8. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Merci,
    Non pas besoin pour une précision au 0.01mm.
    j'ai tout simplement percé les trous qui tiennent le moteur a Ø5.5 au lieu de Ø5. Pareil pour les trous de la crémaillère.
    Après avoir vissé la crémaillère bien aligné avec mon axe supporté grâce a un comparateur. J'ai tout simplement vissé le moteur en plaquant son pignon bien contre la crémaillère.
    J'avoue que cela n'a pas été facile. Un système avec ressort aura été plus simple a régler. Mais plus compliquer a réaliser, et plus cher également.
    Manu.
     
  9. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Voila, je viens de recevoir mon adaptateur USB/parallèle de chez" Usbresource" Christophe Carpentier.
    Il fonctionne nickel. Mais petit soucis dans Mach3:
    Je n'arrive pas prendre l’origine des 2 moteurs X.
    Avec le port parallèle, cela fonctionnais.

    Peut être ai je fais une erreur de configuration dans Mach3.

    upload_2015-5-1_20-37-39.png

    J'ai pourtant bien décoché "ne pas référencer les axes asservis"

    upload_2015-5-1_20-38-18.png
    upload_2015-5-1_20-39-35.png upload_2015-5-1_20-40-0.png

    Help, quelqu'un a une idée ?
     
  10. el patenteu

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    Redémarre mach3 apres modification des axes.........:P

    Sans blague, pour ma part les steps low active son verts sur tout les axes,appart ca,ca semble correct. :S

    Fred
     
  11. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Ok merci Fred.

    J'ai activé le steplow active, mais évidement cela ne change rien. Quand je clic sur "ref x" il n'y a rien qui ce passe.
    Bon 2 jours que je cherche, je vais bien finir par trouver. Mais la je commence a avoir vraiment tout tester, même les trucs les plus stupides.

    A mon avis le Dll de chez USBresource doit y être pour quelque chose. Il n'a peut être pas prévus que l'on référence des axes séparément alors qu'ils sont asservis l'un a l'autre :sad:
     
  12. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Bonjours a tous.
    Petite vidéo pour montrer la machine en fonctionnement. Et oui elle fonctionne vraiment :mrgreen::
    Ce n'est pas une pièce réelle, c'est juste pour tester les vitesses d'usinages avec cette fraise, dans du MDF standard. Temps d'usinage: 10min.

    Outil: Fraise droite 2 coupes Ø8
    Vitesse ébauche: 2000mm/min
    Passe ébauche: hauteur 4mm, largeur 50% Ø d'outil.
    Vitesse finition: 5000mm/min
    Passe finition: hauteur 0.2mm



    Manu
     
    Dernière édition: 4 Mai 2015
  13. sebastian

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    Bonjour Manuforg,
    très bien cette machine, bravo :-D

    ça sent le master de fuselage tout ça !
    il te reste une bonne aspiration à mettre en place et c'est tout bon.
    Ton clavier posé sur le martyr… :eek: te dira merci :lol:

    Sebastian
     
  14. el patenteu

    el patenteu Compagnon

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    Belle vitesse!!
    Reste tout de meme dans les 18 000 t/min sur la kress,nul besoin de tenir ca au bout a 25 000

    Fred
     
  15. Manuforg

    Manuforg Ouvrier

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    Ok merci Fred. J'avais mis a fond pour limiter les efforts sur la fraise.
    Elle n'a pas l'air d'avoir chauffée. A voir avec un usinage de 1h.......
     
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