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CNC Société Astronomique de France

Discussion dans 'Projets de fraiseuse et portique d'usinage CNC' créé par Barbidou, 1 Novembre 2012.

  1. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Bonjour,

    Suite à mon message de présentation, j'ouvre un fil sur le projet de construction d'une CNC pour l'atelier d'optique de la Société Astronomique de France.

    A l'atelier d'optique de la Société Astronomique de France (SAF) nous faisons de la construction de télescopes.
    Cette activité nécessite beaucoup de découpe de bois (CTP), souvent assez précises, et nous n'avons pas la place pour emménager un atelier de menuiserie complet. Alors nous nous lançons dans la réalisation d'une CNC qui a l'avantage de permettre des découpes rapides, simples et sûres en permettant à chacun de préparer ses découpes à l'avance chez lui sur son PC perso.

    Le cahier des charges prévoit la découpe de CTP avec des dimensions d'environ 1000x500. Le rêve serait de pouvoir aussi attaquer un peu d'alu (en faibles passes) mais c'est secondaire. Les essais nous diront si la machine est assez rigide pour encaisser ça...

    Pour l'instant, la société Rexroth nous a généreusement offert les vis à billes (d16 au pas de 5mm) et les arbres de guidage autoportés avec douilles à billes en d16. Les dimensions des axes sont : 1200x800x400 (ce qui devrait donner 1000x600x250 de courses).

    Nous sommes quasiment fixés sur le choix des moteurs pas à pas (des nema 34 chinois en 6,2N.m) et leur électronique de commande (drivers DM860A et alimentations 60V 200W).

    La conception est en cours, et nous auront certainement besoin d'avis et de conseils avant de tout mettre en œuvre.

    Je mettrais plus d'infos au fur et à mesure...

    D'autres personnes présentes sur Usinage participent aussi à ce projet, il y a notamment Philibert (phme) et Cyrille dont je ne connais pas le pseudo...
     
  2. astroperenoel

    astroperenoel Apprenti

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    J'ai gardé mon pseudo habituel :-D
    Alors comme ça on a reçu le kit d'entrainement NEMA 34.
    Le projet va donc pouvoir avancer un cran de plus.
    Reste à pouvoir récupérer de quoi faire un beau bâtis et la base sera enfin posée!
    Cyrille
     
  3. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Bonjour à tous,

    Malgré le silence radio, le projet n'est pas mort!
    Une surcharge de boulot et des problèmes de voiture m'ont un peu ralenti, mais tout devrait rentrer dans l'ordre...

    Il y a quand même eut des avancées...
    Les moteurs ont été achetés, ce sont des Nema 34 en 6,2N.m avec des drivers DM860A et alimentations 60V 200W. Nous les avons testés sur table, et tout fonctionne correctement.

    Quant aux plans de la machine, nous en avons maintenant une version 3d qui se stabilise.
    En voici quelques vues :

    Vue d'ensemble :
    [​IMG]


    Vue d'ensemble sans les soufflets et en fausse couleurs pour bien identifier les axes :
    [​IMG]


    Le tout repose sur un cadre en acier soudé de 50x50, ce cadre sera équipé de pieds pour former une table :
    [​IMG]


    Un des deux montants en alu de 10mm, l'assemblage est soudé :
    [​IMG]


    les 2 axes X, l'axe Y et l'axe Z sont montés selon le même principe. Les rails reposent sur une plaque d'alu de 10mm, ainsi que les supports de vis à bille. Un chariot vient se positionner dessus, le tout étant équipé de carters.

    L'axe Z :
    [​IMG]


    Le même sans le chariot :
    [​IMG]


    et le chariot :
    [​IMG]


    Voilà...
    Il reste encore les plans de définition des pièces à sortir, et le tout à réaliser...

    Les commentaires, critiques et questions sont les bienvenus!
     
    Dernière édition: 18 Avril 2015
  4. fredymilou

    fredymilou Ouvrier

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    Bien bien , mais perso j’aurais mis le patins sous les joue latéral et pas en extrémité, petit plus niveau vibration.
     
  5. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Je ne vois pas bien de quoi tu parles...
    De quel patin s'agit-il ? Qu'entends-tu par joues latérales?
     
  6. fredymilou

    fredymilou Ouvrier

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  7. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Je pense avoir compris ce que tu veux dire.
    En fait, l'écartement entre les deux axes X est défini ici par la course maxi du chariot qui porte l'axe Z. Ici, l'axe de la broche peut s'approcher jusqu'à environ 125 mm du bord (si la broche est centrée sur l'axe Z).
    En resserrant les deux axes X, la broche s'approcherait plus du bord et les montants seraient mieux centrés sur les chariots X, mais alors il faudrait aménager la forme des montants pour permettre le passage de l'axe Z. Le montant perdrait alors en rigidité. Ceci réduirait aussi la taille de la table est serait contraignant pour exploiter toute la largeur de la machine car les bruts devraient être pré-découper pour pouvoir les poser sur le plateau. Ici, on a une marge de 250 mm ce qui permet une certaine souplesse.
    Une autre solution pour que les montants se retrouvent centrés sur les chariots des axes X serait d'allonger l'axe Y, mais ce n'est certainement pas une bonne idée d'augmenter la portée de la poutre formée par l'axe Y, toujours pour des questions de rigidité. Cela ne ferait que déplacer le problème sur la poutre de l'axe Y.
    Dans ce design, je compte essentiellement sur la forme triangulée des montants pour reporter la charge au centre du chariot et pour assurer la rigidité. J'ai essayé de trouver un bon compromis, mais ce n'est peut être pas optimal...
    Y-a-t-il des idées pour mieux centrer la charge sur l'axe? Je suis preneur pour toute idée permettant d'améliorer la chose.
     
  8. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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  9. RomainM

    RomainM Apprenti

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    Tu as l'air d'avoir bien les idées claires sur ton projet. Vous commencer quand la fab ?

    Romain
     
  10. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Ben il faut dire que le projet a eut le temps de mûrir... Ça fait au moins 10 ans que j'en rêve et que j'étudie la question!
    En plus, comme c'est un projet d'association, il a fallu le mûrir à plusieurs, définir un cahier des charges, étudier le budget etc... Pour obtenir le financement du projet, il a fallu faire quelque chose d'un peu construit...
    Bref, depuis environ 8 mois on débat des choix techniques, des appros etc...
    Du coup, le projet présenté ici a déjà un certain degré de maturité.

    Cela dit, à la SAF nous ne sommes pas vraiment spécialistes du sujet... Ça fait 20 ans que je n'ai pas touché un tour ou une fraiseuse, et on manque cruellement d'expérience... C'est aussi pour cela que j'expose le projet ici. Merci à tous les experts du forum qui voudront bien se pencher sur le bébé... On manque beaucoup de retours de gens expérimentés, et on avance parfois à l'aveuglette...

    Pour la fab, on n'a pas encore vraiment commencé. Les guidages, vis à billes, moteurs et drivers sont approvisionnés, un PC a d'ores et déjà été préparé pour piloter la machine (sous LinuxCNC) et on a un peu joué avec les moteurs. Il faut maintenant que je donne les débits d'alu à Astropèrenoel qui a un contact pour se procurer la matière (épaisseur limitée à 10mm, ce qui explique que toute la machine est conçue avec cette épaisseur... Voilà pourquoi on peut voir des empilements de plaques sur les plans...).

    Un des problèmes, c'est que le budget n'étant pas élastique, on fait jouer les relations pour économiser. Ça nous permet d'avoir un beau projet pour un prix réduit, mais les délais sont allongés d'autant car il faut attendre à chaque fois la disponibilité des gens qui nous aident. En plus, ça apporte beaucoup de contraintes de conception, car à chaque pièce dessinée se pose la question de l'appro, des usinages etc... Pour l'instant, nous ne disposons que d'une perceuse à colonne...

    Il faudra donc encore patienter un peu pour voir sortir les premières pièces! (mais je suis au moins aussi impatient que toi!)
     
  11. stanloc

    stanloc Compagnon

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    CNC Société Astronomique de France
    Bonsoir,
    J'ai noté qu'il est utilisé un nombre important de vis ?????????????????
    Il est clair pour moi qu'une conception collégiale n'est pas un avantage et ça se ressent car il est adopté des solutions compliquées qui vont prendre un temps d'usinage important.
    La disposition en porte à faux des jambes du portique sur les axes X est inattendue, mais bon.
    Une fois de plus je m'étonne que les solutions éprouvées par d'autres réalisations ne sont pas retenues au profit de solutions nouvelles ; est ce un désir de se démarquer ????
    Bonne continuation.
    Stan
     
  12. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    Bonsoir,

    Effectivement, il y a des vis partout... C'est lié à la matière dont on dispose. Dans 10 mm d'alu, on peut difficilement mettre des grosses vis. (De mémoire, il faut un taraudage d'au moins 1,5 x le diamètre dans les métaux tendres).
    Du coup, les vis sont toutes petites. Pour avoir une résistance correcte, je les ai donc multiplié... J'aurais nettement préféré trouver quelqu'un qui nous offre de l'alu plus massif et ses usinages, mais il faut bien faire avec ce que l'on a...
    C'est vrai que l'aspect commun du projet apporte quelques handicaps... Mais il y a aussi quelques avantages...
    A l'atelier, chacun a ses propres projets de téléscope, nous ne manquons donc pas de projets perso.
    Mais c'est aussi sympa de construire quelque chose ensemble avec les copains. Chacun peut y apporter son savoir faire, c'est très pédagogique, et à terme, ce sera une ressource disponible pour tous, et une ressource que peu de nos membre pourrait s'offrir personellement.
    C'est aussi l'occasion de porter un projet commun. Sans projet de ce type, beaucoup de gens viennent en "consommateur", réalisent leur télescope et repartent... C'est quand même dommage.
    Bref, c'est vraiment un projet d'association, avec tout ce que ça implique en positif, comme en négatif.
    Cela dit, le budget du projet étant d'environ 1600 €uros, c'est aussi grâce à tous les contacts de l'association que nous pouvons construire une telle machine. A l'origine, dans ce budget, on avait prévu une ossature bois, des vis à bille chinoises, des tout petits moteurs, pas de chaîne porte câble etc... Aujourd'hui, on se dirige vers une machine beaucoup plus robuste avec une structure correcte en alu, des vis à bille de qualité, des moteurs assez puissants etc... Le tout en restant dans le budget. C'est bien l'effort collectif et le regroupement des bons tuyaux qui nous permet ça!
    Celà dit, si on était resté sur le projet de départ, on aurait peut-être déjà terminé.
    Tu n'est pas le premier à faire cette remarque. Ce n'est en aucun cas un désir d'originalité, cela découle plutôt de tout ce que j'ai pu voir comme structure ici ou là, et de nos approvisionnement en matériaux.
    Les structures que j'ai vu sur le net sont basées sur différents principes :

    - Profilés alu : (cnc de ctoutmoi, ducran lapoigne,skullofcob...)
    Dans ce cas, le profilé forme un poteau massif qui vient naturellement se poser au centre du chariot. Mais les profilés sont hors de prix et nous n'avons pas trouvé de tuyau pour s'en procurer.

    - Structure en tubes acier soudés : (cnc de freedom2000, 10co, sd88...)
    C'est ce qu'on a retenu pour le cadre qui supporte l'ensemble, mais c'est un gros travail de soudure, et nous n'avons pas forcément les compétences et le matériel sous la main.

    - Structure en tôle... Il faut savoir travailler la tôle, ce n'est pas notre cas.

    - Pièces massives, de fonderie ou en pleine matière... (cnc de gloobox, massimo38...)
    On est loin d'en avoir les moyens! et puis on ne cherche pas non plus à travailler de l'acier. On trouve surtout ça pour de la fraiseuse de petites dimensions.

    - Structures en béton.
    La machine sera située en haut de la tour d'astronomie de la Sorbonne, les escaliers sont étroits et la machine est susceptible de déménager un jour... pas très jouable.

    Reste les structures basées sur des plaques (bois, alu ou autre). C'est ce qu'on a retenu, d'autant qu'on a trouvé une source pour de l'alu en 10mm. Un avantage des plaques en alu, c'est qu'on peut les couper avec peu de moyen et les percer facilement avec une bête perceuse à colonne. Elles offrent aussi une planéité que l'on aurait du mal à obtenir avec nos moyens. C'est pas plus mal pour s'en servir de référence ( mais il faudra quand même jouer de la cale à l'assemblage).
    En se basant sur ce choix, il reste peu de possibilités :
    - Mettre une simple plaque à la verticale... C'est le plus simple et on le voit très souvent (cnc de cyborg 13, tony-lefou, Cirederf59, cnc-fontaine), mais même si ces machines semblent fonctionner correctement, ça semble assez scabreux en terme de rigidité. Les plaques peuvent fléchir et la plupart du temps aucun renfort ne vient à la rescousse.
    - Construire des caissons... très gourmand en matière, lourd, pièces nombreuses et difficiles à ajuster.
    - Essayer de retrouver les avantages des profilés en reproduisant des formes en nervures. on retrouve ça sur les cnc de exportinner et de mrdus31 dont les jambes du portique ne sont pas non plus centrées sur les axes... C'est la rigidité de la forme en nervure qui reporte l'effort sur l'arbre. C'est la méthode choisie ici.

    Dans notre cas, la poutre de l'axe Y fait juste la longueur nécessaire pour obtenir la course max de 600 offerte par cet axe. L'écartement des axes X est également défini pour pouvoir exploiter cette course. Reste à raccorder les deux...
    On aurait pu allonger la poutre formée par l'axe Y pour tomber en face des chariots. Mais allonger la portée d'une poutre qui va surtout travailler en flexion et en torsion semble aller l'encontre du bon sens. La conséquence est directe : les jambes ne peuvent pas tomber en face des chariots.
    Après, la forme des jambes joue beaucoup sur cette impression. La découpe en triangle des jambes accentue l'impression de dé-centrage. Si je les avait fait monter droites, l'effet visuel serait complètement différent, mais ce serait plus lourd pour un gain de rigidité faible. Si je devait ajouter de la matière, je doublerait plutôt la nervure.
    Enfin, si on regarde les portiques de ce type, la plupart n'ont pas les jambes centrés sur les arbres (et un grand nombre utilise des arbres supportés montés sur les côtés de la machine, dans un sens assez défavorable à leur résistance).

    Mais bon, à force de me faire remarquer ça, vous allez finir par me faire douter de mes choix...
     
  13. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Bonjour,
    Etant donné le nombre de cnc différentes on ne peut pas dire qu'une architecture soit "meilleure" qu'une autre puisque presque toutes ont rempli des objectifs. La question est est ce que les objectifs atteints sont ceux de départ ? et question subsidiaire : les difficultés rencontrées dans la réalisation n'auraient elles pas pu être évitées en faisant d'autres choix ????
    J'ai appartenu à la SAF il y a 40-45 ans et mon livre de chevet fut le livre de Texereau sur la construction des télescopes par des amateurs (que j'ai toujours) et j'ai été marqué par ce qu'il préconise au sujet des montures équatoriales en banissant la "monture dite allemande" car nécessitant trop de difficultés de réalisation pour obtenir de bons résultats. Il faut rester aussi proche que possible du "point-trait-plan", du "trait-plan" et autres principes de base de la mécanique.
    Quant à faire de la construction d'une cnc une occasion "d'être ensembles entre bons copains" (je sais c'est très tendance) moi je préfère me réunir pour faire un bridge et être seul ou avec juste un autre copain pour faire une cnc car on connait le syndrome de la réunionite dans nos entreprises, réunions nombreuses où aucune décision n'a été prise.
    Tout mes voeux de réussite pour votre projet.
    Stan
     
  14. Barbidou

    Barbidou Compagnon

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    C'est certain qu'il n'existe pas qu'un seul chemin pour arriver au but... Et heureusement! Qu'est-ce qu'on s'ennuierait si tout le monde faisait exactement la même machine!
    Pour la question d'atteindre les objectifs, nous le saurons à la fin du projet, mais pour le moment, je crois que nous y tendons.
    Pour la question subsidiaire, peut-être que d'autres choix nous auraient simplifié la tâche... Mais de toutes les possibilités rencontrées en parcourant le net (et en particulier usinage.com) j'ai systématiquement sélectionné celles qui semblaient le plus réalisable. Pour cela, il a bien fallu tenir compte du budget, des sources d'approvisionnement et des moyens matériels dont nous disposons.
    C'est certain que si nous avions disposé d'un plus gros budget et de moyens d'usinage, les choix auraient été différents, meilleurs techniquement et plus rapides à réaliser... Ici, nous disposons d'un petit budget, d'alu en 10mm et d'une perçeuse à colonne. Une petite fraiseuse viendra ponctuellement en renfort, mais elle ne pourra pas tout faire... On arrive donc à un assemblage de plaques, avec des tonnes de vis et les trous qui vont avec. Ca va nous prendre du temps pour tout percer et tout tarauder, mais ça au moins nous savons et nous pouvons le faire. A défaut de moyens, nous auront la patience, et quand on gratte le verre, la patience on l'acquière (ou on change d'activité!).
    Nous n'avons pas non plus voulu céder à la facilité et nous faisons de notre mieux pour arriver à un résultat de qualité.
    Si tu as des idées pour des solutions plus efficaces, nous sommes preneurs!

    Quant à l'aspect "réunionite", je le connais bien au boulot et je le fuis au maximum... (au grand désespoir de mon chef qui me voit sècher ses réunions régulièrement). Pour l'instant, il n'y a eut que 2 réunions autour du projet... Ce fut l'occasion de bons repas au resto, mais assez peu productif techniquement. Le reste se passe lors de nos rencontres le mardi soir, avec quelques personnes investies (toute la SAF n'est pas mise à contribution). On fait un point rapide, on discute les point sensibles du projet, se distribue le boulot, et on repart sur d'autres choses... Le plus gros travail est fait chacun de son côté à la maison. Pas question d'être à 8 derrière la CAO, sinon, c'est sûr on arrive à rien!
    Mais c'est quand même important que le projet reste celui de l'association et non celui d'un individu. A terme, c'est une ressource accessible à chacun que l'on vise.
    Nous avons déjà mis en place une machine pour aluminer sous vide nos miroirs, ça s'est fait selon la même méthode. Aujourd'hui, chacun peut accéder à l'aluminure pour un prix modique au lieu de la faire réaliser à prix fort à l'extérieur. On vise la même chose pour la découpe des pièces de télescopes... C'est aussi ça qui fait vivre une association.
     
  15. lonjonm

    lonjonm Nouveau

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    CNC Société Astronomique de France
    Je suis impatient d'en savoir un peu plus!!
    Vous avez commencé l'assemblage?
    J'ai une question, tu ne prévois pas 2 rails de guidage sur ton axe des X? (Un de chaque cote de la vis?)
    Tu crois pas que la tige fileté va se déformer avec le poids?
    Sinon la version 3D est bien réussie! J'ai hâte de la voir en vrai! :smt003
     

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