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La conception de ma 1ere CNC

Discussion dans 'Discussions générales sur la conception' créé par sfritz, 7 Août 2013.

  1. sfritz

    sfritz Nouveau

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    La conception de ma 1ere CNC
    Salut à tous,
    j'ai depuis plusieurs mois l'idée en tête de concevoir et construire ma propre CNC.

    Après avoir vécu 2 ans outre-Atlantique, je suis retourné plusieurs mois sous le toit de mes parents que je viens de quitter, et je dispose maintenant de mon chez moi, j'envisage donc d'y construire ma CNC.

    J'ai cherché un peu à gauche à droite sur internet pour voir ce qu'il se fait (sur ce forum et ailleurs), quelles sont les possibilités, à quel prix, etc. et j'ai définie au fur et à mesure mon cahier des charges. J'ai également commencé à concevoir ma CNC sous Solid Works.

    Je poste aujourd'hui sur ce forum car j'apprécie vraiment la générosité des membres, qui partagent leur expérience et leur savoir-faire, et je serai ravi d'aider en retour quand l'occasion se présentera.
    Bien que je sois encore au début de la conception de ma CNC, je souhaite présenter mon projet d'une part pour avoir les avis, retours et critiques des membres plus expérimenté, et d'autre part pour présenter l'avancement de mon projet au fur et à mesure.

    Présentation de ma CNC:
    • Les pièces à usiner seront en bois (medium, contreplaqué, etc) pour son faible prix à l’achat. L’usinage d’autres matières peut également être envisageable occasionnellement, tel que certains métaux doux (alu, laiton, etc.) avec des passes faible, des pièces plastique, ou des mousses, etc.

    • La fraiseuse sera dirigé sur 3 axes à l'aide de moteurs pas à pas (Nema 23 non choisi) contrôlé par un PC dédié à l'aide de Mach3.

    • La course utile prévue est de X:600 x Y:600 x Z:150 mm, les dimensions extérieurs prévues sont de 800 x 800.

    • Je ne cherche pas à être précis au microns prêt, disons que le 1/10 de mm me convient (ce chiffre peut encore être amené à diminuer en fonction des solutions retenues, je n'ai pas vraiment idée de la précision possible).

    • La broche prévue est la Kress 1050 FME-1

    • Le budget n'est pas défini, je me suis fixé à 800€ pour l'ensemble, mais je suis prêt à faire certains compromis si cela s'avère nécessaire

    Voila en gros pour le CdC.


    Au commencement de ma réflexion, j'espérais construire le tout pour moins de 500€, mais j'ai vite déchanté. Disons qu'il y a des possibilités à tous les prix, mais si on veut un minimum de précision, il faut savoir faire des compromis.
    Je ne dispose malheureusement pas de matériaux de récup, et l'outillage dont je dispose aujourd'hui est également assez limité (mais je pense trouver le nécessaire en outillage chez mes parents). J'ai accès à des perceuses, perceuse à colonne, scie à onglet, pendulaire, etc.

    J'ai dans un premier temps pensé faire la structure en médium, pour sa facilité à mettre en œuvre et son faible prix, mais j'avais quelques doutes quant à sa rigidité et la tenue dans le temps, ainsi que les variations de températures au cours de l'année (gonfle et flambement du bois). J'ai donc choisi de faire la structure en profilé aluminium 40x40. Ce type de profilé à l’avantage d'être standard, donc abordable, et en 40x40 suffisamment rigide pour voir venir et faire évoluer ma machine.
    J'ai trouvé un petit fournisseur, de profilé alu abordable, prêt de chez moi, dont je donnerai l'avis et posterai l'adresse quand j'aurai acheté chez lui.

    Concernant les guidages linéaires, j'ai trouvé des multitudes de solutions en ligne, de la glissière de tiroir aux roulements à billes, en passant par les systèmes à roues de rollers, etc. Ne disposant pas de beaucoup d'outillage pour faire un système à roues de rollers, je pense utiliser des roulements à bille, et je suis sur d'avoir un jeu assez faible. Je n'ai pas fais de calcul, mais je pense partir sur des axes Ø16mm.

    Disposant du matériel nécessaire pour faire des circuits imprimé, j'envisage faire les drivers conçu par Mdog, présenté ici.

    Malheureusement, plusieurs inconnues existent encore aujourd'hui pour mon projet:

    • L'entrainement linéaire: j'hésite entre 3 solutions:
    -Les vis à bille, le top du top, mais le prix me fait froid dans le dos
    -Les vis trapézoïdale, nettement moins chère, mais le jeu et le frottement sont plus important
    -Le système Victor Sendas, également connu sous le nom de vis à bille du pauvre, voir ici.

    Ma préférence va pour les vis trapézoïdale, car les vis à bille sont trop chère, et le système Victor Sendas est trop compliqué à mettre en œuvre avec les moyens dont je dispose.

    J'ai pensé utiliser les vis trapézoïdale IGUS Drylin, voir ici, mais je ne connais pas vraiment ce produit. Si quelqu'un peut me donner son avis, pour les personnes qui utilisent ce produit.
    Je suis également à l'écoute d'autre fournisseur de vis trapézoïdale, ou de vis à bille abordable (éventuellement chinoise).

    • Une autre inconnue va pour les roulement supportant les vis d'entrainements à leur extrémité. J'envisageais d'utiliser les roulements de roller pour positionner mes vis d'entrainements (vis trapézoïdale) car vraiment pas cher, mais le diamètre intérieur 8mm est problématique car très petit, et ne correspond donc pas au diamètre standard d'usinage des extrémités de vis à bille.
      Ensuite, les roulements de roller 608ZZ sont ils suffisant pour mon utilisation, notamment pour supporter l'effort axial?
      D'autre part, ou faire usiner (épauler) les extrémités de mes vis d'entrainements? Certains fournisseurs le propose, mais il faut ajouter 50% du prix de la tige filetée seule... Quelqu'un a-t-il une adresse intéressante dans le Bas Rhin ou en Moselle pour l'usinage des extrémités de vis à bille ou vis trapézoidale?


    Voilà, merci d'avoir lu jusqu'ici, et merci d'avance pour vos avis et conseils, et à bientôt pour la suite de l'aventure.

    Fred
     
  2. bobydu67

    bobydu67 Nouveau

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    La conception de ma 1ere CNC
    Hello a toi ! sfritz !

    Je voie qu'on est quelque un d’Alsace dans le coin ! :wink: :partyman:

    Et bien je suis novice en la matière ,donc ne pourrais surement pas répondre a toutes tes interrogations ..
    Mais je vais suivre ton fil (sujet) car il m intéresse bcp .. je vais aussi faire la miennes de cnc ,d'ici la fin d'années .. le temps de tout concevoir ,acheter etc ..

    et je me permet tout de même de rebondir sur ton fil ..

    Pourquoi il viens s'incrusté tu doit te dire ? :!:

    Parce nous somme surement au même point de l étude/conception ,recherche de px ..etc .. et le plus drole ..

    Nous avons en commun : le px envisagé de 500€ et on s'est vite rendu compte tout deux de l erreur .. :supz:
    Et toi alu moi alu ..
    Taille 600x600 toi moi 500x500 ..
    Le même style .. etc .. enfin a t avoir lue j'ai vue mon truc ..
    le type d usinage pareil .. mais moi c'est sur l alu y sera avec .. avec petite passe mais du belle alu ..

    Pour la broche bcp utilise ce style .. mais je le trouve chères pour juste usiner alu ou bois ..
    donc plutot celle ci pour moi : http://www.amazon.de/dp/B000W08ANW/?smid=A1WJ32FZMCA0Z&tag=mainseek-new-21&linkCode=asn&creative=6742&camp=1638&creativeASIN=B000W08ANW&ascsubtag=mRRffcN-5jNdYoIL8TM5HQ

    Si jamais tu la connais pas ..

    Pour les cartes driver chapeau si tu les fait toi .. et si t y parviens .. moi je les achètes .. de Bay.Us .. du bon matos ..
    et les guides et vis sont une histoire de dinguo pour nous les nvx ..

    Moi je m arrête sur des sbr20 pour les guides ,sont pas trop chères se sont les cylindriques au lieu des nvx en plat .. de Chine surement ..
    Et pour les vis trapézoïdales ,n ayant pas trop d argent a investir ... je vais cherché ou se fournir tout comme toi pour pas que sa coute un bras .. et si j ai des infos étant d'Alsace je te le dirais ..

    Mais pareil qu'avant les vis je pense les prendre ou de chie ou des Us .. je sais le délais sera long .. mais le prix en vaut le coup .. par rapport a ceux vendue en France Europe .. l’Allemagne et aussi assez intéressant ...

    Dernier point pour le support des vis a billes ,pourquoi ne regarde tu pas pour trouver le bon diamètre en roulement et te bricoler ou acheter un support qui fera office de bride ? les roulement roller je les garderais plus pour une imprimante 3d ou du genre que pour une cnc ... mais c'est que mon avis perso ..

    Sinon je m arrête la avec le pâté pour un prem'z post .. et j espere que tu apprécieras la discutions autour de nos machines .. idées de conception .. :lol:

    A bientôt .
     
    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  3. sfritz

    sfritz Nouveau

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    La conception de ma 1ere CNC
    Hey Boby, merci pour ta réponse.

    Effectivement, plusieurs points communs dans nos projets.

    Pour la broche, ce qui m'embête avec la 530FM, c'est que la vitesse de rotation n'est pas variable. Ensuite, entre la 800 et la 1050, la différence de prix n'est pas énorme, et je pense sérieusement usiner à des vitesses plus faible pour certains matériaux, donc la 1050 FME-1 est sans doute le modèle Kress qui me convient le mieux (de 5000 à 30000 tr/min).
    Après je n'ai pas regardé s'il y a d'autres fournisseurs. Je pense acheter la mienne en Allemagne, c'est moins chère qu'en France.

    Pour les guidages linéaires, je part pour du Ø16mm, mais c'est susceptible d’évoluer pour plus gros, je vais dans un premier temps concevoir ma CNC, puis choisir mes guidages en fonction du poids. Il faut aussi voir la qualité des acier, je pense que les axes chinois sont moins rigide que les locaux et risquent de fléchir, mais faut voir niveau prix aussi.
    Pour tes sbr20, as-tu déjà un fournisseur en vue?

    Pour les vis à bille, j'ai également pensé faire un truc pour les bloquer axialement avec un genre d’écrou comme pour les tiges filetées sur les CNC diy pas chère. Mais les filet des axes de vis à bille ne sont pas standard, et je ne connais pas de pièce qui fait office d’écrou pour ces axes, je pense même que c'est impossible.
    J'ai également pensé les percer radialement pour y mettre des goupilles, mais les axes sont difficile à percer à la base, sans compter le traitement de surface, et en plus il faut qu'il n'y ai pas de jeu.
    La meilleure solution serait de faire usiner les extrémités, mais comme pour le perçage, les pièces sont traités, et en plus je n'ai pas de tour.
    Certains fournisseur le propose, mais le prix est généralement assez élevé (j'ai pas regardé en chine).


    Effectivement, les pièces sont généralement moins chère moins chère en Allemagne (ou USA), mais quand il s'agit de pièces à faire livrer, c'est souvent plus cher au final, surtout pour des pièces volumineuses, sauf si t'as une adresse ou faire livrer en Allemagne...
    Donc pour acheter en direct en Allemagne, pas de souci, mais pour faire livrer, faut voir si ça vaut vraiment le coup.

    Fred
     
  4. PsyKo

    PsyKo Ouvrier

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    Dernière édition par un modérateur: 16 Avril 2015
  5. sfritz

    sfritz Nouveau

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    La conception de ma 1ere CNC
    Merci PsyKo pour les encouragements et la proposition de ta CNC
    Effectivement, je pourrais être intéressé par la Shapeoko. Ta CNC me semble bien, et abordable, mais je me suis lancé le défi de concevoir et fabriquer la mienne moi même...

    Le système de guidage par poulie me plairait car le prix est plutôt avantageux par rapport aux vis à billes, ou vis trapézoïdales.
    Mais j'y vois quelques critiques au niveau de la précision atteignable.

    En effet, un système de vis sans fin (vis à bille ou trapézoïdale), sans tenir compte du jeu, permet d'obtenir une précision dépendante de son pas.
    Par exemple un système de vis trapézoïdale avec un pas de 5mm, fait avancer le chariot de 5mm pour chaque tour de la vis.
    Soit, avec un moteur PàP de 200 pas avec des pas complet et sans réduction, on obtient une avance du chariot de 0.025mm/pas. :-D


    Pour le système par courroie, la précision ,sans tenir compte du jeu et de l'allongement de la courroie, dépend directement du périmètre primitif de la poulie (comme le système pignon crémaillère).
    C'est à dire ? x Ø primitif ( ou encore nombre de dent de la poulie x longueur du pas).


    Capture.PNG
    ↑  Courroie


    Par exemple, pour un système de courroie XL (pas de 1/5" = 5.08mm) et une poulie à 10 dents (Ø primitif de 16.17), on a un périmètre primitif de 5.08*10 = ? x 16.17 = 50.8mm.
    Le charriot avance donc de 50.8mm par tour de poulie, soit de 0.254mm par pas (1/4mm) avec un moteur PàP de 200 pas avec des pas complet et sans réduction. :???:

    Bien sur, le système par courroie permet d'obtenir une vitesse d'avance très élevé, mais je pense qu'il n'est pas suffisamment précis. Il est bien sur possible d'utiliser un moteur de 400 pas, d'utiliser les 1/2 pas ou les micro pas, ou encore d'utiliser un rapport de réduction, voir les 3 ensembles :axe: , mais on se complique nettement le travail, et il sera toujours possible de faire mieux avec le système vis sans fin (vis à bille ou trapézoïdale).

    J'utiliserai peut être le guidage par courroie, plus abordable, dans un 1er temps pour lisser mes dépenses dans le temps . Mais j'envisage d'utiliser un système de vis sans fin sur ma CNC finale.

    Fred
     
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