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Réalisation CNC fraiseuse

Discussion dans 'Projets de fraiseuse et portique d'usinage CNC' créé par ju64, 23 Mai 2013.

  1. ju64

    ju64 Nouveau

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Bonjour à tous,

    Cela fait déjà quelques années que j'ai en tête de faire une CNC, et j'ai enfin décidé de sauter le pas et de me lancer dans l'aventure !

    Edit : La partie découpe au fil chaud a été mis de coté pour le moment et sera peut être rajouter par la suite ou réaliser sur une future V2.

    Après une longue réflexion, j'ai pu définir des caractéristiques et mes besoins pour ma future machine.
    Le premier point qui à orienter ma réflexion et la conception, c'est que la machine ne sera pas seulement une fraiseuse, mais me permettra de faire aussi de la découpe au fil chaud.
    Il faudra pouvoir passer de l'un à l'autre facilement en limitant au maximum les éléments à démonter.
    Cette option sera rajouter par la suite, mais elle est tout de même à prendre en compte.

    Cette première contrainte m'a permis d'avoir les dimensions de la surface utile de la machine pour les X, à savoir 1000mm.
    Afin d'avoir une surface de travail confortable et en adéquation au X j'ai choisi 800mm pour les Y, mais cette cote n'est pas figé et pourra être modifier par la suite.
    Quand la machine sera fonctionnelle je lui ajouterai un 4ème axe, c'est ce qui m'a permis de choisir une course de 200mm sur les Z, mais comme pour les Y elle pourra être modifier si jamais ce n'est pas suffisant.

    Pour ce qui est de ce que je vais donner à manger à cette machine ça sera de l'époxy, du carbone, des matériaux plastiques, du bois (type balsa, contre plaqué,...), des alliages d'aluminium, des mousses polystyrène (type dépron ou polystyrène extrudé) et c'est à peu prêt tout pour le moment. Suite aux différentes lectures que j'ai faite j'ai décider d'exclure l'acier de la liste.

    Trêve de blabla, place à quelques images 3D !

    [​IMG]

    Vue de face.

    [​IMG]

    Vue de derrière.

    [​IMG]

    Vue de dessous.

    [​IMG]

    En version découpe au fil chaud.

    [​IMG]

    La base commune aux 2 versions.

    (Les images ne sont qu'une ébauche de la machine, donc rien de définitif et tout n'est pas dessiné, notamment le chariot de l'axe Z.)

    Comme on le voit sur les images, l'axe Y est actionné par 2 VAB avec chacune son moteur.
    Est-ce un bon choix ou est-il préférable d'avoir un seul gros moteur avec un système de poulies courroie ?
    Ou conserver les 2 moteurs et rajouter un système poulies courroie par sécurité si jamais un moteur venait à lâcher ?
    Sachant qu'en version découpe au fil chaud il me faut pouvoir piloter indépendamment les 2 charriots.

    Pour le guidage, j'ai dessiné la machine avec des axes avec leurs supports et douilles à billes ouvertes, mais ce n'est que représentatif et pas définitif car j'hésite entre ça, ou axes seuls avec douilles à billes fermées, ou rails carrés (je ne sais pas si c'est comme ça que ça s'appelle ? mais ça ressemble à ça
    [​IMG]
    )

    Quels sont les avantages et inconvénients des différents systèmes ? Si vous avez des infos la dessus je suis preneur !

    L'entrainement des différents chariots va se faire avec des vis à billes diamètre 16 et avec un pas de 5.

    Toute la structure de la machine est faite avec des plaques en alu de 15mm et 20mm qui seront découpé en jet d'eau ou laser. A voir par la suite si il faudra peut être revoir les épaisseur.

    Au niveau équipement j'ai accès à un tour et une fraiseuse conventionnel, perceuse à colonne, et tout le matériel classique que l'on peut trouver dans un atelier.

    Dernier point qui reste assez important, le budget !
    Pour le moment je n'ai rien définis, le but est tout de même de faire au moins cher mais en ayant quand même une machine qui va bien sans non plus chercher des précision au centième, ça reste de l'utilisation amateur.

    Il me semble avoir tout dis, pour le moment.

    J'attends vos remarques et infos avec impatience afin de pouvoir avancer le plus vite possible et voir se concrétiser ce projet.

    Merci de m'avoir lu
    A+
    Julien
     
  2. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Bonjour,
    Déjà une question : pourquoi ne pas utiliser les flancs en alu qui supportent l'axe Y et Z pour installer les axes verticaux du fil chaud ??????
    Sauf à avoir des plaques d'alu style AU4G (2017A) pour pas cher vous ne choisissez pas une architecture bon marché.
    C'est curieux que les gens parlent en même temps de budget serré et d'utiliser de l'alu pour faire leur machine.
    Stan
     
  3. ju64

    ju64 Nouveau

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Bonjour Stan et merci pour cette réponse.

    J'ai choisi de ne pas garder les flancs de la fraiseuse pour le fil chaud car ça me permet d'enlever le portique sans avoir à le démonter.

    Pour ce qui est du choix de faire avec des plaques en alu, je me suis inspiré des différentes machines que j'ai vu.
    Et c'est peut être pas le plus économique.

    Du coup quelle serait la meilleur solution ?

    Julien
     
  4. stanloc

    stanloc Compagnon

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Il suffit de visiter ce forum pour voir que personne n'a encore trouvé la meilleure solution (donc pour beaucoup de gens c'est une notion très subjective) sinon il n'y aurait pas autant de modèles ; en effet chacun pense faire mieux que le copain.
    La seule chose que je conseille c'est d'utiliser de l'acier plutôt que de l'alu (surtout si on a un budget serré) à moins d'avoir un mécène pour la fourniture de l'alu.
    Attention la découpe de plaques de 15 ou 20 mm au laser ou au jet d'eau imposera de reprendre les tranches à la fraiseuse.
    Je ne vois pas en quoi enlever tout le portique de la fraiseuse en un bloc présentera moins de travail que de n'enlever que la partie supérieure. Dans tous les cas il y aura un gros travail de réglage. Par ailleurs les barres cylindriques représentées pour faire les montant verticaux de la machine à fil chaud me semblent bien "légères". Ne pas oublier que le fil doit être tendu et qu'il va donc tendre à rapprocher ces montants. Il faut donc qu'ils soient bien raides et bien ancrés dans leur embase et sur le guidage en X
    Stan
     
  5. usi64

    usi64 Compagnon

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    Pau 64
    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    bonjour,
    interessant une cnc 2 en 1 , pour le changement de fraisage en decoupe fil comment compte tu faire pour le demontage (avec visseries ,brides...)?
    merci
     
  6. ju64

    ju64 Nouveau

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Bonjour,

    Par manque de temps, le projet a été mis en pause mais la réflexion, elle, a continué !
    Je vais donc revoir certains critères pour faire quelque chose de plus accessible, on fera quand je construirai la version 2 pour une machine plus complète.

    Donc premièrement on oublis le système hybride fraiseuse/découpe au fil et on se concentre juste sur la fraiseuse.
    Ensuite les matériaux que je vais utiliser, l'alu c'est bien, c'est beau, mais c'est cher donc on sort de l'optique "machine le moins cher possible". Je vais donc utiliser de l'acier mais la encore reste à choisir lequel...

    La conception a été revue sur certains points donc voici quelques images :

    [​IMG]


    [​IMG]


    [​IMG]


    Tout le système de guidage a été commandé et reçu.
    Ça sera des axes Ø20mm avec douilles à billes.
    2 douilles à billes simples par axe pour l'axe des Y, et 1 douille à billes double par axe pour les axes des X et des Z.
    La transmission sera faite avec des vis à billes Ø16mm et pas de 5mm.

    Pour la structure de la machine, je pense utilisé des profilés laminés plats d'épaisseur 15 ou 20 mm en acier S235JRG2. Est-ce un bon choix d'un point de vue mécanique l'utilisation de ce matériaux ?

    Je suis ouvert à toutes remarques et suggestions tant sur la partie conception de la machine, que choix des matériaux et composants.

    A+
    Julien
     
  7. Yakovlev55

    Yakovlev55 Compagnon

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Bonjour, concernant la découpe au fil, je présume que sur ton dessin le fil ne représente que son positionnement et qu'il sera tendu par un arc, ou autre? Concernant le guidage, j'avais acheté une machine tout à fait identique il fut un temps, ou j'avais l'intention de faire une mécanique plus élaborée, j'ai toutefois fait quelques essais et je me suis rendu compte que le guidage, sur les deux tiges était tout à fait insuffisant, les paliers ayant tendance à brouter et a faire de jolis escaliers dans le polystyrène. J'ai totalement abandonné ce type de découpe vu que je les faisais bien mieux avec des gabarits. En effet pour obtenir un résultat optimisé, et pour compenser la perte de température coté gros gabarit, du fait de l'avance rapide, je pouvais imprimer un glissement latéral de l'arc qui permettait une excellente compensation et une qualité de coupe particulièrement homogène. Mes ailes ainsi découpées n'étaient pas coffrées, mais directement recouvertes de papier Kraft, avec une finition peinte qui n'avait que peu à envier aux ailes coffrées.
    J'avoue avoir toutefois, pour essayer, modifié un des guidages, avec un axe en acier de 30 sur lequel glissait un palier ouvert, ça se comportait parfaitement sauf que le moteur tombait dans les chaussettes, et c'est ce qui a provoqué l'abandon du projet.
    Cordialement
    Martin
     
  8. Yakovlev55

    Yakovlev55 Compagnon

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Re, désolé je n'avais pas lu ton dernier message en entier, je suis de ton avis en ce qui concerne le prix de l'alu, mais l'alu se travaille bien plus facilement que l'acier, et surtout il est beaucoup moins lourd, et aura beaucoup moins de chances de peser sur tes tiges de 20 et de les faire flamber, ni de par l'inertie moindre de l'équipage mobile, de faire perdre des pas à tes moteurs. De surcroît, l'alu n’étant pas magnétique sa proximité avec les moteurs ne pose pas de problème.
    Cordialement
    Martin
     
  9. ju64

    ju64 Nouveau

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Merci Yakovlev55 pour ta réponse.

    Je sais bien que l'alu est plus facile à travailler et est moins lourd, mais l'acier est plus rigide donc à rigidité égale l'acier sera moins épais que l'alu, ce qui fait que niveau poids je risque de m'y retrouver entre l'un et l'autre.
    Puis une machine plus lourde limite aussi les vibrations qui peuvent être particulièrement nuisibles lors de l'usinage.

    Pour la perte de pas, est-ce que mettre des moteurs plus puissant permet de ne pas rencontrer ce soucis ?

    Peux tu m'en dire plus sur ce phénomène magnétique avec les moteurs et un châssis en acier ?
    Les moteurs, comme tu peux le voir sur les images seront montés avec des entretoises qui elles seront en alu par contre.

    Merci
    Julien
     
  10. Yakovlev55

    Yakovlev55 Compagnon

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Re: Réalisation CNC fraiseuse et fil chaud

    Bonjour, tout d'abord, je voulais préciser que je ne pratique pas l'usinage en CNC, mais j'ai réalisé il y a quelques années maintenant pour des amis, deux très belles faiseuses CNC qui sont en usage quasi quotidien depuis, sans aucun problème. L'un deux me racontait récemment les soucis qu'avait eu un autre cnciste avec sa machine 100% acier de type portique, ou après avoir usiné des pièces en tôle d'acier, les poussières avaient tendance à s'agglomérer sur les éléments de structure et de glissement du fait d'une magnétisation de l'ensemble, certainement due à la présence des moteurs. Je n'en sais pas plus, mais mon ami se félicitait que sa machine fût principalement en aluminium car il n'a jamais constaté ce phénomène chez lui.
    Cordialement
    Martin
     
  11. ju64

    ju64 Nouveau

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Bonjour à tous,

    C'est bon la fabrication est commencé !

    Quelques photos du premier weekend d'usinage des pièces.

    [​IMG]


    [​IMG]


    [​IMG]


    Pour la matière c'est de l'acier S235 en épaisseur 15mm.

    Et voilà l'assemblage de la partie basse avec la vis à bille et les guidages linéaires.

    [​IMG]


    Ce weekend j'attaque la fabrication du portique, ce sera en acier S235 toujours mais en épaisseur 12mm.

    Maintenant que la fabrication est commencé, je commence à réfléchir à la partie électrique et là dur de choisir !

    Il m'a semblé comprendre que les cartes tout en un (breakout board et driver) style tbs6560 était à proscrire.

    Donc je pense m'orienter sur une carte breakout board avec 4 axes mini et 3 drivers pour les moteurs pas à pas pour le moment.

    Pour la carte je pensais à ça : USB 5 Axis CNC Breakout Board Interface Adapter For Stepper Motor Driver

    Pour les drivers je pense qu'ils dépendront des moteurs que je choisirai et de l'intensité max que supportera le moteur.

    J'ai trouvé des kit de ce genre qui ont l'air intéressant, après faut voir ce que ça vaut vraiment : CNC Kit 4xMA860H Stepper Driver 24V-110VDC + Platine Interface De Commande 5Axes

    Et pour les moteurs je suis parti sur des NEMA24, les entraxes de fixation des pièces ont été faite en conséquence.
    Par contre quel modèle ? Quel puissance ? Quel couple ? Bipolaire ? Unipolaire ? 4, 6 ou 8 fils ? Je n'en ai pas la moindre idée et je suis un peu perdu dans tout ça, c'est pas faute d'avoir lu tout un tas de dossier la dessus.

    Donc si vous avez des avis et des suggestions la dessus je suis ouvert !

    Merci d'avance,
    Julien
     
  12. ju64

    ju64 Nouveau

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Bonjour,

    Petites photos de l'avancement de la partie mécanique, le portique est fabriqué et monté :

    [​IMG]


    Et mise en place du martyr en médium gris en 30mm d'épaisseur pour "pour voir ce que ça donne"

    [​IMG]


    Voila pour l'avancement actuel ! La partie mécanique devrait être finis ce weekend.

    Ensuite la partie électrique avec choix des moteurs, drivers, breakout board, broche, etc...

    La broche sera très certainement une VFD 2.2kW water-cooled, pour le montage de celle-ci j'ai 2 possibilités :
    [​IMG]

    ou
    [​IMG]


    Si vous voyez des avantages/inconvénients à utiliser l'un ou l'autre ou d'après votre expérience je serai intéressé de le savoir.

    Merci pour vos réponses,
    Julien
     
  13. fabrice c

    fabrice c Modérateur

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  14. kalendhal

    kalendhal Apprenti

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Salut, très belle réalisation :-D

    Toutefois, je pense que ton y et ton x sont trop faible en section par rapport au poids total du portique. La broche de 2.2 kw que tu veux monter pèses environ 7 kgs, ça plus les némas 34 et le reste... Je passerai à des guidages en 30 avant d'aller plus loin dans le projet.

    La flexion des axes en 20 risque d'user prématurément tes vis a billes. Le poids du portique est un avantage qui va te causer aussi du soucis. Tu vas avoir un "ventre" de quelques dixièmes au centre de ton plateau.

    A+
     
  15. Yakovlev55

    Yakovlev55 Compagnon

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    Réalisation CNC fraiseuse
    Bonjour, en voyant ton montage du portique, je reste persuadé que l'aluminium eut été un meilleur choix, et que le poids de l'acier va te créer du flambage dans les tiges de guidage, et surement aussi un imprécision dans les déplacements rapides. A part ça, c'est du bon travail quand même.
    Cordialement.
    Martin.
     
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