Choix du type de guidage linéaire : la synthèse ?

[Lezard]

Bonjour à tous,

J'ouvre ce fil pour poursuivre la discussion entamée sur <un autre fil> à propos du choix d'un type de guidage pour un projet de CNC.

L'idée serait de faire une synthèse basée sur les retours d'expérience des uns et des autres, en détaillant les avantages/inconvénients des différentes solutions mises en place. On trouve beaucoup de discussions sur ce sujet, mais assez peu (je crois) sur les expériences concrètes (ce qui a bien / moins bien marché).

Je n'ai pour ma part pas (encore) d'expérience à proposer, étant dans la phase réflexion/conception d'une fraiseuse d'assez grande dimension (enveloppe usinable de +/- 3m x 1,5m x 1m) pour des matériaux tendres (mousse rigide, MDF etc...) avec une précision moyenne (qq 1/10e de mm recherché)

Je vais commencer par transférer (si j'y arrive) les échanges dans le fil initial, afin de 'dépolluer' le sujet initié par Christian67.

 

[Lezard]

Fil initial : Disposition des rails
Lezard, 21 Août 2016, à 15:14
#20
Bonjour,

Etant moi aussi dans une phase de réflexion/conception pour un projet de fraiseuse d'assez grande dimension destinée à usiner des matériaux tendres, je profite de ce sujet pour poser une question quant au choix du type de guidage : en consultant la doc. de Hiwin (par ex.) je vois que les tolérances des surfaces de référence pour le montage sont serrées, en particulier en parallélisme, qq dizaines de microns, un peu moins en hauteur.

Est-ce que vous arrivez à respecter ces tolérances avec par ex. une base mécano-soudée puis usinée comme montrée par DJviper16 ici (beau boulot d'ailleurs, félicitations) ou bien est-ce que vous faites "au mieux", en compensant par un ajustage des précharges et/ou l'acceptation d'une durée de vie des guidages réduite par rapport à la "norme", mais encore bien suffisante pour votre usage ?

Pour l'instant, mon choix s'oriente vers des rails en V type Hepco, essentiellement pour cette question de précision de montage, et aussi pour une tolérance plus grande aux poussières, saletés etc... D'un autre côté, la plus grande précision et rigidité d'un guidage prismatique est bien tentante, d'où ma question.

Merci de partager votre expérience

 

[Lezard]

Fil initial : Disposition des rails
stanloc, 21 Août 2016, à 16:22
#21
@Lezard ; as-tu comparé les prix des guidages HEPCO aux prix des autres guidages ? fais le au plus vite.
Aucun guidage comportant des éléments qui roulent sur un rail ne peut se passer de joints racleurs pour garder une bonne qualité/douceur de fonctionnement.
Stan

 

[Lezard]

Fil initial : Disposition des rails
Lezard, 21 Août 2016, à 16:48
#22
@STAN :
Je n'ai pas encore fait de demande de devis, est-ce que c'est vraiment cher ? J'ai un peu de budget, mais pas des fortunes non plus.
Je citais Hepco car une première prise de contact m'avait donné une impression très positive : réactifs, à l'écoute et prêts à donner des conseils, très pros donc.

Bien noté pour la nécessité d'avoir des joints racleurs.

Sinon, une idée sur le dilemme précision des guides <=> précision du montage ?

 

[Lezard]

Fil initial : Disposition des rails
stanloc, 21 Août 2016, à 17:10
#23
Lezard a dit: ↑
@STAN :
Je n'ai pas encore fait de demande de devis, est-ce que c'est vraiment cher ? J'ai un peu de budget, mais pas des fortunes non plus.
Je citais Hepco car une première prise de contact m'avait donné une impression très positive : réactifs, à l'écoute et prêts à donner des conseils, très pros donc.

Bien noté pour la nécessité d'avoir des joints racleurs.

Sinon, une idée sur le dilemme précision des guides <=> précision du montage ?

Fais toi une idée :
http://fr.rs-online.com/web/b/hepcomotion/?sra=p
bien que ce ne soit pas le fournisseur aux prix les plus bas en général mais je n'en connais pas d'autre.
Il y a sur ce forum el patenteu(x) qui a une cnc achetée dans le commerce au Québec et qui en est équipée de guidages Hepco. Il te dira je pense que du bien mais si peu de gens montent ces guidages c'est probablement à cause de leur prix et aussi leur capacité de charge, bien sûr. Les guidages linéaires qui souffrent le moins d'un manque de planéité des surfaces d'appuis sont les guidages sur rails cylindriques supportés dè que l'on prend un diamètre de 20 mm pour le rail et que l'on a pris comme fournisseur un qui a bonne réputation. Mais la qualité des surfaces d'appui est toujours payante. Mais c'est vrai pour toute la cnc chaque élément s'il est bien conçu pour remplir au mieux sa fonction ajoutera à la qualité de la machine.
Stan

 

[Lezard]

Fil initial : Disposition des rails
stanloc, 21 Août 2016, à 17:24
#24
Mais si on ne peut pas ou ne sait pas faire des portées comme il faut pour appuyer les guidages linéaires, on peut passer outre SI SI SI les courses envisagées sont assez faibles et que l'on n'a pas comme projet d'usiner des métaux. Dans ces conditions on prend des barres cylindriques de gros diamètre associées à des douilles à billes. Gros diamètre c'est minimum 25 mm si la portée est autour de 500 mm et 30 mm si la portée est supérieure. Il faut toutefois prendre de la barre cylindrique en acier trempé et rectifié celle vendue par les fournisseurs de douilles à billes.
Toute construction est affaire de compromis. On ne peut pas classer A PRIORI telle ou telle solution dans celles à rejeter. Il faut prendre le problème dans son ensemble en sachant bien ce que l'on veut.
Voir la première phrase après ma signature
Stan

 

[Lezard]

Fil initial : Disposition des rails
Lezard, 21 Août 2016, à 17:47
#25
@stanloc :
"On ne peut pas classer A PRIORI telle ou telle solution dans celles à rejeter. Il faut prendre le problème dans son ensemble en sachant bien ce que l'on veut."

Bien d'accord avec toi. Pour le moment, je tourne un peu en rond dans l'équation prix / difficulté de réalisation / qualité finale.

De mes différentes lectures, j'ai tiré à peu près les conclusions suivantes :
- guidage à galets : économiques (encore que...), OK pour des grandes vitesses, assez tolérant à la poussière, montage correct possible (avec mes moyens/compétences limités), charges en particulier axiales limitées, précision moyenne mais sans doute OK pour mes besoins
- guidages ronds supportés (non supportés écartés 'à priori' vu les longueurs nécessaires) : prix encore OK, montage un peu plus contraignant, nécessite protection / poussière, précision OK, rigidité à vérifier (douilles ouvertes) mais sans doute mieux que les galets
- guidages prismatiques : +/- chers selon la qualité, nécessite un montage précis (surface d'appui rectifiées), très rigides et précis (si montage correct), protection / poussière impérative.

Est-ce correct ?

Ce que je veux :
- des guidages 'assez précis' une fois montés (i.e pas la peine de gâcher du matériel de précision si on ne peut pas les positionner correctement) : précision recherchée de l'ordre de qq 1/10e
- vitesses de déplacement élevées : usinage de matériaux tendres sur de grandes dimensions (enveloppe de 3 m x 1,5 m x 1 m à peu près)
- tolérant un environnement de travail poussiéreux (ambiance + usinage)
- budget 'raisonnable' : je pense que les guidages sont avec la géométrie de la machine un élément essentiel de la qualité finale du travail, et sur lesquels on ne revient pas facilement à priori, donc il faut faire le bon choix (Madame, Monsieur etc... )

 

[stanloc]

La synthèse elle est facile à faire selon moi. C'est le portefeuille qui décide car entre ce qu'il faut acheter en composants, en équipements pour faire certains travaux soi-même ou alors ce qu'il faudra sous-traiter, ce sera le montant de l'addition qui fera faire le seul choix possible.
On peut quand même dans ton cas attirer l'attention sur quelques impératifs.
Une très grande course entraîne souvent de grandes vitesses de déplacement donc attention aux vitesses limites de certains guidages sans parler de leur usure rapide. Mais il faut AUSSI que les guidages envisagés soient disponibles en grandes longueurs.
Ensuite on ne peut pas parler de guidages sans parler de ce qu'ils vont supporter comme charges. C'est pourquoi je t'ai déjà dit qu'il faut prendre ta conception dans son ensemble et pour cela établir un cahier des charges. Ensuite on liste toutes les solutions envisageables pour telle ou telle fonction. Ensuite on leur attribue les avantages et les inconvénients et du coup les répercussions que cela va entraîner sur d'autres composants.
Déjà il y a un point que l'on peut arrêter c'est que tes transmissions en X et en Y seront par courroies crantées et en Z par vis à billes ou crémaillère (mais cette dernière est plus exigeante en installation)
On peut classer les guidages linéaires pour de telles courses dans l'ordre des plus performantes en matière de raideur/rigidité:
Rails prismatiques type Hiwin sachant qu'il y a deux types l'un pour de la manutention d'objet et l'autre pour les machines outils
Guides cylindriques supportés avec douilles à billes
Guides sur rails prismatiques type HEPCO
Guides sur profilés alu type NORCAN (plusieurs modèles plus ou moins performants) Pages 56 à 67 http://files.mynorcan.com/norcan/norcan_doctec_profiles-aluminium_fr.pdf
Stan

 

[moissan]

Pour le moment, je tourne un peu en rond

si ça tourne en rond il ne faut pas faire un guidage linéaire mais un guidage en rotation

 

[moissan]

plus serieusement je vois bien des probleme dans les guidage lineaire a bile : c'est completement hyperstatique donc il faut des precision de realisation enorme pour ne pas avoir d'effort interne nuisible

avec 2 rail il faudrait un rail faisant un guidage complet avec bille dans des vé ou 2 rouleau dans dès vé et un deuxieme rail qui n'enleve que le dernier degré de liberté avec des rouleau sur 2 face plate

helas ce 2eme type de guidage n'existe pas ... si on monte comme 2eme guidage un rail faisant un guidage complet une solution est de le monter avec un piece ayant une certaine souplesse dans le sens qui est hyperstaique

c'est un peu ce qui sauve la vie des cnc legere ... une certaine elasticité de la structure rend tolerable l'hyperstatique

en vieille machine outil classique c'est hyperstatique aussi , mais c'est massif ! charge maxi non limité contrairement aux rail a bille ou a rouleau qui se deteriorent rapidement quand ça depasse la charge maxi

pour bien utiliser un guidage a bille sans risque de surcharge en cas de leger defaut geometrique il faudarit un rail principal avec 2 patin sur le même rail qui enleve les 4 premier degré de liberté et un 2eme rail avec un seul patin sur un montage flexible pour n'enveler que le 5 eme degé de liberté

 

[stanloc]

Je ne sais pas si lézard a besoin que l'on fasse remonter la discussion aux débuts de la théorie de la mécanique.
Je crois qu'il veut se faire une cnc et donc faire des bons choix. En choisissant d'ailleurs ce que tout monde utilise sans se poser trop de questions il a de bonnes chances de faire une bonne cnc.
stan

 

[Dxmax]

plus serieusement je vois bien des probleme dans les guidage lineaire a bile : c'est completement hyperstatique donc il faut des precision de realisation enorme pour ne pas avoir d'effort interne nuisible

avec 2 rail il faudrait un rail faisant un guidage complet avec bille dans des vé ou 2 rouleau dans dès vé et un deuxieme rail qui n'enleve que le dernier degré de liberté avec des rouleau sur 2 face plate

helas ce 2eme type de guidage n'existe pas ...

Bonsoir,

pardonne moi Moissan, mais je vais te contredire, ce type de guidage existe bel et bien: c'est ce qui est utilisé sur les guidages de tables de certaines rectifieuses par exemple.
Pour les détails voir par exemple, chez Schneeberger, les séries NRT, W/Z, L/M ou J/K exemple concret ci-dessous extrait de leur catalogue:

Bonne fin de soirée,

Flo.

 

[moissan]

bien sur ! heureusement que les bonne solution existent !

mais la ce n'est qu'une demi solution pour le cas ou le poids de la table suffit a tout bien caler ... dans le cas d'une petite cnc il ne faut pas compter que sur le poids , il faut un guidage efficace dans tous les sens

 

[Lezard]

Bonsoir,

Merci pour vos réponses, je reprends le fil après une petite interruption (connection... intermittente !)

@stanloc : c'est sûr que le portefeuille conditionne largement ce qu'on peut / peut pas faire. D'un autre côté, construire une machine qui ne répondrait pas au besoin reviendrait à jeter l'argent, donc, trouver le bon compromis...

@moissan et @Dxmax : on peut je pense reproduire un système isostatique avec par ex. 2 rails en V opposés d'un côté et un guidage avec deux galets cylindriques (en fait légèrement bombés) dessus/dessous un plat de l'autre.

C'est la solution que j'envisage pour l'instant, avec quand même un point qui me pose problème : tous les efforts perpendiculaires à la translation seraient encaissés comme effort axiaux par les guidages en V. Dans mon cas, les efforts de coupe seront minimes (voire négligeables), mais pas les à coups dûs aux mouvements, par ex. du chariot Y. Je voudrais pouvoir travailler assez vite, et la masse déplacée en Y sera sans doute élevée : chariot Y, axe Z assez long pour une grande course, broche etc...

Je suis en train de travailler sur un modèle CAO de la machine projetée, je posterai qq chose dès que cela sera assez avancé pour donner une base d'échanges.

 

[el patenteux]

Les guidages avec galets en V ne sont pas mauvais par contre ils accumulent la poussierequi a la la longue se transforme en crasse
épaisse qui finissent en galettes.
Ca fini par faire crounch crounch quand les chariots se promenent ladessus.
Le mieux restera toujours les guidage prismatique qui meme avec leurs racleurs de base offrent une tres bonne protection contre la poussiere.

 

[Lezard]

Bonsoir

Les guidages avec galets en V ... accumulent la poussiere qui a la la longue se transforme en crasse épaisse qui finissent en galettes.

Merci pour ton message, j'apprécie d'avoir un retour d'expérience.

Est-ce que tes galets sont équipés de joints racleurs ? Les docs des fabricants de galets citent le fait que les billes soient dans le galet, et non pas en contact direct avec le rail comme sur un guide à bille comme un avantage par rapport à la poussière. Cela semble avoir du sens mais ne tient donc pas dans la pratique ?

 

[moissan]

ce n'est pas le galet qui fait la protection contre la poussière ! c'est au concepteur de la machine de construire un capot autour des galet avec des joint racleurs

il n'y a donc pas de difference entre patin a bille avec racleur et galet dans des boites avec racleur

 

[Lezard]

Bonsoir @moissan,

J'ai bien compris qu'il fallait installer des joints racleurs au minimum, et, si on veut (et on peut) faire vraiment bien, un systeme de soufflet qui protège le rail.

il n'y a donc pas de difference entre patin a bille avec racleur et galet dans des boites avec racleur

I beg to differ Sir ! Dans un galet en V, les billes sont à l'intérieur de l'ensemble roulement/galet, donc normalement à l'abri de la poussière, alors que les billes d'un patin... à billes sont en contact direct avec le rail, et donc plus exposées.

Ce qu'explique El Patenteu, si j'ai bien compris, c'est que la poussière qui s'accumule sur la portée du rail finit par interférer dans le contact galet/rail; ce qui reste un pb, d'où la nécessité d'avoir quand même un joint racleur.

Bref, on est d'accord

 

[ingenieu59]

Bonjour,

je viens ici pour poser une simple question vis à vis du montage des rails HIWIN .

Ici, sur cette vidéo, on voit les rails mis à la verticalité ( sur le côté ) alors que sur d' autres vidéos, ils sont placés horizontalement ( sur le dessus ).


Quel est ou quels sont les avantages et inconvénients de chaque montage ?