CN mécano-soudé

  • Auteur de la discussion tristan12
  • Date de début
tristan12
Apprenti
9 Novembre 2013
244
Aveyron
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour, je vous présente mon projet de CNC.

Je me suis inspiré d’autres projets vu sur le forum dont un en particulier pour l’architecture de la machine projet de Pa_ul.
Le bâti est constitué de 4 éléments (en tube ep 10) mécano-soudé qui sont ensuite assemblés vissés (plus facile d’usiner 4 petits morceaux plutôt qu’un gros pour moi).

Le chariot Y, le coulant Z et la table du X sont en alu (plaque ep30).

Image1.jpg

Image2.jpg

Image3.jpg




Une bonne partie de ma matière est de récup ainsi que les guidages (rail/patin), j’ai donc adapté la conception en fonction.

Après la mécano soudure je compte faire une stabilisation thermique puis usinage des portées de rails / VAB …

Je prévois au cas ou de laisser des ouvertures sur les bouchons de tubes pour éventuellement y couler du béton ou de la résine si jamais le bâti vibre trop lors de l’usinage.

Je pense acheter une broche chinoise 2.2kw refroidi par eau sachant que je compte usiner principalement de l’aluminium.

Voici les courses de la machine :
X : 500
Y : 310
Z : 200

Estimation de la masse de la machine : 250kg

La machine devra être fixée sur une table suffisamment rigide (pas encore défini)

Avant de passer commande de tout ce qui est commerce je compte sur la communauté du forum pour m’aiguiller sur certain choix. (pour info j’ai plus de lacune dans les parties câblage / programmation / automatisme que dans les parties purement mécanique)

J’oublie un détail qui a son importance, budget max: 1500€

Voici la liste des principaux éléments :

VIS A BILLES :
  • Ecrou simple ou double avec précontrainte ?
« Le jeu axial de l'écrou (simple) est potentiellement de 50 microns en C7 » (info trouvé sur le forum)
Je ne suis pas très chaud pour passer en écrou double pour 2 raisons :
- Le prix
- Je ne suis pas sûr que les fabricant chinois applique vraiment une précontrainte entre les deux écrous

  • Choix du pas 5 ou 10 (Ø16): (avance rapide souhaité : 15m/min)
- Inconvénient du pas de 10 : réversible
- Vitesse nominale VAB chinoise 600-800rpm (info trouvé sur le forum)
Donc avance limité à 4m/min avec pas de 5 (en théorie)…:oops:
- A voir en fonction du choix driver/moteur (vitesse max)


DRIVER / MOTEUR :

Mes besoins :

Vitesse max : au moins 1500tr/min
Couple max : au moins 3N.m

Choix NEMA 24 (ou 23) : encombrement faible, peut être mis en direct sur VAB (pas obligé de faire un montage avec pignon/courroie pour déporter le moteur)

J’ai tendance à m’orienter vers un asservissement en boucle fermé (closed loop) car la perte de pas me fait un peu peur.:peur5466:
La différence de prix justifie t’elle le gain de passer en boucle fermé plutôt que ouverte ?

ACHAT : en général moteur et driver sont vendu en kit sur ebay ou aliexpress : il s’agit de contrefaçon de LEADSHINE pour les drivers et pas d’info sur les moteurs (pas de REF ni de courbe de couple/vitesse) à à fuir forcement ou y’a-t-il des membres du forum qui ont acheté et qui en sont satisfait ?

ALIM :

Choisir tension max supportée par les drivers pour avoir la meilleur vitesse sur les moteurs.

Choisir une grosse alim ou plusieurs petites ? (ou aucune importance ?)

CARTE CONTROLLEUR :

  • NVEM : beaucoup d’avis négatifs sur le forum
  • XHC : ?
  • CS-LAB : plug and play , par contre cher (300€)
  • smoothstepper warp9 : ?
Pour le câble de liaison j'ai une préférence pour l'ethernet.

COMMANDE DEPORTEE :

Boitier avec potar vitesse / choix axes / départ cycle / ARU

Utilisation : Permet de se positionner en manuel pour définir l’origine du programme d’usinage sans être à coté du pc?

Utilisation d’une pinule électronique quasi obligatoire ou pas ?

CABLAGE :

Question câble blindé pour éviter les parasites : uniquement le câble de puissance de la broche ?

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Ça fait beaucoup de questions d'un coup !
 
Dernière édition:
Algone
Ouvrier
16 Décembre 2014
400
Aude
Les smoothstepper chinois usb à moins de 50€ fonctionnent très bien.
Moi j'ai pris des VAB double écrous chinois premier prix, j'ai changé Y au bout de 6 mois car il avait pris du jeu, les autres rien, c'est un peu aléatoire, si c'était à refaire je mettrais d'entrée du C5.
C'est un bien beau projet que tu nous prépare, je vais suivre avec grand plaisir.
 
arba
Apprenti
24 Mai 2017
145
La mécanique a l'air pas mal rigide, dommage de vouloir mettre une broche chinoise bas de gamme.
Tu comptes usiner quoi avec et quelle précision?

Pour les VàB les chinois en vendent aussi de chez TBI (Taiwan), le prix est pas le même mais la qualité n'a rien à voir et tu auras aucun jeu axial même avec des écrous simples.
 
tristan12
Apprenti
9 Novembre 2013
244
Aveyron
  • Auteur de la discussion
  • #4
Je compte usiner principalement de l'alu avec une précision si possible de 0.05mm, si la broche chinoise le permet peut être un peu d'acier.
C'est malheureusement mon budget qui va limiter mes choix de composants.
Je vais regarder si ces vis à billes TBI peuvent rentrer dans mon budget.
 
tyio
Ouvrier
16 Septembre 2012
367
Fontainebleau 77
Salut :)

oui il a l'air sympa ton chassis, et bonne idée de pouvoir le remplir ulterieurement :)
Tu souderas au TIG ?, tu comptes usiner les portées des rails a la fraiseuse ? Quel epaisseur tes tubes ? Le plus simple serait de faire un support dedié.

Coté electroniques, oui des nema23 aliexpress + driver avec une smoothstepper sinon tu vas tuer le budget
 
Momoclic
Compagnon
4 Octobre 2016
1 279
Salut,
Beau travail, projet fort sympa,
J'envisagerais l'éventuelle possibilité de remplissage des tubes avec du sable ce qui amortirait considérablement les vibrations.
Comment comptes-tu assurer la géométrie de l'ensemble, avec quels moyens ?
 
Jmr06
Compagnon
14 Février 2017
1 507
Cannes
Oui beau projet.
Avec une épaisseur de 10, j'imagine que cela ne devrait pas trop vibrer, la broche n'aura pas la puissance pour mettre tous ça en vibration.

Pourquoi vouloir des moteur 3 N.m minimum ? Avec une broche 2.2kW / 20000tr/min, il n'est pas nécessaire d'avoir un tel couple. J'ai l'impression que tu n'as rien de lourd en mouvement. AMHA, un NEMA23 avec un couple de 2.5 N.m faible inductance et donc fort courant te permettra de conserver un bon couple en déplacement rapide. Si je comprend bien, tu veux une machine agile, c'est donc le couple à grande vitesse qu'il faut regarder. Et en général, les moteurs avec un fort couple à l'arret chute très vite avec la vitesse. Un nema23, avec moins de 1 mH d'inductance, une tension de driver de plus de 48V (du genre 63V) te donnera plus de satisfaction.
Pour l'alim, une seule pour les 3 drivers, c'est très bien. Pour le dimensionnement, surtout raisonne en puissance, pas en courant. Cela a été débatu maintes fois sur le forum.
 
tristan12
Apprenti
9 Novembre 2013
244
Aveyron
  • Auteur de la discussion
  • #8
Les smoothstepper chinois usb à moins de 50€ fonctionnent très bien
Smoothstepper c'est la même chose qu'une carte contrôleur?

Tu souderas au TIG ?, tu comptes usiner les portées des rails a la fraiseuse ? Quel epaisseur tes tubes ?
- Soudure à l'électrode enrobée 3.2 ou 4 (peut être les bouchons de tube au TIG)
- Usinage du mécano sur grosse fraiseuse (CN industriel) / Usinage du chariot et coulant alu sur ma petite fraiseuse conventionnelle
- Tubes épaisseur 10mm

remplissage des tubes avec du sable
Si je doit remplir les tubes je pensais à quelque chose de liquide (sable+ciment ou résine polyester) afin que tous les tubes soient rempli (perçages intérieur pour rendre tous les tubes communiquant)

Comment comptes-tu assurer la géométrie de l'ensemble, avec quels moyens ?
Equerrage :
XY et YZ : réglage grâce au jeu dans trous de passage de vis
XZ : grattage ou clinquant
 
coredump
Compagnon
8 Janvier 2007
4 192
FR-06
Pourquoi autant de pieds de réglages? Ca risque fort d'etre un cauchemar a régler sans autant gagner quoique ce soit coté rigidité.
Vaut mieux 3 ou 4 points de réglages placés aux points ideaux (faire une recherche sur le forum, il y a des posts la dessus).
 
tristan12
Apprenti
9 Novembre 2013
244
Aveyron
Merci pour ta réponse Jmr06
Pour les 3N.m c'est ce qu'il y avait sur une machine laser de taille équivalente et qui était équipé des même rails et patins que moi (INA avec précharge). Mais il est fort possible que 2.5N.m suffisent.
Un nema23, avec moins de 1 mH d'inductance, une tension de driver de plus de 48V (du genre 63V) te donnera plus de satisfaction
Je pensais qu'il fallait justement une inductance d'au moins 3mH pour avoir une tension suffisante (32√ inductance) ?
Après comme je le disait le problème c'est que les vendeur chinois ne donne pas la tension max ni la vitesse max des moteurs pour les kit en boucle fermé.
 
tristan12
Apprenti
9 Novembre 2013
244
Aveyron
Pour ma recherche de drive et moteur, si je veux pouvoir tourner vite il me faut privilégier une alimentation avec une forte tension, exemple : 80V, vrai ?
Donc je dois trouver un drive qui accepte jusqu'a 80V ?
Idem pour le moteur, sauf que la tension max n'est pas donné, uniquement l'inductance. On applique alors la formule Umax=32√ inductance ?

J'ai trouvé sur ebay un kit qui pourrait me convenir : HBS860H + 57HBS30
Voici les caractéristiques :
moteur-drive.jpg


l'inductance du moteur est de 3.6mH donc en déduit qu'il faut l'alimenter au max à 60,7 V.
Or le drive est donné pour une tension de 20 ~ 80VAC / DC30-110V

1ère question : le moteur doit être alimenté en DC ou en AC ?
2e question : avec cette config n'y a t-il pas un risque de cramer le moteur ? (Tension drive > Tension moteur)
 
Jmr06
Compagnon
14 Février 2017
1 507
Cannes
les vendeur chinois ne donne pas la tension max ni la vitesse max des moteurs
Il n'y a pas de tension max pour les moteurs, ou plus exactement elle est bien plus grande que celle des drivers.
Pour la vitesse max, c'est la perte de couple qui la fixe, et on en revient à la tension max des drivers.
Pour l'inductance, plus elle est faible moins il faut une forte tension à grande vitesse et plus il faut de courant pour un couple donné. C'est comme toujours une histoire de compromis :
- monteur fort couple à basse vitesse avec peu de courant --> driver moins gros mais grande self et faible vitesse
- moteur avec encore du couple à grande vitesse --> petite self, fort courant pour un même couple à basse vitesse.
Je pense que sur ta machine, le besoin c'est d'avoir encore du couple à 1500 tr/min pour suivre des trajectoires. Donc petite self.

Pour la qualité des vis à bille, je comme toi, j'hésite. Faut-il une C7 simple écrou de marque ( TBI ou autre), une C7 double écrou, ou une C5 chinoise ?
 
tristan12
Apprenti
9 Novembre 2013
244
Aveyron
Merci pour ta réponse Jmr06.

J’ai trouvé sur le net une info qui va dans le même sens que ce que tu m’expliques

Une faible inductance donne un faible couple mais permet d’atteindre des vitesses plus élevées. A contrario, une inductance élevée procure un couple élevé à basse vitesse.
Source : (redohm)

Pourtant si je regarde les courbes de couple/vitesse d’un revendeur :
Source : (technic-achat)

A intensité équivalente on ne peut pas dire que le moteur qui a la plus petite inductance a plus de couple à haute vitesse. Ce serait même plutôt l’inverse

Exemple 1 : La différence d’inductance est assez faible et donc il n’y a pas grande différence
3.jpg


Exemple 2 : La par contre la différence d’inductance est plus importante et on voit bien la différence de couple à grande vitesse
2.jpg


Les caractéristiques des moteurs :
1.jpg



Au final faut-il en conclure que si le fabricant ne donne pas de courbe vitesse/couple on ne peut pas vraiment savoir s’il aura du couple à haute vitesse ?!

Je pense donc commander mes moteurs ici mais sans être sur du résultat (HBS860H + 57HBS30) :???:



Pour les vis à billes je pense m’être décidé.

Ce sera vis avec écrou double chinoise pour le X et Y (dont une à recouper et ré-usiner le bout car trop longue et pas dispo dans la dimension souhaitée) et une vis simple écrou (chinoise aussi) pour le Z car normalement la gravité devrait me compenser le jeu.
 
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