CN mécano-soudé

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).







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)…
- 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.
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 !

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.

Algone a dit:

Les smoothstepper chinois usb à moins de 50€ fonctionnent très bien

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Smoothstepper c'est la même chose qu'une carte contrôleur?

tyio a dit:

Tu souderas au TIG ?, tu comptes usiner les portées des rails a la fraiseuse ? Quel epaisseur tes tubes ?

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- 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

Momoclic a dit:

remplissage des tubes avec du sable

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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)

Momoclic a dit:

Comment comptes-tu assurer la géométrie de l'ensemble, avec quels moyens ?

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Equerrage :
XY et YZ : réglage grâce au jeu dans trous de passage de vis
XZ : grattage ou clinquant

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.

Jmr06 a dit:

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

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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.

coredump a dit:

Pourquoi autant de pieds de réglages

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Le réglage se fait sur 3 pieds, les autres sont ensuite mis au contact.

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 :


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)

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


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


Les caractéristiques des moteurs :



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.

Jmr06 a dit:

tu compares des moteurs de tailles différentes

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Oui c'est vrai mais je voulais comparer à intensité égale.

Pour le lien c'est le moins cher que j'ai trouvé après une longue recherche. Par contre même si ce n'est pas écrit "Leadshine" ce sont des copies de Leadshine (esthétiquement). Mais bon peut être que les copies ne sont pas si mal. Et de toute façon on ne trouve presque que de ça que se soit sur ebay ou aliexpress.

Momoclic a dit:

La démarche que j'ai suivi est décrite ici au paragraphe "Motorisation des axes" du premier message :

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J'ai lu ton post avec beaucoup d’intérêt.
Pour le moteur que je pensais acheter (57HBS30) j'ai trouvé un autre site avec une info supplémentaire : "Vitesse nominale 1000 TR/MIN"
Est ce la vitesse max? Est ce la vitesse où on a encore 3N.m de couple ? Ou juste une vitesse qui au final ne veut rien dire?

En parallèle je suis en train de réfléchir au positionnement des capteurs fin de course et je voudrai savoir si j’ai besoin d’un capteur fin de course à chaque extrémités de mes axes ? En sachant que mes moteurs seront pilotés en boucle fermée (il n’y a peut-être pas de lien ?)

Pour les capteurs j’avais une préférence pour des interrupteur à contact mécanique mais ceux que je trouve à prix intéressant sont soit trop gros soit sans câble intégré (pas envie de faire le raccordement et risque de court-circuit si mal protégé)

Je m’oriente donc vers des capteur inductif malgré le gros inconvénient d’une détection accidentelle de copeaux… Je compte protéger ceux du X (avec store enroulable de chaque côté de la table) mais pas de protection sur le Y ni le Z (risque moins élevé).

Le top aurait été des capteurs mécanique avec un corps en M12

Exemple Euchner (mais très cher !) :

Momoclic a dit:

Pour moi économique et simple à mettre en œuvre :

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Ce qui me dérange c'est qu'ils n'ont pas de câble intégré.
Sinon ai je besoin d’un capteur fin de course à chaque extrémités de mes axes ?
En sachant que mes moteurs seront pilotés en boucle fermée et que ma carte contrôleur sera une XHC?

Effectivement je me cache un peu derrière ce "faux" problème de raccordement.
Je pense arriver à faire les soudures puis une coulé de résine pour isolé tout ça mais ça rajoute un peu de boulot même si j'en convient c'est pas grand chose. (merci quand même à toi Jmr06 de ta proposition)

Ce qui me plaisais surtout avec les capteurs cylindriques c'est de les monter sur une équerre avec un ressort entre les écrous pour ne pas détruire le capteur si jamais il y a un problème de sur-course. A coté de mon capteur je veux monter une butée caoutchouc pour que ce soit elle qui absorbe l'effort.

Oui bien vu mais ça ne fonctionne qu'avec des inductif (sans contact)
Je placerai quand même des butées caoutchouc car les patins pourraient sortir des rails (jusqu'a ce que la noix de la vis a bille entre en contact avec un palier )