CNC - 5 axe - IPE+tole acier10mm - usinage bois

[Plastik]

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[/div] avec la figue c'est mieux..


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[JL5X46]

Un harmonic drive est quand même le top pour cela et tu auras pleine amplitude.

Sauf qu'on n'a pas l'utilité de la pleine amplitude et qu'un harmonic drive avec un couple suffisant, à moins de 1500€ je doute que ça soit facile à trouver
Attention c'est un bon produit, mais il a une certaine élasticité transitionnelle qui n'est pas sans influence sur une pointe outil subissant des fluctuations de charge et des vibrations.
Et on ne peut rien y faire, c'est sans réglage possible.
D'ailleurs c'est le souci des robots, très répétables pour des taches répétitives mais très peu précis dans l'espace, qui plus est pour des charges variables.

soit A = acos( (m²+d²-l²) / (2.m.d) )

Et donc L = .... ? (c'est L qu'on programme au final)

 

[Plastik]

ha merde, j'ai vu le probleme à l'envers (A en function de L)

du coup à l'envers c'est encore plus simple :
L = racine ( m² + d² - 2.m.d.cos(A) )

 

[JL5X46]

L = racine ( m² + d² - 2.m.d.cos(A) )

Application pratique : pour A = -30°, ta formule donne L = racine (200² + 282.843² - (2x200x282.843xcos -30))
= racine (120000.162 - 97979.689)
= racine (22020.472)
= 148,39

Mon modèle donne 331.873

Je me suis gouré en appliquant ta formule ?

Edit : non, c'est que ton angle de référence n'est pas l'angle A de l'outil par rapport à l'horizontale

 

[stanloc]

Et on ne peut rien y faire, c'est sans réglage possible.
D'ailleurs c'est le souci des robots, très répétables pour des taches répétitives mais très peu précis dans l'espace, qui plus est pour des charges variables.

Si tu le dis ! Mais le couple que supportera ici le réducteur n'a rien à voir avec celui qu'il supporte avec un bras de levier de robot.
Je dis par contre : "bonjour l'encombrement" de ce mécanisme ! " et sa fabrication n'est pas triviale, non plus.
Si le coût de la fabrication de cette cnc est la contrainte numéro 1 je dis qu'il faut passer à autre chose. Pour moi la seule source pour se procurer des réducteurs d'occasion c'est ebay.com aux USA. Mais attention la "ferraille" pèse lourd et l'envoi ne sera pas une petite affaire surtout en plus à La Réunion.
Comme toujours rien ne sert de dire que tel ou tel objet coûte cher. On n'avance pas avec ce genre de raisonnement. Il faut faire une liste de TOUTES les solutions avec avantages et inconvénients et avec le prix au final et là ensuite on compare et on choisit entre faire chauffer la carte bleue ou s'emm.....er
Stan

 

[JL5X46]

"bonjour l'encombrement" de ce mécanisme ! " et sa fabrication n'est pas triviale, non plus.

C'est tout à fait juste, surtout pour un axe broche - je l'ai dit dès le début.
Mais le rapport performance (surtout rigidité) / coût est le meilleur que je connaisse (pour un angle limité)

 

[JL5X46]

@Plastic :

Ton A, c'est mon A + 70 + 45 , donc en ajoutant 115° quelque part ça devrait aller non ?

 

[stanloc]

Voici un certain choix :
http://www.ebay.com/sch/i.html?_odk...monic+drive.TRS0&_nkw=harmonic+drive&_sacat=0
Stan

 

[papang974]

Ce système d’accouplement est très intéressant, mais le monter en bout de l'axe Z me semble effectivement difficile par rapport au poids et à l'encombrement.
Comme le dit JXL5X46, il est plutôt destiner à être fixer sur le bati
Comme j'ai pas les moyens d'acquérir de suite des réducteurs harmoniques, je vais en premier temps les utiliser en manuelle.
Néanmoins, il faut que je prépare les réservations ainsi que les caractéristiques techniques du réducteur en question.

 

[Plastik]

effectivement, nous n'avons pas la même référence pour le A.
Il est aussi à noter qu'ils sont de signes opposés (quand le 30° augmente, le 85° diminue)

donc si je reprend tes valeurs :
Aplastik = 45° + 180° - Ajl + 70° - 180° = 115° - A (angles positifs dans le sens trigo, je pars de la ligne pointillés de 282 pour arriver jusqu'a la rouge de 200)

donc dans la formule :
L = racine ( 0.2² + 0.282843² - 2 x 0.2 x 0.282843² * cos (115° - 30°))
L = racine ( 0.04 + 0.08 - 0.113 * cos (85°))
L = racine ( 0.04 + 0.08 - 0.113 * 0.08715)
L = racine ( 0.1101)
L = 0.331m = 331mm => c'est bien ce que tu as sur ta CAO

 

[JL5X46]

Attention à la taille ! A 190$ (au pif) je trouve un réducteur de taille moyenne (14-50) apparemment - mais en vérifiant les caractéristiques techniques, le couple limite moyen est de 7Nm, ce qui autorise en bout d'outil (à 250 mm de l'axe) 28 N d'effort soit moins de 3 Kg d'effort d'usinage.
C'est très faible !

Un des plus gros de la liste (CSF 40-80 - env. 480$) autorise 280Nm , là on peut taper au delà de 100 Kg en bout d'outil (pas de pb) à ce tarif là, je prends de suite, surtout qu'il intègre un roulement à rouleaux croisés,ce qu'il y a de plus costaud, pour y fixer la broche en direct.
Pas donné mais très intéressant.

Merci Stan pour l'info !

 

[JL5X46]

L = 0.331.m = 331mm => c'est bien ce que tu as sur ta CAO

Yes ! y'a plus qu'à rajouter une ligne de calcul dans le post pro.

 

[stanloc]

J'ai mis en garde notre ami que la conception/construction du châssis sera presque de la rigolade lorsque la broche montée sur son axe en rotation et sur la glissière du Z sera sur la table. Tout le monde en rêve de la cnc 5-6 axes et peu de gens passent aux actes.
Stan

 

[papang974]

Stan, je pense que tu prend un malin plaisir a vouloir toujours avoir raison.
Je comprend bien que tu as bcp de connaissance en mécanique mais il y a une méthode pour partager son savoir avec respect.
J'espère que tes prochains post seront uniquement centrer sur tes remarques constructives.

selon toi JL5X46, cela n'est pas trop fastidieux d'utiliser une fraiseuse avec les axes de rotation manuel ? Si on part sur une fraiseuse 5 axe positionné, les angles de chaque axe corresponde au position du plan de référence d'usinage ?

 

[JL5X46]

Si on part sur une fraiseuse 5 axe positionné, les angles de chaque axe corresponde au position du plan de référence d'usinage ?

Tout dépend de qui porte qui.
Si tu as un plateau C "au sol" qui porte la pièce, tu pourras (en 3 axes) usiner la face qui est du coté de l'outil, là, il te faudra faire un programme (balayage) qui corresponde à cette face (Ex. La face de ta statue). ensuite tu tournes de 90° et tu exécutes le programme pour le bras droit, 180° le dos, et 270° le bras gauche. si tu as le bon offset en X qui correspond pour chaque face à la distance entre la face à usiner et l'axe de rotation C, normalement les 4 usinages vont se compléter. (ou 8 à 45°)

Pour l'inclinaison de la tête c'est différent, il s'agit là d'avoir la pointe outil le mieux orientée possible par rapport au travail à réaliser. Si c'est simple, un outil calé à l'horizontale peut pratiquement faire tout le boulot ( sauf les derniers cheveux sur le dessus de la tête (de la statue) et sous les pieds aussi ... . Pour les formes compliquées c'est mieux quand la tête peut s'incliner automatiquement selon l'angle voulu.

Et pour rêver un peu, un Nema 34 (arbre D 14 mm) sur un réducteur HD 40 (alésage D.14) ... pile poil ! une entretoise support moteur et c'est fini (Avec le HD 40 d’occasion et un kit chinois Nema34 + driver ça va sortir entre 500 et 600€)

et pas besoin de la 2 eme joue, le réducteur peut porter le support électrobroche en direct - Quoi que finalement c'est souvent plus léger à rigidité égale de mettre une 2 eme joue en support additionnel avec un simple roulement standard.

@+
J-Luc

 

[stanloc]

Stan, je pense que tu prend un malin plaisir a vouloir toujours avoir raison.
Je comprend bien que tu as bcp de connaissance en mécanique mais il y a une méthode pour partager son savoir avec respect.
J'espère que tes prochains post seront uniquement centrer sur tes remarques constructives.

C'est dommage que tu n'aies pas assez de recul pour accepter la dure réalité des choses. Je ne cherche aucunement à avoir raison et ma réponse faisait suite à la remarque de J-Luc sur l'installation du réducteur après l'avoir choisi..
Stan

 

[papang974]

Tout dépend de qui porte qui.
Si tu as un plateau C "au sol" qui porte la pièce, tu pourras (en 3 axes) usiner la face qui est du coté de l'outil, là, il te faudra faire un programme (balayage) qui corresponde à cette face (Ex. La face de ta statue). ensuite tu tournes de 90° et tu exécutes le programme pour le bras droit, 180° le dos, et 270° le bras gauche. si tu as le bon offset en X qui correspond pour chaque face à la distance entre la face à usiner et l'axe de rotation C, normalement les 4 usinages vont se compléter. (ou 8 à 45°)

Pour l'inclinaison de la tête c'est différent, il s'agit là d'avoir la pointe outil le mieux orientée possible par rapport au travail à réaliser. Si c'est simple, un outil calé à l'horizontale peut pratiquement faire tout le boulot ( sauf les derniers cheveux sur le dessus de la tête (de la statue) et sous les pieds aussi ... . Pour les formes compliquées c'est mieux quand la tête peut s'incliner automatiquement selon l'angle voulu.

Et pour rêver un peu, un Nema 34 (arbre D 14 mm) sur un réducteur HD 40 (alésage D.14) ... pile poil ! une entretoise support moteur et c'est fini (Avec le HD 40 d’occasion et un kit chinois Nema34 + driver ça va sortir entre 500 et 600€)

Voir la pièce jointe 316928
et pas besoin de la 2 eme joue, le réducteur peut porter le support électrobroche en direct - Quoi que finalement c'est souvent plus léger à rigidité égale de mettre une 2 eme joue en support additionnel avec un simple roulement standard.

@+
J-Luc

A ce prix c'est abordable. je pense que je ferai ce choix à la fin de conception en fonction du budget total. De plus il faut ajouter les frais de ports , la TVA et l'octroi de mer (une taxe spécifique au DOM).
Donc on part sur un réducteur HD40 pour l'axe B. Comment tu a fait pour trouver la doc ?

 

[papang974]

Juste pour le fun. la broche + le réducteur harmonic HD40.

 

[JL5X46]

La doc harmonic drive est ici :
http://www.harmonicdrive.net/products/gear-units/gear-units/csf-2uh

J'ai vu qu'en taille 32 c'est déjà pas mal costaud, et en 25, l'alésage est encore en D.14mm Les pdf et les 3D STEP sont accessibles quand tu sélectionnes les produits.

Il faudra affiner pour le choix définitif et la réduction optimale en fonction de la puissance de la broche, de la longueur maxi d'outil, des efforts d'usinage et de la vitesse des autres axes.

Réserve un Diametre 160mm pour la taille 40 , si on peut passer en 32 ça coutera peut etre un peu moins, (tout dépend des offres d'occase sur E_bay)

C'est une broche Elte que tu montes ?

@+
J-Luc

 

[JL5X46]

Au fait, niveau conception, puisque tu m'as répondu, si tu n'as pas la nécessité de passer "au dessus" de la pièce avec le portique, cela veut dire que la coulisse peut être équipée des patins, et le traînard supporter les rails, d'ou un allègement significatif de l'axe Z, qui sera le bienvenu si tu montes un axe A sur la broche.

On peut éventuellement laisser 300 ou 400 de passage pour usiner des pièces "plates", mais pas besoin de dégager 1m sous le portique.
@+

 

[papang974]

J'ai pour l'instant pris un broche Elte de 2.2kw afin de pouvoir faire du dégrossissage avec une fraise de 20mm à 2 dent avec un profondeur de 10mm.
Dans ma première version je voulais justement ne pas être limité au rodin. Comme tu l'as proposé, il y a bcp d'avantages d'installer les rails de l'axe Z sur le trainard de l'axe Y.

Pour l'axe Z, je pense utiliser le rail de 1500mm afin d'avoir une course utile d'au moins 800mm. pour la distance inter-rail, j'ai vu que la doc des rail Hiwin proposer d'estimer les efforts sur chaque patin en fonction de la force appliquer sur le trainard.
Il faudrait que ces efforts sur les patins soit inférieur à la charge admissible via un coefficient de sécurité

 

[JL5X46]

Tu l'as achetée la broche ? parce que pour la robustesse, pas de soucis, on en a monté en broche auxiliaire pour des machines spéciales, c'est vraiment bien pour le prix.(entre 900 et 1000€ non ?) + le var.

Par contre sur aliexpress, on trouve des 2.2 KW 24000 tr/mn avec variateur, support, pompe de refroidissement, et collets ER20 pour à peine plus de 300€ livré... ça laisse songeur (ça donne envie)

La charge des patins, tu dois les calculer en couple de basculement par rapport à un effort donné

La règle est simple : somme des forces = 0 , somme des moments (par rapport à un point) = 0 , voir l'exemple ci dessous :

Les valeurs de rigidité n'étant pas données je ne peux pas te dire de combien ça va fléchir(*), mais en général le maillon faible c'est l'outil + porte outil.
Ensuite, si tout est à peu près bien dimensionné on arrive a maîtriser la rigidité.

(*) Je vais voir si je peux retrouver ça sur un catalogue INA

@+
J-Luc

 

[papang974]

Merci pour toute ces explications J.luc avec un schéma bien explicite. Je comprend mieux maintenant. Je vais l appliquer au 3 axe lineaire.
Une autre question, comment doit on procéder pour définir les caractéristiques du réducteur harmonic en fonction des contraintes extérieur( puissance moteur, effort coupe, ect . ...)
Merci d avance

 

[JL5X46]

Toujours aussi basique comme calcul, on définit un effort maxi sur la pointe outil ( disons 1000 N) c'est énorme mais c'est pour l'exemple,
Si le point pivot du réducteur est à 250 mm de la pointe outil, et que l'effort soit considéré comme perpendiculaire à l'axe de rotation du réducteur, on peut facilement calculer que 1000 N sur un levier de 0.250 m donne 250 Nm de couple au niveau de l'axe du réducteur, et que si c'est une réduction 100, ça va demander un couple moteur de 2.5 Nm pour vaincre l'effort.
Bien entendu il faut ajouter les frottements et le rendement ( qui sont loin d’être négligeables - disons 20% ) donc prévoir un moteur de 2.5 x 1.2 = 3 Nm
Mais comme 1000 N c'est peut être bien 3 fois plus que ce qui est nécessaire, un peut raisonnablement penser que ce moteur serait largement dimensionne pour le besoin que tu en as.
Bref, le plus important c'est de savoir fixer un besoin "raisonnable" et si nécessaire surdimensionner certains éléments pour assurer la rigidité. (qui est au moins aussi importante que la puissance pure)
@+
J-Luc

 

[papang974]

Merci pour cette explication. Comme l avais propose stan, je vient de voir sur ebay des réducteur harmonic de type SHG 32, 25 ou HD a environ 500 dollars en occase. A ce prix, je vais en acquérir 2 dans quelque mois.

En utilisant des réducteur harmonic, aurai t on un avantage de garder l axe A sur le bâti ou sur l axe Z?
A mon sens cela dépendra des moments ramener au réducteur.

 

[JL5X46]

Entre une pièce de D.800 de 300 Kg et une broche de 15 Kg tu te poses encore la question de qui doit pivoter ?

De plus, sans contre pointe, ta pièce ne tiendrait pas suffisamment si le plateau est incliné, alors qu'avec un plateau tournant horizontal, pas de souci.
Et avec contre pointe une seule position est possible (90°) ce qui revient à inhiber le 5 eme axe (c'est idiot).

 

[papang974]

Désolé je me suis trompé entre A et C. Je pensais l'axe de rotation C autour de Z. Au lieu que c'est l'objet qui tourne sur une plateau, cela peut être la broche qui tourne autour de la pièce a usiner.

 

[JL5X46]

Oui mais là il faut passer au dessus de la pièce avec le portique, et c'est pas si simple

 

[ingenieu59]

Bonjour,

ça vas pas être simple de faire une machine qui tienne compte de tous les paramètres , surtout avec une grande rigidité , une grande précision et que la pièce soit bien fixée .
Parce que le bois est très souple( arrachage facile ) .

Par contre, il y a une chose qui n' a pas été évoqué . Pour faire cette machine, il faut du matériel, soit !!
Mais tout particulièrement une règle de mécanicien rectifiée de 2 m , un niveau de précision et un pied à coulisse de 2m ainsi qu' un comparateur et son support magnétique . Et j' en oublie sûrement . Et, un super grand marbre .

Parce que c' est pas une machine à fabriquer avec un simple réglet ou un mètre ruban .

 

[JL5X46]

@ingenieu59 :

Bien évidement, sans une petite panoplie de matériel de contrôle, il y a peu de chances de parvenir à régler une machine de cette taille.

Par contre, il y a deux points qui sont à même de simplifier le problème :

1 / La sculpture dans l'absolu n'a besoin ni de précision, ni de rectitude, ni de perpendicularité, personne n'ira voir si la distance entre la main et le pied est correcte...

2 / Le fait de faire tourner la pièce de bois devant le portique va beaucoup réduire la course utile (et donc les risques de défauts)

L'important pour moi serait de travailler la rigidité de la structure et l'absence de jeu, car si la précision n'est (a mon avis) pas un souci majeur(*), les vibrations ou le jeu d'inversion vont laisser des traces bien visibles.

(*) ne pas oublier qu'une vis à billes ou des guidages mal alignés vont impliquer une mort prématurée du plus faible ... tout de même !

J-Luc