CNC Chassis mécano soudé

[David01]

Bonjour,
Présentation faite je lance ce sujet pour fabrication d'une CNC qui me trotte dans la tête depuis quelques temps, l'idée s'est accélérée car j'ai pu récupérer une unité de fraisage Suhner en ER32..
Pour le châssis je pars sur un mécano soudé, fan de This Old Tony sur un célèbre site, je tiens à m'inspirer de son modèle et par ailleurs je le remercie pour le partage de CAO (gains d'heures de CAO).
La particularité de ce châssis c'est que les courses me correspondent cependant je pense renforcer à plusieurs endroits afin d'améliorer la rigidité notamment l'UPN servant de support pour la broche, l'unité Suhner pèse 60kgs, le maintient de la table aussi me parait frêle.
J'ai aussi pu récupérer des rails de guidages spécifiques pour les charges lourdes (support de robot ATC)

Pour la partie asservissement je compte partir sur des NEMA 34 12N.m à boucle fermé, carte NVEM et MACH3 pour le Y et le X des VAB de Ø20 pas de 5.
Je possède déjà pas mal de matériel, acier, PC, 4 rails de guidages SNR heavy duty, la fameuse unité ... le but est d'utiliser le matériel à ma disposition et de dépenser le moins.
J'ai modifié la CAO pour vérifier l'encombrement avec l'unité Suhner ça passe mais on voit nettement que l'UPN de 140 est insuffisant ?!
Je ne recherche pas la vitesse, je souhaite réaliser une CNC précise pouvant usiner l'acier.

Mes principales problématiques :

- Le Z est intégré à l'unité Suhner c'est cool une VAB de Ø16 pas de 5 oui mais une course de 115mm seulement il va donc falloir que je je fabrique une rehausse et il me faudra jongler avec des fraises plus longues suivant les usinages à faire.
- l'amélioration du portique pour supporter l'unité de fraisage, plus grosse section d'UPN ? mettre un rail sur le dessus de l'UPN pour un meilleur maintien suffirait ?

Tous les avis sont bons à prendre

Ci-joint une vue de la CAO avec l'unité Suhner mise en place

 

[David01]

 

[enguerland91]

Il est clair que c'est toujours très difficile d'incorporer un sous-ensemble avec ses défauts à une nouvelle entité. N'est'il pas possible de retourner de 180° la partie moteur entrainement de la broche pour équilibrer les masses ?
Attention avec les UPN. @elpatenteux sur sa cnc se plaint de cette forme ouverte pour une poutre. Par ailleurs les profilés acier pour la construction ne sont pas décalaminés et en plus la perpendicularité des ailes d'un UPN par rapport à l'âme n'est pas bonne. Pour ces deux raisons je choisirais un tube d'acier carré ou encore mieux un assemblage en fagot de plusieurs tubes carrés.

 

[David01]

Merci du retour j'y ai pensé à l'instant en regardant la CAO d'inverser la partie moteur je pense que c'est réalisable, pour l'UPN je pensais le surfacer et effectuer l'équerrage sur ma fraiseuse mais la course en X est d'environ 700 pour une longueur de 1160 d'UPN bonjour la reprise à part faire des blancs pour reprise.
Ton idée d'assemblage de tubes n'est pas bête je possède déjà l'UPN mais je pourrais m'en servir pour faire les montants plutôt, fraiser les bouts à même longueur pour supporter l'ensemble soudé

 

[kawah2]

cet UPN va se tordre de rire, il est clairement sous dimensionné
je verrais un gros tube carré, qui ferait le prolongement du rectangle, mais tout le bâtis inférieur me parait riquiqui, du moins pour cette unité

 

[David01]

La partie moteur doit pouvoir s'inverser

 

[Jmr06]

se plaint de cette forme ouverte pour une poutre

J'ai l'impression que le U est fermé par une plaque. Mais dans le principe, je suis d'accord avec toi, on ne peut pas utiliser un profilé acier sans refaire sa planéité, afin d'avoir une bonne rectitude des guidages. Mais cela peut se faire par réusinage ou, comme certain l'on fait, au disque à lamelle. Mais c'est "olé olé".

De manière générale, la structure me semble bien faible par rapport à la broche. Quelle puissance et quel couple de broche ? la structure en dépend. Vu comme ça, en première impression, cela va bien vibrer avec une structure aussi frêle.

 

[Fred69]

Une seule vis pour déplacer un plateau comme ça, j'ai comme un doute avec les efforts de coupes.

 

[David01]

C'est ce que je pense, la section 60x60x5 est appropriée pour la partie basse mais doit être nettement renforcée, pour atténuer la résonance TOT met du sable j'ai déjà vu mettre de la résine / sable ou même du béton cela s'envisagera par la suite
ci-joint les caractéristiques de l'unité

 

[Jmr06]

C'est un unité avec une descente de broche ? C'est pour cela qu'il n'y a pas de Z ?
C'est prévu pour pouvoir usiner ou juste pour percer ?

Edit : je viens de voir les caractéristiques de l'unité.
Couple 80 N.m C'est déjà bien du sérieux. Le châssis est trop faible.
Il est indiqué pour perçage et taraudage. A voir ce qu'on peut faire en fraisage. Ce n'est pas les mêmes efforts sur la broche, à vérifier avant de se lancer dans le projet. Tu as déjà des informations ou des retours d'expérience sur ce point ?
Je vois 10 m/min pour l'avance . C'est une unité pour la production intensive ...

 

[David01]

C'est un unité avec une descente de broche ? C'est pour cela qu'il n'y a pas de Z ?
C'est prévu pour pouvoir usiner ou juste pour percer ?

Oui avec une VAB de Ø16 à l'intérieur cela m'évite donc je rajouter un axe

 

[David01]

C'est un unité avec une descente de broche ? C'est pour cela qu'il n'y a pas de Z ?
C'est prévu pour pouvoir usiner ou juste pour percer ?

Edit : je viens de voir les caractéristiques de l'unité.
Couple 80 N.m C'est déjà bien du sérieux. Le châssis est trop faible.
Il est indiqué pour perçage et taraudage. A voir ce qu'on peut faire en fraisage. Ce n'est pas les mêmes efforts sur la broche, à vérifier avant de se lancer dans le projet. Tu as déjà des informations ou des retours d'expérience sur ce point ?
Je vois 10 m/min pour l'avance . C'est une unité pour la production intensive ...

L'unité est fiable et comme neuve je suis conscient qu'elle est sur dimensionnée pour mon projet je ne compte pas l'utiliser à sa pleine capacité et oui ce modèle encaisse les efforts radiaux et axiaux (déjà vue en fonctionnement) même si elle est spécialisée dans le perçage taraudage.
Je n'irai pas à des vitesses telles qu'on les utilises en série je souhaite juste que le chassis encaisse le poids de l'unité et des efforts raisonnables

 

[enguerland91]

Surtout ne vous avisez jamais à dresser les faces d'un profilé comme un UPN car c'est bourré de contraintes qui vont se libérer dissymétriquement et vous n'aurez jamais quelque chose de bien. Peut-être qu'en le "détendant" par chauffage mais il peut partir encore plus mal.
Je risque de faire de la peine à certains mais je repenserais complètement cette architecture en partant de la broche et pour avoir des possibilités de contrer la course faible en Z on peut (d'autres l'ont fait sur ce forum) prévoir un réglage en hauteur de la poutre ou même aller jusqu'à reporter sur les jambes du portique une montée/descente motorisée.

 

[Jmr06]

Surtout ne vous avisez jamais à dresser les faces d'un profilé comme un UPN car c'est bourré de contraintes

Tout dépend du volume de copeaux.
J'ai déjà fait sur 1 mm de profondeur environ sur la largeur pour poser un rail, et cela suffit pour retrouver la rectitude. Du moins pour les UPE de longueur 500 que j'ai utilisé et pour la précision que je visais.
Mais tu as raison, si on fait de grandes saignées, les profils se déforme.

 

[Jmr06]

Je viens seulement de voir que la vis à billes est dans le profilé et qu'il y à une grande ouverture longitudinale dans le U.
C'est une très mauvaise idée !
D'une part, comme dit @enguerland91 , le profilé vas se déformer.
D'autre part, il va perdre toute sa rigidité.

Garde la structure du U intact. Ferme le U par une plaque, ou mieux met 2 U face à face pour faire un caisson fermé.

 

[David01]

enguerland91 a raison il me faut repartir de la tête, deux solutions s'offrent à moi :
1) je modifie l'ensemble portique, je me sers de l'UPN pour faire 2 poteaux sur lesquels j'aurais soudé une embase de chaque coté et je pars d'un tube rectangulaire pour le support tête + rotation du moteur de 180° pour ce style là :

2) Je repars de zéro et m'inspire de ce modèle là fraiseuse traditionnelle cependant sacré porte à faux de la tête pour garder mes 550mm de courses ! sachant qu'il n'y aura pas de Z

Je vais faire de la CAO solution 1 aujourd'hui.

 

[enguerland91]

Moi j'opte immédiatement pour la solution du haut n°1

 

[franck67]

perso je prefere la solution 2 rien qu'a cause du poids du Z que tu aurais eu du mal a gerer dans la premiere version ......... si je devais refaire une CN c'est exactement cette geometrie ( 2 eme version ) que je choisirais

par contre je pige pas quand tu dis qu'il n'y aura pas de Z ???? ca veut dire quoi ?

 

[Jmr06]

Vu que ton Z est intégré dans la broche, la première version à l'intérêt de ne pas superposer 2 mouvements l'un sur l'autre. Dans cette première version, les 2 mouvements sont totalement indépendants, ce qui simplifie un peu.
Un autre avantage de cette première solution est un encombrement général un peu plus réduit, mais je ne sais pas si cela compte pour toi.
La deuxième solution a un avantage de principe en terme de bâti plus compacte, plus simple et plus facile à faire parfaitement rigide lorsque le Y n'est pas trop grand. Mais dans ton cas, avec une course de 550, à mon avis c'est mort. Le déport de la broche réduit cet avantage.
Donc, comme @enguerland91 , pour la géométrie 1.
Le poids de la broche, vu que tu ne la bouge pas en Z, ce n'est pas un problème à mon avis.

La course en X serait de combien ?
Avec de telles courses en X et Y, tes 115 mm en Z sont rikiki. Cela va rendre l'emploi de la fraiseuse un peu complexe, en jouant je suppose avec des fausses tables pour ajuster la hauteur de la pièce. Quand tu as de grandes plaques peu épaisses, cela ne va pas être simple ...

 

[David01]

Pour le Z l'unité peut se déplacer là où elle était montée il y avait plusieurs taraudages à hauteurs différentes l'unité est indéxée par des lardons rectifiés qui glissent dans une rainure cela pourrait être une solution mais pas mal de manutention pour changer la hauteur du Z, je compte mettre un palan 400kg juste en dessus ça pourrait être envisageable sachant que les capteurs de fin de course sont intégré dans l'unité

 

[franck67]

toujours pas compris comment on peut faire de l'usinage sans axe Z ....
et j'ai relu le premier post mais finalement tu n'as pas marqué quelle genre de pieces tu compte faire , ni quelle genre de materiaux tu compte usiner ...... donc en gros je vois pas comment on peut avoir un avis sur ton projet ....

 

[vres]

il me semble que le Z est là :

 

[mataf01]

L'axe Z est inclus dans la tête comme une descente sensitive sur une perceuse fraiseuse. Pourquoi ne pas faire quand même un axe Z en plus même si il n'est pas relié à ta CN : deux rails à bille, une vis trapézoïdale et un moteur électrique simple démultiplié ou une manivelle , un moyen de blocage et comme çà tu compense le manque de course du Z incorporé dans ta broche pour pas trop cher.

 

[David01]

toujours pas compris comment on peut faire de l'usinage sans axe Z ....
et j'ai relu le premier post mais finalement tu n'as pas marqué quelle genre de pieces tu compte faire , ni quelle genre de materiaux tu compte usiner ...... donc en gros je vois pas comment on peut avoir un avis sur ton projet ....

Tout est écrit en début de post

 

[enguerland91]

L'axe Z est inclus dans la tête comme une descente sensitive sur une perceuse fraiseuse. Pourquoi ne pas faire quand même un axe Z en plus même si il n'est pas relié à ta CN : deux rails à bille, une vis trapézoïdale et un moteur électrique simple démultiplié ou une manivelle , un moyen de blocage et comme çà tu compense le manque de course du Z incorporé dans ta broche pour pas trop cher.

Tout à fait. J'ai travaillé longtemps pour du détourage avec une cnc 2 axes et l'axe Z entièrement manuel car monté sur un coulisseau de tour et j'ai une autre cnc 3 axes mais avec le Z motorisé simplement pour avoir une position haute et une position basse alors que l'ensemble est mobile sur aussi une platine avec vis à billes munie d'une manivelle.
Je lis souvent sur metabricoleurs.com qu'il est question de cnc du commerce avec une course de 135 mm en Z. L'énorme majorité des utilisateurs de cnc ne fait que du détourage ou de la gravure donc de grandes courses en Z sont inutiles.
La précaution à prendre si on a une course petite en Z c'est d'avoir sur un des deux autres axes un endroit où la broche pourra aller et n'avoir rien en dessous comme une échancrure dans la table. Certains ont opté pour avoir d'ailleurs une table raccourcie afin de pouvoir faire des tenons en bout de pièces longues de bois.

 

[David01]

1ère version je n'ai pas fait de renfort juste pour le principe tube de 200x100x4

Je n'arrive pas a tourner le moteur sur la CAO mais hier je l'ai fait en réel cette partie est réglée.

 

[kawah2]

on dirait que tu tiens absolument a utiliser cet UPN
ça n'a quasi aucune valeur, autant l'utiliser pour autre chose, et partir des morceaux cohérents, genre le bâtis arrière tout de la même section plutot qu'un assemblage hétéroclite renforcé a la "va comme je te pousse"

 

[Jmr06]

je compte mettre un palan 400kg juste en dessus

Pour échanger entre 2 positions, il y a aussi l'astuce de mettre une cale sous la broche et de jouer avec le Z afin de monter ou descendre la tête. C'est plus simple qu'avec le palan car rien à installer.

D'un manière ou d'une autre, je pense qu'il est fortement recommandé de prévoir un guidage (en plus du lardon d'alignement) afin que la tête ne s'éloigne pas, ne ballote pas, pendant la manipulation. Simplement des U, même avec 1 mm de jeu. Cela sécurise la manipe et la rend plus rapide. Après, les 4 vis serrées, ce guidage ne sert à rien, c'est juste pour la phase de transition.

 

[Jmr06]

La tête en position haute, tu peux aussi utiliser un cône avec rallonge, pour usiner une pièce peu haute.
C'est encore le plus rapide pour s'adapter en Z, mais cela génère plus d'efforts sur les roulements de broches, à réserver aux petits usinages.

 

[David01]

Merci pour vos remarques, oui je compte utiliser l'UPN le but est d'utiliser la matière que je possède déjà. je suis reparti de zéro et ai passé la matinée sur CATIA les courses ne sont évidements pas les mêmes mais je pense que la tête est bien trop lourde pour un tube de 200x100x4
Nouvelles courses X 350 table Y portique 700mm Z 115mm