CNC : de la réflexion au camboui

[guol64]

Bonsoir à tous,

Je suis modo de la section CNC depuis 2 ans, et c'est avec beaucoup de plaisir que j'ai lu quasiment tous les sujets.
Bien sûr mon intention à l'époque était la construction d'une (ou plusieurs) CNC : j'aime les machines .

Au fil du temps j'ai récupéré pas mal d'éléments, rails prismatiques, vis à bille, ... et j'ai eu la chance de restaurer un tour et une fraiseuse qui me permettent maintenant d'usiner quelques pièces.
Mon objectif n'est pas très précis, en terme de cahier des charges, matières à usiner, dimensions... l'intérêt étant la mécanique et de se faire plaisr.

Mon point de départ sera donc une table récupérée sur un centre d'usinage.
C'est de la fonte, la bestiole pèse environ 120Kg
Les dimensions utiles de la table sont 700x380 (surface avec les raibures).

Voici quelques photos pour se rendre compte:

Une fois la table nettoyée, j'ai sorti tout mon attirail pour voir un peu comment je pourrait exploiter ça.
La réponse n'est pas simple et c'est pourquoi je sollicite vos avis.
La périphérie extérieure de la table est dotée de pas mal de taraudages, et la face est sur un plan parallèle à la table: nickel pour fixer des éléments.


En fait j'ai envisagé plusieurs solutions:
1°/ Portique mobile dans le sens de la longueur, la table supportée au extrémités et la vis centrale sous la table.
-> Faible largeur de passage : environ 400

2°/ Portique mobile dans le sens de la largeur, avec une vis de chaque côté
-> Ecartement important, mais patins très rapprochés (voire même un seul patin) : l'équerrage dépendra uniquement de la synchronisation des vis.
(Mes rails sont des rexroth de 30 ou NSK de 35, les patins font 100x100 environ)

3°/ Portique fixe dans le sens de la largeur, écartement des pieds environ 800mm, table mobile
-> La table à rainure ne servira pas, et la nouvelle table sera moins rigide.
-> Super base pour le bâti, courses importantes, largeur de passage importante.
-> Moins bon pour fixer des accessoire sur la table (étau, 4ième axe ...)

Voilà pour l'instant, alors n'hésitez pas...

Merci pour vos commentaires.

 

[J-Max]

Re: Reflexion CNC

Bonjour,

Joli bestiau et super projet !

Pourquoi avoir écarté portique fixe dans le sens des 380mm ?
Logiquement, ne serait-on pas tentés de croire que :
moins le portique aura de portée, plus sa rigidité sera simple à obtenir ?

++JM

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Oui tu as raison : moins de longueur = moins de flexion, mais dans le cas d'un portique fixe, la structure peut être plus lourde, plus rigide, car le poids n'est plus mobile.
Dans ce cas avoir la possibilité de passer plus de largeur est un avantage sans avoir a faire de compromis.

Pour le portique je pensais à un tube acier du style 250*100*3 qui prend moin d'un micron de flèche sous 50kg de charge pour une longueur de 800mm.
C'est le gros avantage des portiques fixes : le poids des parties statiques n'est pas un soucis, bien au contraire .

Avec cette solution, j'aurais deux éléments mobiles:
->l'ensemble broche et Z : environ 8-10Kg
->la table : environ 25-30Kg + la pièce + le 4ième axe + l'étau +++

Avec la solution portique mobile il faut bouger tout le portique : 40 à 50Kg

Avec la table mobile, je pourrais fixer les rails sous la table et les patins sur le bâti : la surface d'appui au niveau de l'usinage (la fraise) est toujours stable en théorie.

 

[fred250]

Re: Reflexion CNC

Comment ça un portique fixe! un seul patin par rail! i veut pas mettre un dremel pendant qu'on y est non?!!
Pour moi avec du matériel pareil ça devrait être portique mobile dans le sens de la largeur et avec deuxpatins par rail.
Il serai vraiment dommage de ne pas profité de cette table pour le bridage des pièces est accessoires.
Quand au poids du portique peut importe, il y aura toujours un moteur pour le bouger, si on parlais de 500Kg ce serai différent, mais la si il faut, un bon servo et on en parle plus.
Bien évidement les conseilleurs ne sont pas les payeurs, et ma vision d'un cnc est celle d'une machine qui doit être capable de faire des vrai copeaux et pas de la poussière métallique, mais c'est en rapport avec mes besoins.

 

[moissan]

Re: Reflexion CNC

j'aime bien la table mobile sous un portique fixe quand on veut faire simple et leger même si ça augmente l'encombrement

mais avec ta table elle n'est pas legere ... le reste de la machine sera peut etre plus legere que la table : donc il est logique de faire la table fixe et le portique mobile

vu de dessous il n'y a pas de bonne susrface d'appui de rail : en plus il est utile de mettre des rail plus long que la table pour pouvoir passer la tête sur toute la surface de la table

donc deux gros tube carré vissé sur les bossage , suffisament plus long que la table ... rail sur ces tubes carré , et patin sur le portique qui passe dessous

finalement il n'y a aucune difference de structure entre table fixe et table mobile , si ce n'est que dans un cas la table et possé par les 2 bout et le portique passe dessous ... dans l'autre cas le portique est pose et la table bouge

 

[ybou30]

Re: Reflexion CNC

Salut à tous,

Belle bête cette table .
Perso, je ferai table mobile et portique fixe sur la grande longueur:
- L'ensemble table sera 'relativement lourd => un déplacement du X dans le sens de sa largeur autorise des déplacements plus lents et laisse le passage pour des pièces longues sur les côtés.
- Un portique fixe permet de faire une poutre solide ouvre une possibilité de déplacement d'un Y relativement léger sur un guidage rigide à une vitesse plus élevée.
Côté encombrement, ce compromis me semble pas mal non plus.

Cdlt,
Yanik

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Comment ça un portique fixe! un seul patin par rail! i veut pas mettre un dremel pendant qu'on y est non?!!
Pour moi avec du matériel pareil ça devrait être portique mobile dans le sens de la largeur et avec deuxpatins par rail.
Il serai vraiment dommage de ne pas profité de cette table pour le bridage des pièces est accessoires.
Quand au poids du portique peut importe, il y aura toujours un moteur pour le bouger, si on parlais de 500Kg ce serai différent, mais la si il faut, un bon servo et on en parle plus.
Bien évidement les conseilleurs ne sont pas les payeurs, et ma vision d'un cnc est celle d'une machine qui doit être capable de faire des vrai copeaux et pas de la poussière métallique, mais c'est en rapport avec mes besoins.

Comme tu le dis, la motorisation n'est pas le problème, elle sera traitée en temps utile.
J'ai a disposition si besoin des servos de 200W, 300W et 500W.

Pour moi le besoin n'est pas défini, mais il est bien évident que mon objectif est de faire le mieux possible:
Le plus rigide possible, les course les plus grandes possibles, les vitesses les plus élevées possibles .... : comme il faut faire des compromis, il faut que l'ensemble soit homogène.

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

j'aime bien la table mobile sous un portique fixe quand on veut faire simple et leger même si ça augmente l'encombrement

mais avec ta table elle n'est pas legere ... le reste de la machine sera peut etre plus legere que la table : donc il est logique de faire la table fixe et le portique mobile

vu de dessous il n'y a pas de bonne susrface d'appui de rail : en plus il est utile de mettre des rail plus long que la table pour pouvoir passer la tête sur toute la surface de la table

donc deux gros tube carré vissé sur les bossage , suffisament plus long que la table ... rail sur ces tubes carré , et patin sur le portique qui passe dessous

finalement il n'y a aucune difference de structure entre table fixe et table mobile , si ce n'est que dans un cas la table et possé par les 2 bout et le portique passe dessous ... dans l'autre cas le portique est pose et la table bouge

Dans le cas d'une table mobile je pensais à une autre table, et me servir de la grosse comme bâti.
Sinon pour bouger les 120Kg il me faudrait un bâti style béton de plusieurs centaines de kilos (j'y avais pensé un temps, mais j'ai fini par l'écarter, dans ce cas autant racheter un centre d'usinage )

Je note l'idée des tubes de 100 qui passent en dessous dans le sens de la longueur
Une fois le débroussaillage effectué, je ferais des petits croquis pour mieux se rendre compte.

 

[J-Max]

Re: Reflexion CNC

Bonjour,

L'ensemble Broche-Z 8-10kg, il me semble que c'est très optimiste. (rien que ma petite broche 2.2kw pèse plus)
Mon Z n'est pas prévu pour tailler du copeau dans le métal et il va peser plus du double.
Je doute que tu conçoives un ensemble Z aussi léger à terme.

Tu parle de "vitesses les plus élevées possibles". Sur le papier c'est toujours mieux.
Justement, peut-être faudrait-il commencer à définir le besoin.
Une vitesse de machine à 30m.mn n'a pas de sens si son outillage commande d'avancer à 4m.mn au plus vite.
Ce serait d'autant plus inutile que la dimension d'une vis à bille (et donc aussi son prix)
dépend également de la vitesse de rotation qu'on lui demandera d'atteindre, par exemple.
Par ailleurs, cette machine aura-t-elle à être rentable, et donc à produire des usinages à forte cadence ?
Car c'est pour ça que sont conçues les machines les plus rapides.

La machine ultime et parfaite n'existant pas, tu sais sans doute déjà qu'une machine est avant tout conçue
pour être performante dans une certaine plage d'utilisation. La machine "qui sait tout faire", si tant est qu'elle existe,
aura forcément un coût qui ne sera pas en rapport avec son utilisation courante.

Je l'ai souvent vérifié en milieu industriel et en R&D, lorsqu'un dirigeant réclame "faites mieux que le concurrent"
ou "sortez-moi un nouveau modèle". Il n'en sort rien de bon à 90%, car il faut avoir la finalité en tête dès le début de projet.
Mieux, bon, bien, rapide, sont des mots finalement vides de sens, et ça en désoriente plus d'un.
Par contre si on donne comme base "Tel type d'utilisateur à tel besoin. Tel paramètre l'intéresse, tel l'intéresse moins."
alors l'objectif est fixé et il y aura au final un produit efficace, pertinent, concurrentiel.

Le risque, sans objectif, est de réaliser un assemblage malhabile de composants (qu'ils soient bons ou non).
Chez un ancien employeur on avait une super machine, unique en Europe de l'ouest,
elle faisait la fierté de l'entreprise, et lorsqu'on faisait visiter l'atelier, on la présentait élogieusement.
Pour sûr c'était une bonne machine ! Capable de hautes cadences en continu, bonne précision, bonne répétabilité...
La vérité était toute autre. Je ne l'ai vu fonctionner que deux fois et jamais longtemps.
Elle n'était rentable que sur de trop rares dossiers ; il y avait peu de marchés sur lesquels elle pouvait être utile.
Elle demandait du temps pour la mettre en route, et encore plus en fin de production.
Du coup, pour 98% de la production on lui préférait d'autres machines, plus adaptées au travail.
En Alaska, mieux vaut avoir une Jeep qu'une Lamborghini.

Quand tu auras l'objectif en tête, peut-être que tu n'utilisera pas ta table,
ou auras-tu décidé de l'usiner pour la rendre mobile, qui sait ?

++JM

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Merci pour ton intervention J-Max.

Sur le Z, oui tu as peut-être raison, 8-10Kg s'est un poil optimiste.

Pour le besoin, je l'ai déjà dit :
pas d'objectif de rentabilité
pas d'objectif de productivité
pas d'objectif sur les courses
pas d'objectif sur les matières à usiner
Donc en clair pas d'objectif , et je ne le ferais pas pour l'instant.
Je comprends que ça puisse choquer et je suis le premier à poser la question quand on vient me voir pour acheter un ordinateur, et qu'en réponse à la question "Que veux tu faire avec" on me répond "Je veux un PC performant" (et pas cher), alors je réponds "Combien veux-tu y mettre?" et je fais une machine homogène pour le prix.

Ici le maître mot est la réflexion mécanique, bien sûr il y a des limites: de faisabilité, de coût, ...

L'idée de l'usiner pour la rendre mobile m'a bien traversé l'esprit , mais j'ai un peu peur pour le positionnement sur ma petite deckel.
Ensuite je me rend bien compte qu'il faut un chassis en conséquence, et même en gagnant 40Kg il en resterait 80Kg a bouger.
Il me semble plus simple de refaire une table avec un meilleur compromis surface / poids / rigidité.

Je vais vous faire quelques photo du matos à disposition dès que possible.

 

[Damocles]

Re: Reflexion CNC

Ci vous n'avez pas d'objectif c'est un peux difficile de vous donner des idée.

Comme vous dites, ou bien vous utilisez un table mobile, ou bien une table fixe.

Personnellement je ne monterais pas le châssis sur la table, par ce que la machine n'auras que de petit courses style (300x200x300) ce qui n'est pas assez pour moi.
Mais peut être que c'est assez pour vous. On ne sait pas. Je pense qu'il faudra au moins nous communiquer vos priorités, rêves, objectifs.

Je n'usinerais pas la table. Ci vous voulez usiner que du bois, vendez cette table et acheter une table plus grande a rainures T en alu ou perfore pour le sous-vide...

Je pense que seulement vous pouvez faire le choix sur le matériel que vous voulez utilse. Etes vous un bon soudeur ou non? L'epoxy granite est il possible?
Et le budget que vous voulez mettre. Vous avez déjà des rails de guidages, des vis a billes? Quelle longueur?

Je comprends que vous avez le joie de construire cette machine et que l'utilisation vient que sur la deuxième place, mais il faudrait au moins vous faire quelques priorités. Les centres d usinage bougent des tables de beaucoup de plus que 120kg a des vitesses hallucinant, donc tant que vous ne mettez pas des objectifs et des contraintes sur la conception il y a des milliers de solutions possible.

Pour conclure, moi je garderais la table comme table et j'irais pour un portique fixe avec la table en Y et le X sur la portique dans la longuer de la table.

Comme http://pdf.directindustry.com/pdf/hermle/c-1200/16486-86428-_4.html

 

[ybou30]

Re: Reflexion CNC

salut à tous,

+1 avec Damocles, c'est comme çà que je la verrai

Cdlt,
Yanik

 

[fred250]

Re: Reflexion CNC

Il fraudai quand même savoir pour quelle type d'usinage ta machine sera utilisé principalement.
Car là presque toutes les solutions son valable mais chacune adapté plus ou moins a certains usinages.
Une machine adapté aussi bien a des travaux léger que des travaux lourd risque d’être problématique au niveau transmission, car une machine capable de gros travaux devra être rigide et donc lourde, ce qui implique une forte inertie pour des mouvements rapides et donc les vis a billes devront être capable de supporté les contraintes pour freiné et accéléré les éléments mobiles.
Les moteurs devront aussi avoir suffisamment de couple a basse vitesse pour les usinages lourd tout en ayant une petite démultiplication pour pouvoir faire tourné les vis suffisamment vite pour les mouvement rapide.
Si en plus on veut un peut une bonne résolution il faudra que le logiciel et l'informatique soit capable de suivre pour envoyer les ordres a la fréquence requise.
La machine doit donc être réfléchie dans son ensemble en prenant en compte les limite de la technique disponible pour l'amateur pour savoir si on peut avoir une machine avec des performances honorable de partout ou si il faudra faire des compromis, de la en découlera le châssis.

Il faut donc que tu établisse quand même un cahier des charges en fonctions de l'utilisation que tu fera de ta machine, car sinon tout le monde te donnera les solutions qui leur semble idéal pour leur utilisation.
Je comprend que tu veuille surtout construire cette machine pour le plaisir de crée, mais tu sais quand même quelles sont les chose qui t’intéresse et donc quelles seront les pièces que tu pourra être amené a usiné.
Car si tu construit ta machine surtout pour faire des gros usinages dans l'alu ou l'acier et qu'au final tu fait presque que de la gravures et de la découpe tu va vite perdre patience avec une machine trop lente et vis versa

 

[J-Max]

Re: Reflexion CNC

Re-bonjour ,

Les moteurs devront aussi avoir suffisamment de couple a basse vitesse pour les usinages lourd tout en ayant une petite démultiplication pour pouvoir faire tourné les vis suffisamment vite pour les mouvement rapide.

Avec les servo dont parle notre ami, pas de problème, un servo a un couple linéaire et monte généralement à 3000 RPM et au delà.
Bouger 120kg, ce n'est pas un effort énorme pour une vis à bille.
Même une vis de 16mm encaisse près de 1000Kgf sur 750mm.
Par contre, il faudrait en prendre une bonne pour qu'elle ne prenne pas de jeu trop vite, à la longue.

Sinon, évidemment et comme les camarades, il faudrait au moins réduire le champ d'exploitation pour avancer un peu

++JM

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Bon je vais essayer de vous en dire plus

Pour répondre à Damocles, j'avais envisagé un bati béton, voire béton epoxy avec cette table, mais l'epoxy coûte horriblement cher et la mise en oeuvre (moule) me semble un peu dure.
J'avais modélisé un modèle sur le principe de celle de micluc, et j'étais pas loin de 500Kg de bâti.
Par contre je n'avais pas pensé à positonner la table dans ce sens, du coup je garde cette idée.

Les moyens :
Tour, fraiseuse, combiné bois, outillage divers
Je peux avoir a peu près tous les profils aciers du commerce (IPE, HEA, tubes...)
J'ai un petit poste inverter, (je suis pas doué en soudure), mais je peux avoir accés à un semi-auto avec le soudeur qui tient la torche

Le matos de récup:
Paire de rails NSK de 35, longueur 1000, 960, 910 (avec 2 patins par rail)
Une douzaine de rail rexroth de 30 longueur 580 avec 1 patin par rail
Une paire de rail NSK de 20, Longueur 280 avec 2 patins par rail
VAB NSK Diam 32 pas de 10 Longueur utile 600
VAB NSK Diam 28 pas de 8 Longueur utile 590
VAB NSK Diam 28 pas de 8 Longueur utile 450
VAB NSK Diam 30 pas de 6 Longueur utile 250
VAB NIKKEN Diam 32 pas de 10 Longueur utile 710
VAB NIKKEN Diam 32 pas de 10 Longueur utile 450
VAB de bonne facture Diam 14 pas de 5 Longueur utile 110
Quelques VAB chinoises en diamètre 20
3 Servos moteurs 200W, SanyoDenki
3 Servos moteurs 300W, SanyoDenki
2 Servos moteurs 500W, SanyoDenki

Je travaille, le bois, l'alu, le fer.
Pour le bois je pense faire plus tard un routeur pour la découpe, reste donc les pièces complexes.
Pour l'alu je suis souvent embété pour découper les bruts dans les tôle ( de 10 à 40 mm d'épaisseur)
Je ne peux pas non plus réaliser de forme trop complexes à la fraiseuse.
Pour l'acier : ça reste marginal, et plutôt en tournage.
Ensuite il y a aussi le tout venant, quelques circuits imprimés (grossier), découpe plexi, ...

Pour l'encombrement, j'ai un atelier de 50m², mais je ne veux pas non plus occuper la moitié de l'espace avec la CNC sans pouvoir la bouger.
Voilà vous en savez maintenant un peu plus.

Et pour finir, je n'en aurais pas un usage intensif, c'est donc le plaisir de faire les choses bien qui m'anime, en plus ça me permettra de trouver une utilité aux trucs qui commencent à m'envahir.

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Joyeux Noël à tous

J'ai assemblé quelques éléments pour voir un peu ce que ça pourrait donner.
Voici donc deux croquis qui représentent les deux principes:

 

Re: Reflexion CNC

Bonjour

Je serais bien incapable de te conseiller quoique ce soit mais par contre je vais te fournir matière à réflexion au sujet de ton deuxième dessin en te montrant la machine je que suis en train de monter et concernant ma conception du châssis supportant le Y (plateau).
Au début de ma conception j'avais conçu un châssis similaire au tien puis puis j'ai changé pour arriver à ce que je présente car à la réflexion (peut-être erronée) je trouve que maintenant il est plus rigide : les traverses perpendiculaires aux rails empêchent la torsion du châssis extérieur supportant les montants verticaux (support du X/Z).
Pour la même raison je préfère que ces montants verticaux soient fixés sur l’extérieur du châssis Y que uniquement fixés par le bout du profilé sur le châssis et ce même en l'absence de renfort (non représentés) perpendiculaires aux profilés verticaux

Je ferais quand même une remarque concernant ta conception (n°2) : tes traverses supportant les rails du Y ne sont pas assez renforcées pour supporter ceux-ci. Avec un plateau de 120kg les rails vont avoir tendance a s'enfoncer et faire s'effondrer le profilé à l’intérieur de lui même. A mon avis il faut une semelle entre le rail et le profilé.

 

[ybou30]

Re: Reflexion CNC

Salut à tous,

Faute de cahier des charges, tu as malgré tout quelque données d'entrée et leur potentiel associé:

D'abord, amha, il est toujours préférable de privilégier le positionnement des déplacements longs / vitesses / accélérations élevées sur les axes les moins chargés.

Suivant cette hypothèse, tu auras donc à comparer les masses, vitesses et débattements dont tu pourras tirer le meilleur parti :
- De l'ensemble table avec sa charge max potentielle et variable;
- à celui de l'équipement mobile du Z/vitesse déplacement sur Y, de valeurs fixes (au poids des outils pret).

Avec:
- Table de dimension 700x380 poids de 120kg auquel il faudra ajouter l'équipement du mouvement + celui des pièces à usiner avec leur mode de fixation (dans ton domaine d'usinage) + poids d'autre(s) axe(s).
- Equipements dont tu disposes déjà (rails, broche etc...).

Le dimensionnement de ton bâti sera celui qui est le résultat du choix ci-dessus.
- Privilégier les montant du Y si cas N° 2.
- Privilégier le support table dans le cas N°1.
L'ensemble du bâti devant rester homogène, çà ne changera pas grand chose au niveau du bâti.
C'est l'étude des masses / déplacements / vitesses / accélérations qui seront déterminants.

Ceci reste mon humble avis.

Cdlt,
Yanik

 

[cali40]

Re: Reflexion CNC

salut guol,
ah, enfin un projet pas trop loin de la maison !!!! il est vrai que les cn.istes ne courrent pas les rues par ici ...
je suivrai donc ce projet avec plaisir !

je donne tout de mème mon avis mais sans vouloir rivaliser avec les connaisseurs :
je cherchais une table comme la tienne pour en faire une cn mais uniquement pour en faire un élément fixe et faire bouger tout le reste autour (quite à faire un portique à dégagement total en fin d'usinage)
- pour moi aucun objectif de productivité, seulement avoir la joie de voir mon gros jouet bouffer la matière, mais surtout avoir la possibilité de mettre un étau costaud ou de brider une pièce sur la table sans la déformer.
- si le portique n'est pas suffisamment rigide, on peut limiter la profondeur de passe mais si la table ne l'est pas, rien n'y fait... on voit des machines qui ne coulissent plus lorsque l'on serre une pièce
il est vrai qu'avec le matériel dont tu disposes, tu peux envisager de nombreuses options.
vivement la première pierre !

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

@Clore:
Effectivement ta machine a le même principe de fonctionnement que le dessin n°2.
Pour le support sous la table : tu as tout à fait raison, je n'ai fait que placer quelques barres, sans aucune réflexion ni calcul pour le moment.
Pour le profil sous les rails, il faudrait peut-être une semelle, mais le profil ne va pas "s'écrouler" (du moins je ne crois pas), tube 100x100x10 acier, au pire c'est 2 microns de déformation sur le flanc sous 50Kg de charge, mais ils vont s'accumuler aux autres.

@ybou30:
La conclusion : plus c'est léger plus les accélérations pourront être importantes.
Il est temps de sortir la calculette pour jetter un premier coup d'oeil de "faisabilté"
Pour celà il me manque quelques éléments :
-> La vitesse d'avance convenable pour de l'usinage de bois que je ne connais pas, et la vitesse de déplacement à vide: 8-10 m/mn pourraient convenir?
-> L'accélération convenable pour de l'usinage complexe, là non plus je n'en ai aucune idée.

@cali40
Salut,
Comme tu vois, je pense que je n'utiliserais pas tout, et notre petit échange tient toujours
Si par hasard tu voyais quelques chose sur ce fil qui pourrait t'interresser n'hésites pas.
Au plaisir de te voir prochainement à la maison.

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Donc voilà le début des calculs.
Je suis parti des courses max, soit 700x380.
Les seules VAB qui permettent ces courses sont les
-> VAB NIKKEN Diam 32 pas de 10 Longueur utile 710
-> VAB NIKKEN Diam 32 pas de 10 Longueur utile 450
Pour la vitesse de déplacement et l'accélération j'ai repris les valeurs trouvées sur le fil de foxtrot (j'aime bien cette machine),
Soit 8m/mn pour la vitesse et 0.2s pour le temps d'accélération.

Pour s'assurer une petite marge de sécurité j'ai considéré un poids à bouger (table et divers) de 200Kg et un effort de fraisage à contrer de 50Kg
J'ai repris le fichier Excel de freedom sur le calcul des moteurs pas à pas, et j'ai consulté le document suivant très interressant:
http://www.csr.fr/pdf/ChapitreF.pdf
Voici la feuille de calcul

Avec un rapport de réduction 1/3 le moteur de 200W est utilisable avec un coeff de sécurité de 2.
Conclusion ça parrait jouable de faire bouger cette table.

Tant qu'à y être, et après lecture du document de chez csr sur les vis à billes, j'en profite pour faire les calculs:

Vitesse critique en rotation:
-> Un seul palier (croquis1 page F3) : a = 0.356
-> Diamètre à fond de filet de la VAB : d0= 26mm
-> Distance entre les centres : L = 900mm
-> Vitesse critique : n=120000000*a*d0/L² = 1371 tr/mn
Avec le calcul ci-dessus la VAB devrait tourner à 800tr/mn : donc OK a priori

Flambage:
-> Un seul palier (croquis1 page F3) : b = 0.25
-> Diamètre à fond de filet de la VAB : d0= 26mm
-> Distance entre les centres : L = 810mm
-> Flambage : F=101700*b*d0^4/L²= 17708N
Avec nos 520N je pense qu'il n'y aura pas de flambage

Couple et puissance:
-> Charge Max : Fmax = 520N
-> Pas de filetage : P = 10mm
-> Facteur de sécurité : S=2
-> Rendement mécanique : n=0.9
-> Vitesse de rotation : N= 800 tr/mn
-> Couple nécessaire : Ma = Fmax*P*S/(2000*PI*n)=1.8Nm
-> Rapport de réduction: 1/3 donc couple nécessaire 0.6Nm : nous avions trouvé 0.33N.m, avec un coeff de sécurité de 2 ça colle
-> Puissance motrice : Pa= Ma*N/9550 = 0.150kW -> les 200W seraient donc suffisants

Edit j'ai réjouté les tableaux pour une meilleure compréhension

 

[J-Max]

Re: Reflexion CNC

Bonjour,

Pour l'usinage du bois :

Vous avez entendu parler de vitesse de coupe, fréquence de rotation, pas d’usinage voir pas principal et pas secondaire sans vraiment en connaître la signification.
De la même manière lorsque l’on parle de réglage de la fréquence de rotation vous avez quelques difficultées.
Pas de problèmes on va voir cela ensemble.

Qu’es ce que l’usinage ?

L’usinage consiste à mettre à la côte une pièce de bois, en largeur, hauteur, longueur ou au profil à l'aide de l'outillage adéquat:

- à main, ciseaux, gouge, rabot …
- avec des machines-outils stationnaires, dégauchisseuse, raboteuse, toupie, ou diverses machines électroportatives.

Je traiterai des machines coupante à mouvement circulaire c’est à dire tout sauf la scie à ruban.

exemple de porte outil :

La raboteuse coupe par-dessus:

La toupie coupe sur le coté:


Les machines comportent un porte outils et des outils amovibles:

- fixe sur la majorité des fraises de défonceuse et de toupie,
- bloqués à l’aide d'un contre-fer sur les raboteuses, dégauchisseuse, les portes-outils de toupie, les corroyeuses etc.

A partir de là j'emploie le mot "outil" pour l'ensemble "porte outil + l’outil" ceci afin de simplifier, il est aussi coutume de le faire.

L’extrémité de l’outil tourne entraînée par un moteur. La fréquence de rotation symbolisée par la lettre S est exprimée en tours/min ( anciennement N)

Le sens d’avance de la pièce ou de l’outil est opposé au sens de rotation de l’outil. C'est le travail dit en opposition qui concerne 99 % des usinages.
Lorsque le sens d’avance est dans le même que celui de rotation de l’outil on l’appellera travail en concordance

L’arête tranchante (ou dent) possède donc une certaine vitesse de déplacement. On l’appelle vitesse de coupe ( Vc ) elle est exprimée en mètre/seconde
Elle est directement proportionnelle:

- au diamètre de l’outil ( D ) exprimée en mètres et,
- à la fréquence de rotation ( S )

Elle se calcule de la manière suivante :

Vc = ( pi x D x S ) /60 ( 60 car Vc en seconde et S en minutes )

NOTE : pensez à divisé par 1000 votre diamétre si il est exprimé en millimètre.

ou appliquer la formule ainsi :

Vc = (pi x D x S) / 60 000
avec D en millimètres et S en trs/min

Calculer la vitesse de coupe ne donnera pas grand chose en soit, mais avec cette dernière on peut en déduire les autres.
On donnera donc :

POUR LES FRAISES DE TOUPIES OU DE DEFONCEUSES

Bois tendres:
- 50 à 70 m/s pour les fraises HSS,
- 60 à 80 m/s pour les fraises HM,

Bois dur:
- 40 à 50 m/s pour les fraises HSS,
- 50à 70 m/s pour les fraises HM.


POUR LES LAMES DE SCIE HM

- Bois tendres : 70 à 100 m/s
- Bois durs : 70 à 90 m/s
- Panneaux CP, MDF, OSB, particules : 60 à 80 m/s
Panneaux mélaminés et stratifiés : 60 à 120 m/s

NOTE : pensez à vérifier la vitesse de coupe maximal de votre outils.


Grâce à ses infos on pourra donc facilement calculer la fréquence de rotation en transformant la formule.
Ce qui nous donnera:

S = ( 60 x V ) / ( pi x D )

Hélas un outil circulaire ne donne pas un usinage lisse, mais une succession d'ondulations:

Ces dites ondulations s’appelle le pas d’usinage ( Ps ) exprimé en mm ( distance entre deux ondulations)
La formule de calcul pour le trouver étant la suivante :

Ps = A /( S x Z )

On trouve donc deux nouvelles variables :
A : avance exprimée en mm/min
Z : nombre de dents de l’outil

Le pas d’usinage sera donc directement lié au nombre de dents et à la vitesses d’avance.

Une vitesse d’avance trop faible entraîne un échauffement de la pièce et une usure prématurée des arêtes tranchantes.
Une vitesse d’avance trop rapide créera un pas d’usinage trop important.

Un pas de référence permet de déduire les autres variables, comme base on pourra prendre :

2 mm : travail grossié = charpente, pièce con vue
1,5 mm = travail courant de mensuiserie
1 mm = travail fin, ébenisterie

Manquent encore quelque informations pour connaître avec exactitude l’état final de la pièce: il nous faudrait connaître l’épaisseur moyenne du copeau (EM)

Voici comment se forme un copeau:

L’épaisseur du copeau est proportionnelle au pas, à la profondeur et au diamètre de l'outil, selon la formule de Schlesinger:

Où :
em : épaisseur moyenne du copeau (mm)

A : vitesse d’avance (en mm/min)
S : fréquence de rotation (tours/min)
Z : nombre d’arête tranchante
H : profondeur ou hauteur de passe (mm)
D : diamètre de l’outil en mm

Voici l'épaisseur du copeau suivant la qualité d’usinage attendue:
Ebauche: 0.16 à 0.40 mm
Soigné: 0.04 à 0.16 mm
Très soigné: 0.02 à 0.04 mm

Plus cette épaisseur est faible plus les outils se désâffutent (s'émoussent).

D’une manière générale préférez deux passes rapides à une passe lente.

Voilà un aperçu des lois d’usinages, bien entendu il vous reste beaucoup de choses à apprendre pour vraiment vous y connaître, mais ce début d’explication devrait vous permettre de mieux travailler avec vos machines et de mieux corriger certaines valeurs suivant le résultat que vous désirez.

Pour le perçage :
Avance 91,50 -122,20 m.mn pour Angle du foret 60-70° et Angle d'attaque 10-15°

Voila tout ce que j'ai pu glaner sur la question

++JM

 

[cali40]

Re: Reflexion CNC

j'ajouterai qu'avec les défonceuses cn bois on tourne à souvent au maxi à 18000 tr/min et que les vitesses de coupe ne sont jamais bonnes avec des outils de petit diamètre : d20 : 19m/s mais on fait avec ...
certaines broches tournent à 24000 tr/min

(guol, s'il te reste des vab et glissières en fin de projet, ne les vends pas )

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Merci pour ces infos.
Je m'en suis servi pour refaire un petit tableau: voir ci-dessous.
Il est clair qu'avec une broche à 25.000tr/mn on est loin des vitesses de coupes préconisées.
Je me demande à quelle vitesse tournent les broches pro.
J'avais récupéré une broche (issue de l'industrie du bois) sur laquelle était montée une fraise de 12.
Avant de la démonter j'avais calculé la vitesse de broche en fonction de ce que j'avais pu lire sur la plaque du moteur.
Il me semble bien qu'elle tournait à 10.000tr/mn

@cali40:
Pas d'inquiétude, je ne vais pas les vendre, et tu as la priorité pour l'échange avec le support de lame pour l'affuteuse

 

[J-Max]

Re: Reflexion CNC

Bonjour,

Sur les grosses CN bois, les broches tournent au moins à 35.000 tours.
Globalement, moi je ne fonctionne pas ainsi.
Je vais directement voir sur le site des fabricants d'outils de coupe,
et je me fie aux spécifications des outils eux mêmes (taille du copeau par dent et avance préconisée).

Ensuite on peut pondérer la valeur obtenue selon la profondeur de passe :
Valeur de base : profondeur = diamètre de l'outil > valeur à 100%
minoration de 25% tous les unités supplémentaires, jusqu'à 3x diamètre.
Ex. fraise de 10mm passe de 22mm = minoration 70%

++JM

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

PS: Je mettrais le fichier excel qui a servi aux calculs sur le premier post une fois qu'il sera finalisé.

Je fais également une parenthèse sur un procédé de fabrication que j'ai en tête pour ne pas perdre l'idée

Avec de telles masses à supporter, en statique, mais plus encore en dynamique, le chassis a plutôt intérêt a être costaud.
Je viens de penser à cette solution en relisant la remarque de Clore sur l'écrasement du tube sous le rail de la table, et celle de damocles sur le granit epoxy.
Comme les tubes seront de bonne taille, il serait possible de les remplir de béton (béton HR, fibré avec fluidifiant et anti-retrait).
J'y trouve plusieurs avantages:
La masse de l'ensemble serait augmentée, donc moins de vibrations au global.
Possibilité de positionner des inserts dans les tubes qui seront maintenus une fois le béton coulé.
Le béton étant très bon en compression, les tubes supportants la charge seraient plus rigides.
Les tubes reprennent les contraintes en flexion.
Les sections ne sont pas démesurée, le retrait ne sera pas énorme.
Facilité de mise en oeuvre : tube par tube, que l'on peut facilement vibrer (taper, secouer...)

Par exemple un tube 100x100x3 Acier pèse 9Kg/m
Avec du béton il passe à 28Kg/m

 

[cali40]

Re: Reflexion CNC

salut guol,
certains chassis de machines à bois sont faits ainsi (tôle épaisse remplie de béton) cela permet de supprimer pas mal de vibrations...
il te faudra peut-être placer des inserts ou des vis autoforeuses pour que le béton fasse "corps" avec les tubes (c'est bon pour le cisaillement)
à +

 

Re: Reflexion CNC

...Je viens de penser à cette solution en relisant la remarque de Clore sur l'écrasement du tube sous le rail de la table, et celle de damocles sur le granit epoxy.
...
Par exemple un tube 100x100x3 Acier pèse 9Kg/m
Avec du béton il passe à 28Kg/m

Bonjour
c'est surtout que sur le dessin l’épaisseur des profilés me paraissait faible en comparaison d’épaisseur du rail sur le dessin et effectivement 3 mm c'est léger à mon avis.

Mettre du beton pour alourdir ok mais est-ce que cela ira pour renforcer cette épaisseur de tube ? il n'y a pas de retrait au séchage, créant ainsi un vide entre le béton et le tube ?

 

[J-Max]

Re: Reflexion CNC

Bonjour,

La masse est excellente pour absorber les vibrations.
(je suis ingénieur acousticien de formation)
Et il n'est pas nécessaire de couler du béton dans les tubes.
Imagine un peu le poids de chaque tube, et encore pire le poids de l'ensemble,
car il faudra nécessairement souder, ce qui n'a pas que des avantages...
En clair à manipuler ça va être un cauchemar. Et à déménager une fois assemblé...
Je ne sais pas ce que donne la soudure si le béton fait office de masse thermique derrière,
mais théoriquement, il devrait limiter la répartition uniforme de la chaleur dans l'épaisseur du profilé.
Ce sont des réflexions que je me suis posé il y a quelques temps.

J'ai fait quelques essais à la maison, que je ne détaillerai pas ici,
mais finalement, on obtient les mêmes propriétés et même mieux, avec simplement des sacs Ziploc
emplis de sable glissés dans les tubles. Avantage : c'est souple et totalement démontable,
et on peut conserver une structure boulonnée et/ou réglable, ce qui a ses avantages.
Par ailleurs, l'amortissement des vibrations est meilleure avec une masse non figée.
En clair, le sable est idéal pour cela. En plus, niveau budget, difficile de faire mieux.
J'invite les sceptiques à faire des essais.

++JM

 

[guol64]

Re: Reflexion CNC

Je note l'idée du sable ,
Par contre je n'avais pas l'intention de souder, bien au contraire.
Je voulais positionner des inserts (en gros un écrou long, très long, non débouchant), maintenus par la vis d'assemblage, puis couler le béton, démonter la vis et l'insert tient tout seul.
Ainsi pas de trous débouchants pour laisser passer la clé qui va tenir l'écrou, et surtout pas de gymnastique pour tenir l'écrou au milieu du tube d'1m50 alors que l'extrémité est bouchée.
L'assemblage de l'ensemble se fait après et tout reste démontable (réglable).

@Clore:
Sur le dessin le tube qui supporte le rail fait 100x100x10.
Il y a bien du retrait au séchage, c'est malheureusement un des inconvénients du béton par rapport au granit époxy.
Savoir si il sera suffisament important pour se décoller des parroies : je ne sais pas.
Comme le dit cali40 on pourrait augmenter l'adhérance avec des éléments transversaux, style fer à béton de 6 ou 8mm pointés en travers du tube, ou de la tige fileté.