CNC en profilés acier pour découpe de bois.

[L2o]

Salut à tous !

Comme beaucoup, à force d'avoir des projets de construction de plus en plus perfectionnés j'ai besoin d'une machine de fraisage numérique
Vu le prix de la location à l'heure dans les fablab de ma région (Grenoble), je préfère m'en construire une et faire d'une pierre 2 coups (le plaisir de construire et le plaisir de l'utiliser !)

Comme beaucoup aussi je suis parti bille en tête en commençant par des modélisation 3D dans tous les sens, après avoir lu 3 pages de docs sur internet... Mea culpa.

Donc après avoir vu mon budget exploser, j'ai lu pleins de projets sur ce beau forum, et je suis reparti de zéro...

Mes besoins :
Usinage et découpe de plaques de bois, du tendre et du dur.
X : 1200 mm
Y : 800
Z : 150
Précision : 1/4mm grand max

Pour info le modèle 3D en est là :
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à oublier en grande partie donc !


Aujourd'hui je me tourne vers une structure plus simple avec les rails X surélevés, et des entraînements par crémaillère en X et Y.
Je m'inspire de celle de manuforg : https://www.usinages.com/threads/cnc-de-manu-usinage-bois-1250-800-200.77139/
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Matériaux pour la structure : profilés carrés 80x80x2/3/4 mm
Profilés en U
tôles acier 8mm renforcées pour le support broche.

Comme outils j'ai perceuse à colonne, une scie à onglets (mais je devrais acheter un disque métal si je l'utilise), un poste à souder, et tous les outils basiques.

J'attend vos avis sur tous les points
Au niveau de la motorisation/électronique je suis un novice complet. Je pense me tourner vers des solutions complètes, des kits, avec les 4 moteurs et les cartes et alims correspondantes.. Mais aucune idée de comment dimensionner tout ça ! Des idées ?

Merci d'avance

Léo

 

[stanloc]

Désolé d'être déjà dans l’exigence mais passer du dessin 3D au dessin à main levée est un signe de laisser-aller, tu pourrais peut-être faire tes dessins sur papier en utilisant règles et compas et autres accessoires de dessin.
Stan

 

[el patenteux]

Je redoute le résultat obtenu avec une scie a onglet pour le bois muni d'un disque
a métal.
Ces scies,meme celle de bonne qualitée(makita,entre autre) sont limitte pour faire de la précision
dans le bois.
Le probleme est que les disques sont tres épais(3-4mm) et donc tres difficil de pénétré la matiere.
Sur une meuleuse d'angle les disques que j'utilise sont de 0.60mm,suffit de se faire la main
et d'utiliser des gabarits,guides.
Sinon rien de neuf sous le soleil avec ce type de machine.

@+
Fred

 

[MCrevot]

Bonjour Leo,

Bienvenue !
Je suis assez d'accord avec Stan, tes schémas ne sont pas assez ni précis ni détaillés pour permettre d'avoir un avis autre que sur les principes, qui pour le coup, comme l'indique Fred et au regard de ma petite expérience, semblent plutôt orthodoxes (je ne me prononce pas sur les crémaillères, je n'y ai jamais touchées).
C'est en détaillant et en cotant que tu pourras à la fois te poser les bonnes questions (et les résoudre, ce forum contient presque tout, vrai !), et effectuer les quelques calculs qui valideront la chose par rapport à ton cahier des charges. Ceci dit, si tu ne cherches pas mieux que le 1/4 de mm, j'imagine que ça doit être le mieux que l'on exige en menuiserie, tu devrais t'en sortir assez facilement ...
Je serais toi, je commencerais par détailler la base, pour le reste je pense que ça ira presque tout seul !

Michel

 

[Manuforg]

Je suis assez d'accord avec Stan, tes schémas ne sont pas assez ni précis ni détaillés pour permettre d'avoir un avis autre que sur les principes

Surtout que les plans de ma cnc sont disponibles dans ma discutions!!
Si tu as besoin d'un autre format, tu peux demander.

Léo, je vois que tu a mis une crémaillère avec les dents vers le haut pour l'axe Y. Je te déconseille de faire ca, la poussière va restée bloqué dedans.

Manu.

 

[L2o]

Re-bonjour à tous,
j'ai repris ma machine à +- 0, et je repars sur une meilleure base. J'ai suivi vos conseils, et je me suis pas mal renseigné sur le forum...
Donc pour les dimensions de coupe, c'est toujours pareil. Pour améliorer la rigidité et éviter d'avoir des copeaux partout dans les mécanismes, je surélève les rails et les vis d'entrainement par rapport à la zone de coupe. Plus de crémaillère, ça m'a l'air beaucoup trop compliqué le système pour régler la pression du pignon dessus, et l'avance est trop rapide si je n'utilise pas de réducteur. Donc pas de gains financiers au final.
Pour le reste c'est très classique, j'espère que le dessin 3D est compréhensible.

Le chassis en métal est réalisé, ainsi que le portique (tout ce qui est en vert donc).
Voilà si vous avez des amélioration à me proposer

Léo

 

[Gorghyz]

je pense qu'il va te falloir une seconde vis d'entrainement à gauche de ton portique. De quel type de vis il s'agit d'ailleurs ? En l'état je pense que ton système va d'arc bouter.

 

[Gorghyz]

Par ailleurs, sur le modèle 3D, tes arbres volent dans l'air, se sont bien des arbres supportés ?

 

[L2o]

Oui il y a bien une vis de chaque côté. Bizarre qu'elle n'y soit pas...
Ce sont des vis à billes classiques, diamètre 16 ou 20mm, est ce que ça change vraiment qqchose ?

Et les arbres sont bien supportés

 

[Gorghyz]

Je pense que 16 suffiront, je me pose même la question de l'intérêt de la vis à bille dans le cas présent. Peut être qu'une vis trapézoïdale ferait l'affaire avec un ecrou en delrin fendu ? Faudrait voir avec ceux qui l'ont fait, peut être un peu léger pour l'usinage des bois durs. Le rendement mécanique étant aussi moi bon, il faudra peut être prendre des moteurs un peu plus coupleux aussi, mais je pense que tu peux regarder de ce côté là, il y a peut être quelque chose à gagner.

 

[chrisD]

j'ai lu sur un des post de el patenteu que, dans le cas d'une transmission par vis a bille il est mieux de choisir un pas de 10mm/ tours.


Du coup je pense que tu aura du mal a trouver une vis trap avec un grand pas. en standard, une vis trap de 16 a un pas de 4mm. Et puis le rendement d'une vis trap est bien inférieur a une VAB, il te faudra donc des moteurs PAP plus gros et donc plus cher. il n'y a plus vraiment d'économie. tu peux demander un devis a un vendeur sur aliexpress pour un ensemble de vis a billes. je te conseille un pas de 10 en x et y, et un pas de 5 pour le Z. le tout en diamètre 16 mini.

je te conseille d'aller voir la cnc d'el patenteu:
Big cnc
et
La voici
Il y a beaucoup a apprendre sur ces 2 post. alors, bonne lecture

Je pense que 16 suffiront, je me pose même la question de l'intérêt de la vis à bille dans le cas présent. Peut être qu'une vis trapézoïdale ferait l'affaire avec un ecrou en delrin fendu ? Faudrait voir avec ceux qui l'ont fait, peut être un peu léger pour l'usinage des bois durs. Le rendement mécanique étant aussi moi bon, il faudra peut être prendre des moteurs un peu plus coupleux aussi, mais je pense que tu peux regarder de ce côté là, il y a peut être quelque chose à gagner.

 

[el patenteux]

Le pas des vis trap sera trop petit,la transmission serait trop lente pour usinner du bois comme il faut.
10-25mm /tour moteur est l'idéal.

 

[L2o]

Oui je l'ai déjà bien poncé son post à El patenteu, un belle machine...
Mais c'est vrai que je pars sur des techno un peu différentes, lui rail trapézoïdales, moi rails ronds supportés; lui des courroies, moi vis à bille.
Les vis trap j'ai moyen confiance... j'ai lu plein de problème de vibration, d'efforts là dessus.

Donc des VaB 16mm, pas 10mm ça me va, moins chère que le diam 20mm ^^
Pour les rails même question vous préconisez un diamètre min ?

Sur ebay je trouve des kits avec les 3 paires de rails/VaB le tout en diamètre 16, ça me parait suffisant mais bon ?

Et dernier grosse variable : la taille des moteurs. Dans l'idée de prendre des VaB, est ce que des Nema 24 à 3.1Nm sont suffisant ?
là aussi j'ai trouvé des kits assez interessants : http://eu.stepperonline.com/cnc-router-kits-4-axis-cnc-kits-c-7_38.html

 

[chrisD]

Pour les rails, prend du sbr20, c'est pas beacoup plus cher que du sbr16 et je pense qu'il y a une différence notable puisque la circonférence est 25% supérieure et que la douille a bille est 14% plus longue. apres j'aimerais qu'une personne experimenté confirme mes propos.

 

[sebastian]

Bonsoir,
tu es très proche des courses et dimensions de ma cnc ; sans hésiter, effectivement pour quelques € de +, des sbr 20, au moins pour le X, seraient mieux proportionnés.
Les surfaces en contact étant plus conséquentes qu'en 16 à ce niveau, les efforts seront mieux répartis.
à mon avis, tu devrais aussi renforcer ton équerrage de portique par des plaques-équerres sur les flancs.
Prévoir aussi des protections latérales pour les rails et vab.
Les poutres dessinées en marron sont en bois ? ou en tubes de forte section ?

 

[Dardar88]

Donc des VaB 16mm, pas 10mm ça me va, moins chère que le diam 20mm ^^

Ma CN a une surface utile de 1200 en X et 900 en Y , je n'ai qu'une seule vis a bille de 20 pour l'Y,
dans ta config, 2 VAB de 16mm , avec un moteur de part et d'autre en mode Slave ,pour moi c'est OK.
par contre pour l'X ,de la VAB de 16mm fonctionnera mais tu risques d'avoir des mises en oscillation
dans de longs déplacements en Rapide ,si ton budget te le permets , essaye de passer en 20 pour
cet axe ,si tu parles bien de 800mm utiles...C'est juste un avis...
Pour moi ,j'ai deja avec une VAB de 20 une tres legere oscillation (noeuds harmoniques a l'ecrou
en fonction de la frequence de rotation et de la longueur du déplacement).

t.

 

[L2o]

Alors juste pour que tout soit clair :

Les longueurs sont les longueurs prévisionnelles des rails supportés.
Oui les parties marron sont en bois, sans doute du médium
Si j'ai bien compris ce que vous me dites :
- en X : 2 VaB d. 16mm, pas de 10mm, 2 rails d. 16mm
- en Y : 1 VaB d. 20mm, pas de 10mm, 2 rails d. 20mm
- en Z : 1 VaB d. 16mm, pas de 5mm, 2 rails d. 16mm

moi ça me parrait cohérent, pendant la coupe c'est l'axe Y qui va prendre le plus d'efforts.
J'avance ce soir dans la modélisation des axes et des platines de fixation.
Merci pour vos avis

léo

 

[stanloc]

Moi là où je ne partage pas les points de vue c'est sur le choix "des parties marrons qui sont en bois/médium" et sur les rails en diamètre 16 mm. Je mettrais les parties marrons en métal et les rails en diamètre 20 mm.
Les conseilleurs ne sont pas les payeurs.
Stan

 

[Dardar88]

moi ça me parrait cohérent

Oui ,c'est ça ,mais normalement ,ce que tu nommes les Y doivent être l'axe des X.
Bien que ça n'ait pas trop d'importance car on peut dire que tu te mettrais en face
d'un coté de ta machine avec l'ordi ,par rapport a la vue du dessin ,et par habitude ,
tu seras certainement en face de ton axe Y (ton dessin) quand tu usineras et
dans ce cas ,je te conseille de l'appeler X.
Tu risques ensuite d'avoir un petit soucis entre ton logiciel de DAO ,CFAO ,et
ton placement sur ta table....

c'est juste mon avis , il arrive (polémique en vue) que les fraiseurs voient les choses
d'une manière différente la broche n'etant pas forcement supporté par l'axe le plus grand.
En général ,les fabriquants ajoutent les stickers qui vont bien.

Bien que l'ordi soit placé sur le coté pour envoyer les commandes ,je visualise toujours
le travail en cours ,ou les ajustement a faire de l'objet a travailler en face de l'axe qui
supporte la broche ,de façon a ne pas être géné visuellement ou manuellement
par les translations laterales ,sauf si une operation delicate est en cours et qu'il faut
se proteger (en dessous du niveau de la table sur le coté)

t.

 

[stanloc]

Tu risques ensuite d'avoir un petit soucis entre ton logiciel de DAO ,CFAO ,et
ton placement sur ta table....

Il faut donc savoir qu'elle est la convention adoptée par ces logiciels afin que les ordres de déplacement soient correctement effectues. Pour moi les considérations au niveau de la machine c'est des "goûts et des couleurs".

 

[chrisD]

Si tu ne dois avoir qu'un axe en sbr20, choisi l'axe en x car il supporte tes axes y et z.
tes rails en x seraient bien mieux sur des ipn. c'est pas tres cher et infiniment plus rigide.

 

[MCrevot]

Bonjour Dardar,

j'ai nommé les axes de ma cnc comme toi, en suivant le "principe" (???) qui dit que les X sont sur l'axe le plus long ...
Et c'est vrai que de temps en temps ça me joue des tours : en effet, je dessine (SW) et je prépare le fraisage (Cambam) avec l'axe des X horizontal, en bas de l'écran, face à moi ; et il m'arrive parfois, en plaçant mon brut sur la table, d'oublier que les X ne sont pas façe à moi, ce qui fait que si je m'apprête à travailler une pièce dans une tôle qui a déjà servi, dans un emplacement un peu à l'étroit, et bien je sors de l'épure ! avec éventuellement une fraise au tapis ...

bon, c'est un peu du détail, mais il faut quand même que je change ça un jour !

Sinon, pour les rails, n'hésites pas, part sur du 20.

Michel

 

[L2o]

Si tu as des plans pour des ipn pas chères je veux bien les voir ! ça se trouve en décharge ou autre ?

Pour l'histoire des axes X Y, j'ai vu un peu de tout... tant qu'on est en phase avec sa machine, ça va aller..

Pour les rails je regarde ce soir ce que ça me coûterait potentiellement.

 

[Dardar88]

Pour l'histoire des axes X Y, j'ai vu un peu de tout... tant qu'on est en phase avec sa machine, ça va aller..

Oui ,completement ,et aussi avec toute sa suite logicielles quitte a faire une petite adaptation au bon moment (MCrevot).

c'est aussi un problème de culture autodidacte .

Je remarque que ça n'a pas levé les foudres de qui que ce soit ,tant mieux ,ah quand même
merci stanloc de ne pas m'avoir taqué ,tu dois etre un peu fatigué aujourd'hui ?

C'etait surtout pour préciser ,ce qui correspond , qu'on était bien d'accord sur l'emplacement de
la VAB de 20 =>l'axe de support de broche.

Sur une autre machine dont l'axe est de 2000 mm ,la VAB a un diametre de 40 ,j'ai eu un peu peur
au début des capacités d'un moteur PP a entrainer l'ensemble ,env> 35 kg , c'est doux , fluide
et rapide comme une brise de printemps (sur douille a bille supportées) ,ce qui veut dire qu'il ne faut
pas hesiter a utiliser des diametres de VAB très "bien" dimensionnées

t.

 

[Momoclic]

Si tu as des plans pour des ipn pas chères je veux bien les voir ! ça se trouve en décharge ou autre ?

Chez un récupérateur de métaux on peut trouver pas mal de choses (cf. Mon projet qui n'est qu'à base d'acier de récup.) Il y en a certainement un pas loin de chez toi...

 

[sebastian]

C'est bien ça que je précisais également (chacun ses nominations d'axes suivant sa position face à la machine, ça se paramètre dans les logiciels) X=longitudinal, Y=transversal, Z= vertical
donc les rails de 20 sur l'axe qui porte / supporte le portique en 20mm, donc l'axe X
Du médium ? (plusieurs couches collées/vissées)… mouai… bof bof… mais traité alors pour que ça ne bouge pas trop lors des variations d'hygrométrie et de température du local…
N'oublie pas les renforts latéraux en équerres du portique !
C'est étonnant comme configuration de dimensions… mais tu dois avoir calé ça en fonction du principal de tes découpes

 

[L2o]

Chez un récupérateur de métaux on peut trouver pas mal de choses (cf. Mon projet qui n'est qu'à base d'acier de récup.) Il y en a certainement un pas loin de chez toi...

Du coup j'ai regardé dans la benne à métaux de mon boulot, il y a des beaux IPN qui traînent... ça sera grâce à toi, merci !

Voilà où j'en suis de la modélisation, j'ai rajouté pas mal de pièces, et mis les VaB et rails à la bonne longueur. J'ai trouvé un fournisseur sur Aliexpress qui peut me faire un kit avec les VaB/rails à la longueur que je veux, et au diamètre que je veux. Dès que j'ai tout fignolé je commande.
Là où j'hésite, sur le chariot qui porte l'axe Z, j'ai 2 choix et je sais pas le quel est le meilleur...
- Fixer sur le chariot les 8 glissières (celles qui sont accrochées à l'axe Y d'un côté, et celles de l'axe Z de l'autre), comme j'ai fait ici.
- Fixer sur le chariot 4 glissières pour l'axe Y, et de l'autre côté les 2 rails verticaux pour l'axe Z

J'ai l'impression que les efforts sont pas répartis pareils dans les 2 cas, vous en pensez quoi ?

Léo

 

[sebastian]

- Fixer sur le chariot les 8 glissières (celles qui sont accrochées à l'axe Y d'un côté, et celles de l'axe Z de l'autre), comme j'ai fait ici.
- Fixer sur le chariot 4 glissières pour l'axe Y, et de l'autre côté les 2 rails verticaux pour l'axe Z

les puristes te répondront certainement mieux que moi… mais, dans le cas de rails tête-bêche de part et d'autre de la plaque du Z, les vis de fixation des rails vont se retrouver en face = traversant… pas idéal je pense en terme de serrage et maintient.
à mon avis, chaque rail fixé sur leurs plaques respectives participerons à la rigidité de chacune
Quand je te parlais d'équerres sur les côtés du portique, je pensais + à un renfort triangulaire qu'à une plaque en forme d'équerre
Pour la pièce en équerre de liaison vab//bas du portique, prévois du costaud pour minimiser les torsions et flambage en milieu de course car ton portique est large…

 

[el patenteux]

Il faut donc savoir qu'elle est la convention adoptée par ces logiciels afin que les ordres de déplacement soient correctement effectues. Pour moi les considérations au niveau de la machine c'est des "goûts et des couleurs".

Avec Aspire(et j'immaginne que c'est comme ca avec les autres) de haut en bas de l'écran c'est l'axe Y alors que gauche droite c'est l'axe des X.
En amérique et aussi sur les machines chinoises l'axe DU portique est toujours Y et celui SUR le portique toujours X

 

[L2o]

Quand je te parlais d'équerres sur les côtés du portique, je pensais + à un renfort triangulaire qu'à une plaque en forme d'équerre
Pour la pièce en équerre de liaison vab//bas du portique, prévois du costaud pour minimiser les torsions et flambage en milieu de course car ton portique est large…

La forme est différente mais le rôle est le même
Pour toutes les platines et les cornières etc.. c'est tout de l'acier découpé laser, donc je vais prendre des bonnes épaisseurs, 8mm je pense. là où j'ai des risques de torsion c'est quand le chariot est au milieu du portique et que l'effort est dans le sens des X, je pourrai renforcer le portique facilement.

Avec Aspire(et j'immaginne que c'est comme ca avec les autres) de haut en bas de l'écran c'est l'axe Y alors que gauche droite c'est l'axe des X.
En amérique et aussi sur les machines chinoises l'axe DU portique est toujours Y et celui SUR le portique toujours X

Si ça me facilite la vie avec les logiciels je changerai

Léo