CNC mecano-soudé 3020

[nicolasronan]

Bonjour,
Bon ben c'est mon tour de présenter mon projet.

Je vais construire un petite CNC mécano-soudé, mais je la veux simple et solide bien sur.
L'utilisation sera usinage ABS, réalisation circuit imprimé, découpe vinyle, et usinage alu.
Pour la précision le 1/10 sera très bien. Une précision supérieur n'est pas utile et encore faut-il avoir des outils de mesure digne de ce nom pour mesurer du 1/100...

Surface de travail 300x220x100mm hors tout.
La tôlerie sera faite en découpe laser en tôle de 6mm + tube 80x40.

Je choisi délibérément d'utiliser des axes non supportés (simplicité). Ils sont de D20mm en X,Y et 16mm en Z. Vis à bille 1605.

Pour la motorisation des Nema23 3Nm 4.2A 0.9 ohm et 3.8 mH, driver DM556Y 5.6A, et alimentation 48V 10.5A.
https://www.omc-stepperonline.com/f...s-and-alimentation-a-decoupage-948818649.html
Pour la broche une 1.5kw ER16 eau ou air à voir.

Vous allez peut être me dire que les moteurs sont surdimensionné par rapport au châssis, oui j'en conviens mais c'est voulu. Qui peu le plus peu le moins et cela dans l'idée de pouvoir réutilisé ceux-ci dans une autre conception plus imposante peut être un jour.


Poue l

 

[Algone]

Pour ce que tu veux en faire ça m'a l'air pas mal

 

[sebastian]

Bonsoir,
ton cahier des charges est plutôt clair
La découpe laser assurera une excellent précision (si tant est que la DAO soit bien faite) mais vu ton dessin on peut penser que tu assures de ce côté…
Toujours pareil : attention aux déformations possibles des tôles à la soudure (quel type de soudure comptes tu utiliser ? ; c'est là qu'il faut un travail de qualité pour conserver et assurer la bonne géométrie ; quid d'un recuit final ? mais ce n'est pas mon métier…
Bien sur, les rails non supportés ne sont pas l'idéal (tu as du lire les nombreux sujets là-dessus)
mais vu les dimensions, les courses de la machine et sa destination de travail ça ne devrait pas être un problème.
N'oublie pas les supports moteurs … et prévoir des pieds ?
Bon courage pour la suite.
Edit : dans le kit que tu montre, il y a la BoB ? quelle carte de commande comptes tu utiliser ? ou alors c'est un kit complet ? il est tard… j'ai pas lu toute la fiche…

 

[speedjf37]

Bonjour,

le 1/10 pour du PCB c'est trop , cela demande une grande précision mais cela dépend aussi de la classe du circuit.

Cordialement JF

 

[nicolasronan]

Bonjour,
Merci pour vos retours.
Dessinateur de formation, la soudure au semi-auto ne sera pas un problème.

Edit : dans le kit que tu montre, il y a la BoB ? quelle carte de commande comptes tu utiliser ? ou alors c'est un kit complet ? il est tard… j'ai pas lu toute la fiche…

Qu'appel tu la BoB? broche je suppose ?

pour la carte de commande je pensait soit :
la SimpleCncMillBoard http://mon-fablab.fr/simplecncmillboard/prise_en_main
ou https://fr.aliexpress.com/item/33026471688.html?spm=a2g0o.cart.0.0.59853c00h6MeBT&mp=1

en fait je sais pas trop ce qui est idéal comme carte et logiciel. Tous les logiciel et carte sont t'il compatible entre eux ?
(usinage ABS, réalisation circuit imprimé, découpe vinyle, et usinage alu ). peut avoir 2 type de carte (c pas ce que cela coûte)?

Pour la broche j'ai fait une demande de confirmation de prix chez le chinois http://www.jkong-motor.com/sale-108...nc-motor-110v-220v-inverter-kit-80-1-5kw.html pris annoncé entre US$ 110~US$125 vfd inclu .
J'attend la réponse mais j'ai un doute a savoir si le site est officiel car il y a http://www.jkong-motor.com et http://www.jkongmotor.com, y a t'il un fake !!!

le 1/10 pour du PCB c'est trop , cela demande une grande précision mais cela dépend aussi de la classe du circuit.

JF tu veux dire que c'est trop précis ou pas assez ? c'est que pour faire du pcb proto pour faire mes tests de fonctionnement après je les fait faire.

 

[speedjf37]

JF tu veux dire que c'est trop précis ou pas assez ? c'est que pour faire du pcb proto pour faire mes tests de fonctionnement après je les fait faire.

Ce n'est pas assez précis le 1/10 .
En réel cela veut dire +- 1/10 soit 20/100
L'épaisseur du cuivre c'est 18µm, 35 µm, 70 µm ou 105 µm.

JF

 

[Alex31]

Qu'appel tu la BoB?

BoB=>Break-Out-Board, L'ordinateur communique à travers une carte de distribution ( ou )

un peu de lecture

[Discussion] La CNC en question

Bonjour à tous, Suite à plusieurs questions de néophytes sur la CNC, il est vrai que le sujet peut sembler opaque pour le débutant. Je vais essayer de répondre

www.metabricoleur.com

 

[arba]

Etonnant que les copains plus haut approuvent ce genre de conception. Peut-être avez-vous loupé la partie où l'auteur nous dit "usinage alu" ?

@nicolasronan
Se donner tout ce mal pour faire une structure soudée pour mettre des rails non supportés ça n'a pas de sens. Tu pourrais remplacer toute ta structure en acier par du MDF que la rigidité finale en bout de broche serait à peu près pareille à cause de ces rails.
Disons que ta structure acier est rigide à 10N/µm, et l'ensemble de tes axes à 1N/µm. Rigidité finale 1/(1/10 + 1/1) = 0.9N/µm. La structure acier n'a servi à rien...

Bien sûr ça fonctionnera pour usiner un peu de plastique ou bois, mais sur de l'alu ça sera juste du massacre.

 

[nicolasronan]

La structure restera comme ça et sera bien assez rigide (pour moi) . Flamber des axes de 20mm sur 500mm de long euh oui c'est sur y aura un peu de flèche mais pour ce que je veux faire ça sera suffisant. Je ne cherche pas à faire un centre d'usinage au 1/100 mais juste à usiné un peu d'alu sans grande prétention. Si j'ai besoin de pièce usiné en alu ou des tolérances ou états de surface sont importante alors j'ai mon usineur local.
MAIS je vais quand même regarder la faisabilité et le coût pour passé en rail supporté

 

[SolarManufacturing]

Ta machine m'as l'air correcte, par contre des rails non-supporté c'est vraiment pas l'idéal. Je te conseille plutot de passer sur des rails linéaires. Pas besoin de HIWIN mais tu trouve du très correct pour pas cher sur aliexpress par exemple.

 

[nicolasronan]

Quelqu'un a t'il déjà mesuré (ou calculé) les efforts sur les rails en condition de coupe dans l'alu ? Sur quel base de charge peut on ce baser ? Cette question faire un p'tit calcul de flèche et voir si c'est vraiment utile.

 

[enguerland91]

Bonjour,
Moi je resterais en guides cylindriques non supportés MAIS pour X et Y, par prudence je mettrais du diamètre 25. D'autres bien avant vous l'on fait avec succès. J'ai noté que vous avez judicieusement pris des paliers et douilles à billes fendus pour pouvoir régler la contrainte billes/barre cylindrique.
Moi mon souci c'est pour réussir un tel châssis avec une géométrie de qualité après soudure et sans vraiment de réglages finaux. DUR,.... DUR et de la tôle de 6 mm !!!

 

[enguerland91]

Quelqu'un a t'il déjà mesuré (ou calculé) les efforts sur les rails en condition de coupe dans l'alu ? Sur quel base de charge peut on ce baser ? Cette question faire un p'tit calcul de flèche et voir si c'est vraiment utile.

L'erreur commune c'est de raisonner en tenue à la flexion alors (avec l'usinage du métal surtout) qu'il faut raisonner en tenue à la vibration ; d'où l'intérêt essentiel de pré-contraindre comme évoqué plus haut
Toujours avoir en tête une notion FONDAMENTALE DE LA MÉCANIQUE : ACTION <> RÉACTION

 

[arba]

Avec une fraise de 6mm dans l'alu on arrive facilement à 10kgf d'effort de coupe. Donc j'ai pris 100N pour faire vite fait une petite simulation en statique avec des rails de 20 x 500mm. C'est une simulation qui analyse uniquement la déformation des rails. Tout le reste est infiniment rigide et tout est collé ensemble.
- On obtient 0.06mm de déformation en bout du chariot pour 100N donc 1.6N/µm...
- Avec des rails de 25mm ça descend à 0.025mm, déjà une belle amélioration. 4N/µm

Pour usiner un peu d'alu je dirais que 5N/µm de rigidité statique en bout de broche est un bon objectif. Ca veut dire 3 axes à minimum 15N/µm.
On en est encore très loin quand seulement les rails de 25mm d'un seul axe se déforment autant dans une simulation hyper idéale.

 

[enguerland91]

@arba ; avez-vous tenu compte dans vos calculs de l'espacement des deux patins à circulation de billes placés sur cet arbre et donc de la tenue en flexion de la plaque qui les réunit ? cette plaque renforce la barre cylindrique; de même avez-vous considéré les extrémités de la barre comme encastrées ou libres ou partiellement encastrées ?
Dernier "détail" que fait la fraise de 6 mm de diamètre avec un effort de coupe de 100 N ? Je pense qu'il faudra faire une passe de finition si on veut réussir sa pièce selon le plan

 

[arba]

Comme je l'ai dit dans la simulation tous les éléments sont infiniment rigides excepté les 2 rails. Et le tout est "sculpté" d'une pièce.
Il faut imaginer les bouts des rails fusionnés avec les colonnes. La plaque ne fléchit pas (infiniment rigide), sa déformation est uniquement due à la déformation des rails.

Bien sûr les 100N de la fraise c'est pour de l'ébauche, on calcule la rigidité d'une machine dans les conditions les plus défavorables pas dans les meilleures.
Pour une fraise de 6mm 2 dents, avec un engagement de 8mm en axial et 1.5mm en radial on arrive à ~ 100N.

 

[el patenteux]

Pas d'accord,les courses sont tellement courtes que ca devrait le faire meme dans l'alu.

 

[enguerland91]

Cette page http://jean.lamaison.free.fr/flexion.html me donne une flèche de 0,01 mm au centre d'une barre en acier cylindrique de 20 mm de diamètre posée sur ses extrémités (cas le plus défavorable) longueur 500 mm lorsqu'on applique en son milieu une force de 100 daN !!!!!!!!!
Je ne pense pas que notre ami envisage de telles passes : 1,5 mm en radial et 8 mm en axial

 

[arba]

Cette page http://jean.lamaison.free.fr/flexion.html me donne une flèche de 0,01 mm au centre d'une barre en acier cylindrique de 20 mm de diamètre posée sur ses extrémités (cas le plus défavorable) longueur 500 mm lorsqu'on applique en son milieu une force de 100 daN !!!!!!!!!

Et tu as pas l'impression que quelque chose cloche?
Même en charge répartie on est déjà dans les dixièmes là.

 

[gaston48]

Bonjour,

au centre d'une barre en acier cylindrique de 20 mm

Si tu définis un nouveau profil, il faut cliquer localement sur" Calculer Ix " pour mettre à jour l'inertie et ensuite seulement
lancer le calcul global.

 

[enguerland91]

Bonjour,

Si tu définis un nouveau profil, il faut cliquer localement sur" Calculer Ix " pour mettre à jour l'inertie et ensuite seulement
lancer le calcul global.

OK MERCI ; je n'ai rien dit sur ce coup là

 

[el patenteux]

Et tu as pas l'impression que quelque chose cloche?
Même en charge répartie on est déjà dans les dixièmes là.

Sur quoi tu te base pour dire ca?

 

[sebastian]

Etonnant que les copains plus haut approuvent ce genre de conception. Peut-être avez-vous loupé la partie où l'auteur nous dit "usinage alu" ?

Mais non j'ai pas loupé la mention "travail d'alu"
mais quand il parle de pcb, abs, découpe vinyl… j'imagine pas qu'il va attaquer de l'alu pleine fraise de 10 avec passes de 5mm
mais juste taquiner un peu d'alu avec une gentille fraise de 2 et des passes de 0,5… histoire de pouvoir le faire
avec une lubrification au pinceau

 

[el patenteux]

Avec 10nm (environ 20 kilos) j'arrive déja a 0.17mm.........aie.
Mais si ont relativise une peu,premierement ce clacul ne tient pas compte du chariot muni de ses 4 blocs qui répartissent beaucoup mieux
la charge sans compter que monter les 4 ensemble sur une plaque aident meme a la rigidification des 2 barres.
A mon avis la machine au complet fera environ 25-30 kilos,combien pour Y et Z?
Et franchement avec une telle machine c'est pas la peine d'immaginner des passe de 8mm,les plus grosses fraises feront 6mm
et ont sera probablement plus dans des passe de 0.5mm................combien de daN ca inflige au rails?
Ont parle de merdouiller un peu d'alu a l'OCCASION,tranquil,a coup de demi millimetre...... pour moi c'est ok

edit:mets du 25mm partout tu seras tranquil pour ce que tu veux faire.

 

[el patenteux]

La chose qui me chicotte le plus dans ce cas ci précisement c'est pas tant la flexion des barres mais plutot le
comment ont ajuste/gere le jeu de ces douilles fermées?

 

[enguerland91]

La chose qui me chicotte le plus dans ce cas ci précisement c'est pas tant la flexion des barres mais plutot le
comment ont ajuste/gere le jeu de ces douilles fermées?

Notre ami a judicieusement représenté sur son projet des douilles fendues. C'est une bonne précaution Il y a une vis sur le boitier de la douille qui permet de régler la contrainte. Si on prend des douilles fermées on peut comme avec les guidages Hiwin commander des guidages à douilles à billes plus ou moins contraints.

 

[vres]

Bonjour, il faut aussi voir la rigidité des tôles,

Dans l'alu ça risque de trembler et quand ça tremble la fraise casse.

 

[nicolasronan]

Merci à tous pour vos remarques et idées.
Oui c'est vraiment pour "taquiner" de l'alu , pour me dépanner...
Ce que je vais faire c'est prendre des axes de 25 mm déjà pour commencer et ajouter des goussets et renforts.
Si je peux me permettre vos calculs ne sont t'ils pas fait sur 1 seul axe, il y en a 2 . (pour info entraxe 110mm entre les barreaux et entraxe entre les paliers 127mm (42mm de guidage pour chaque palier en D20).

sinon que pensez vous de ce spindle
https://www.ebay.fr/itm/1-5KW-ER16-...dle-Motor-VFD-Inverter-Drive-CNC/232594980265

 

[nicolasronan]

Petite mise à niveau suivant vos conseils.
X,Y en palier D25 réglable, Z palier D20 réglable.
Châssis renforcé : goussets et renforts et points de fixation à une table de travail.

Je me permet de vous redemandez votre avis sur ce moteur de broche (snif pas eu de réponses)
https://www.ebay.fr/itm/1-5KW-ER16-...dle-Motor-VFD-Inverter-Drive-CNC/232594980265

 

[sebastian]

Bonjour,
tu est passé en D25 pour les "grands axes", ça devrait le faire.
Que dire sur cette broche… y'en a tellement d'autres… le rapport qualité (on en sait rien…à part les spefs plutôt intéressantes) prix (plutôt correct)… quid des frais annexes…
et différentes pinces et fraises…
Ton but est de faire quelques pièces de temps en temps pour du hobby ? ou une "production plus intense" ?
Une watercooled c'est pompe + réseau liquide… une "plus classique" à refroidissement à air est moins contraignante en périphériques… l'intérêt de ces types de broche est aussi assez "silencieuse".
Mais ce n'est que mon avis…
Je taquine facilement du dural avec ma kress (mode hobby) et un bon casque anti bruit tout en gardant un peu d'oreille pour suivre ce qui se passe