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CNC type This Old Tony - Gratte-tout

G
Gratte-tout
Ouvrier
21 Septembre 2007
257
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour à tous et à toutes,

Voici quelques années que je ne suis pas venu poster ici. Le modélisme étant un peu mis entre parenthèses, mon autre passion (le bois) prends le dessus, mon atelier étant enfin fait, utilisable et dédié, l'usinage reste une autre passion (dévorante!).

Toujours possesseur d'une SX3 (douloureuse expérience de Metaprofil pour ceux qui ont connu..) et d'un tour de petite dimension, je continue à utiliser ces outils pour fabriquer des machines, des outils pour mon banc de scie, d'autres outils etc..

Derniers en date, un gabarit de coupe des tenons pour mon banc de scie, un banc d'affutage de mes fers de raboteuse, des Kant Twist clamps tout inox qui m'ont pris des mois.. et, en cours de réalisation, une mortaiseuse.

Pour ceux qui ne me connaissent pas, Fabrice, marié, se rapprochant des 40 ans, papa d'une tornade de 8 ans nommée Pauline, touche à tout hyper actif (quoique de récents - mais douloureux - problèmes de hernie discale compromettent quelque peu cette hyper activité), ai pratiquement terminé la rénovation d'une maison de village de 300m² (où les 500-600 plaques de placo ne sont probablement pas étrangères aux problèmes de hernie sus-citées :p ), ma carrière professionnelle de pilote de projet dans l'industrie ayant évolué vers une prise de responsabilité de deux ateliers de 50 personnes, me revoilà avec un projet de CN qui ne m'a jamais lâché depuis maintenant quelques années.

J'ai récemment dévoré la quasi intégralité des vidéos de This Old Tony, magiques, et ai flashé sur son modèle de CN pour lequel il a eut l'excellente idée de mettre les 3D à dispo.

Me voilà donc a remettre à jour ce vieux projet, et je me décide à construire cette CN.

Le projet est dans sa phase de réflexion, où j'analyse à la fois la 3D que j'ai a dispo (et vais très probablement m'en inspirer pour adapter mes besoins), les besoins en matériels (si je prends l'exemple des broches, il y a de tout à tous prix..) et les usages à venir :-D

Pour les usages, justement, je pense utiliser cette CN principalement pour de l'aluminium, mais des projets acier ne sont pas exclus. Des vidéos de cette même machine montrent une capacité à usiner de l'acier basique sans trop de problèmes.

Voici une capture d'écran de la CN en l'état.

1573049069266.png


Si vous avez des conseils sur la partie électrique (dimensionnement des moteurs PAP, de la broche, des contrôleurs etc) je suis client, même si j'ai épluché nombre de posts, c'est toujours bon à prendre. Je serais bien infoutu de dimensionner le couple dont j'aurais besoin. Je peux prendre le parti de mettre du gros couple, mais je crois avoir lu que c'était au détriment d'autres caractéristiques.
Je vise une broche en ER32, car c'est "mon" standard, mais ça ne court pas les rues en 220V et à des prix décents. A défaut, on diminuera en taille. Une broche liquide ma parait judicieuse, pour le bruit, mais cela limite aussi le choix. D'ailleurs, les broches refroidie à l'air : c'est un refroidissement intégré ou cela nécessite t'il une source d'air (compresseur)?

Il y aura lubrification, soit pompe + lub classique, soit brouillard d'huile.

Je ne vais pas trop faire à l'économie, s'il faut attendre pour renflouer, je patienterai. Je vais déjà récupérer quelques éléments assez chers (rails de guidage SKF entres autres) qui me libèreront du budget pour les reste.

La bâti sera en mécano-soudé, et j'ai accès à une fraiseuse de table importante pour rectifier les éléments qui supporteront les éléments de guidage.

A vous lire,
 
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G
Gratte-tout
Ouvrier
21 Septembre 2007
257
  • Auteur de la discussion
  • #2
Bonjour,

Personne sait me renseigner sur les broches refroidies à l'air?

Le concepteur de la machine précise qu'il a utilisé des NEMA 34
J'ai trouvé un kit de ce type : https://www.ebay.fr/itm/12NM-3Axis-Nema34-Motor-Closed-Loop-Stepper-Drive-Kit-Transformer-CNC-Controller/123087702987?_trkparms=aid=111001&algo=REC.SEED&ao=1&asc=20160908105057&meid=7fee8fc245e741e9956caa5bc8423151&pid=100675&rk=1&rkt=15&mehot=pp&sd=123087702987&itm=123087702987&pmt=1&noa=1&pg=2380057&_trksid=p2380057.c100675.m4236&_trkparms=pageci:ab9626de-01f9-11ea-a014-74dbd180ea1a|parentrq:49ec22b516e0a4b7b67c26e3ffffca70|iid:1

Pour le coup, ce n'est pas donné! Et il manque la carte contrôleur.

J'imagine que le poids des structures et les accélérations visées dimensionnent le couple des moteurs PAP, mais j'avoue ne pas avoir trouvé d'information sur leur dimensionnement, pas plus que l'importance de certaines valeurs (inductance, boucle fermée ou non etc..)

Y a t'"il une page type "les moteurs PAP pour les nuls" que vous connaitriez?

Merci de vos lumières.
 
A
arba
Apprenti
24 Mai 2017
154
Pour ce prix tu peux avoir 3 servomoteurs Delta 400W avec drivers alimentés directement en 230V.
Et pas besoin de faire de calcul, ça sera bien plus qu'assez :)

Pour le refroidissement des broches on trouve de tout, refroidies par liquide, air comprimé, ventilateur mécanique, ou ventilateur électrique.
Impossible à dire comme ça...
 
A
arba
Apprenti
24 Mai 2017
154
Impossible à dire de nouveau, ça dépend de ce que tu veux... quel pas de vis à bille, quelles vitesses / accélérations tu veux...
Je disais simplement qu'à ce prix autant partir sur des servos, qui sont en général beaucoup plus performants que des PàP.

Mais bon à ce stade c'est un peu mettre la charrue avant les boeufs...
Je pense que tu devrais d'abord faire plus de recherches et mettre au point la partie mécanique.

La CNC de ToT c'est une belle réalisation, mais c'est un peu du spaghetti comme structure.
 
G
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
183
La CNC de ToT c'est une belle réalisation, mais c'est un peu du spaghetti comme structure.
Entièrement d'accord, les tubes sont un peu longs par rapport à leur section. Y'a de quoi améliorer tout ça sans complexifier la fabrication.

Servo/pas servo ... grande question qui dépend du budget surtout.

Les PAP en boucle fermée (comme ton lien) je vois pas l’intérêt... c'est très cher par rapport aux boucles ouvertes et à par éviter une perte de pas (qui arrive jamais ou presque si le moteurs est bien dimensionné) ça n'apporte pas grand chose. En gros c'est un PAP avec un codeur.

Les servo c'est autre chose, ce sont des moteur à courant alternatif en général avec un codeur. Tu peux avoir des vitesses de déplacement beaucoup plus élevées en gardant une excellente précision, c'est le top. Par contre le tarif aussi est au top.

En gros pour moi y'a plusieurs cas de figure :
Budget faible (<400e) : PAP classiques (ça marche déjà bien)
Budget moyen (<800e): PAP classiques plus costauds
Budget élevé : Petits servomoteurs ou PAP classiques balèzes
Budget no limit : servo
 
S
shodan47
Ouvrier
24 Juin 2019
317
47700 Casteljaloux
En gros pour moi y'a plusieurs cas de figure :
Budget faible (<400e) : PAP classiques (ça marche déjà bien)
Budget moyen (<800e): PAP classiques plus costauds
Budget élevé : Petits servomoteurs ou PAP classiques balèzes
Budget no limit : servo
Eh oui , le budget! toujours le budget, ah de bon gros servo :prayer:
Sinon avec un budget très raisonnable des Nema34 ca marche bien s'il sont assez bien dimensionnés
 
G
Gratte-tout
Ouvrier
21 Septembre 2007
257
  • Auteur de la discussion
  • #8
J'ai compris : je vais peser les +/- et aviserai avec le budget.

Concernant la structure, j'ai eu ce sentiment aussi : j'ai de toutes façon prévu de la re-numériser intégralement pour y adapter mes solutions, ce sera l'occasion d'y ajouter mon grain de sel.

La solution de la poutre fermé sur l'axe Y est bien : c'est rigide. Son implantation sur les poutres verticales de 60x60 est discutable : j'y ajouterais volontiers un gros gousset.
1573228028036.png


Aussi, au plan médian de cette poutre, je pense qu'il y a moyen de rigidifier la poutre pour ne pas qu'elle plie sous les contraintes d'usinage. Je pense y ajouter un renfort à 45°, démontable, pour pouvoir accéder à l'intérieur de la poutre.

1573228187459.png



J'ai lu ces mêmes infos que ce que vous décrivez sur les moteurs PàP / les servomoteurs. Je n'ai pas établi de budget : j'ai un nombre déraisonnable de matériel, outils dont je ne me sers pas et qui pourraient le gonfler, je dois juste m'en occuper.. Je suis en train de construire un récapitulatif.

L'axe Z a aussi un porte-à-faux qui me parait excessif, lié, entre autres, à des pièces dont je ne comprends pas l'utilité :
1573228524005.png


Les reste, c'est une histoire de sections et d'épaisseur de tubes en effet. Les effets boites créés par des assemblages de tubes et de tôles fonctionnent très bien pour améliorer la rigidité (tant qu'ils sont fermement liés) : il y a surement moyen d'améliorer certains points.

Concernant les vis, j'envisage du Ø20 au pas de 5 pour l'axe Y, Ø20 pas de 5 pour le Z et Ø16 pas de 5 pour le X.

Merci de vos avis
 
V
vibi27
Apprenti
23 Juin 2017
91
Bonjour,
La 1ère idée de modification me semble judicieuse.
La 2ie idée (renfort milieu de poutre du X) est aussi une bonne idée mais attention car c'est une table mobile
et elle pourrait éventuellement en butée percuter ton renfort. Je poserai aussi (en plus) un renfort horizontal (tube carré) sur le haut des deux piliers verticaux arrière et je me reprendrais dessus en son milieu avec une pièce triangulaire comme pour ta 1ere modification.
La 3ie idée (réduire l'épaisseur du Z) est aussi bonne, d'ailleurs je ne vois pas pourquoi il a mis ces deux pièces à part pour rigidifier les plaques de part et d'autre. Apparemment d'après les vidéos il a effectué un calcul de forces exercées sur la structure dans un logiciel (solidworks ?) donc c'est probablement justifié.
Toujours est-il que je suis également intéressé par le modèle de ThisOldTony sur les grandes lignes (structure acier, portique fixe, courses Z et X), néanmoins j'ajouterai des renforts pour créer un max de triangles dans la structure, et je pensais acheter la partie mécanique de Z et de X
déjà pré-montés (plaques alu + VAB + BK/BF) pour gagner du temps et de la précision eut égard à ma perceuse colonne facétieuse.
J'utilise Blender aussi j'ai tenté de convertir le STEP en STL par divers moyens (online, FreeCad), mais j'obtiens soit un fichier de taille ridiculement petite qui ne contient rien, soit un fichier de 680Mo trop lourd à charger et manipuler, contenant 1 seul gros objet.
Aurais tu moyen de générer un STL de ton côté ?
 
G
Gratte-tout
Ouvrier
21 Septembre 2007
257
Oui, ou un step si tu veux. J’ai eu des erreurs de remontées du fichier, pourtant dessiné sur SW, mais je les ai traitées.
 
V
vibi27
Apprenti
23 Juin 2017
91
Bah blender ne lit pas le STEP.
J'ai réussi à convertir le STEP en STL avec FreeCad, puis à réduire 2500000 polygones en 5000 polygones avec MeshLab.
Mais je n'ai qu'un seul objet donc il n'est pas éditable en l'état.
 
J
joumpy
Compagnon
8 Octobre 2009
1 519
38: Grenoble
Quels moteurs?
Les pas-à-pas ont leur couple maxi à faible vitesse et le couple chute lorsque la vitesse augmente. En pratique, il faut éviter de dépasser 1000 trs/min.
Les servo-moteurs, le couple est constant jusqu'à la vitesse nominale (3000trs/min) puis chute au-delà.
Le choix dépend donc du couple nécessaire et de la vitesse nécessaire lors de l'usinage.
Evidemment, ces choix dépendent de la démultiplication de l'entrainement (poulies, VAB,...)

En pratique un servo-moteur de 400W en prise directe sur une VAB pas de 5 mm est parfaitement capable de t'écraser un doigt (et permet d'usiner de l'acier).
Un servo-moteur de 1kW avec une démultiplication de 2 sur une VAB pas de 5 mm monte sans effort une colonne + table + axe 4 de 500kgs
Au final, dans les deux cas, l'accélération et la vitesse de déplacement ont été bridés par le logiciel (Mach3) pour donner un fonctionnement doux. Ce qui prouve que les moteurs étaient surpuissants.
Je ne possède pas d'expérience en moteurs pas-à-pas pour t'aider à dimensionner... Mais il y en a sur le site!

Broche?
J'ai testé une broche 400Hz (24.000trs/min) chinoise à refroidissement liquide 1.5kW en ER16. Elle a tenu 7/8 ans et fonctionnait encore bien quand je l'ai changée par un ATC en BT30 de même provenance (RATTM). Je l'utilisais essentiellement pour des usinages de plusieurs jours en continu mais à faible puissance absorbée. Il m'est arrivé d'usiner de l'alu avec sans problème. J'ai BEAUCOUP apprécié le silence de fonctionnement de ces broches à refroidissement liquide. Jamais testé l'acier avec ces broches... La puissance à bas régime me fait un peu peur et j'aurais tendance à privilégier des fraises de petits diamètres.

Guidage?
Pour usiner de l'acier: 1 seule solution = rail à billes (c'est mon avis!)

Partie mécanique?
Léger et rigide, c'est déjà compliqué. Si en plus on rajoute les vibrations, il faut du poids tout simplement.
Usiner de l'acier avec une machine de 10 kgs, non!
Une fois la machine terminée, on met une grosse tige en carbure dans la broche, on règle le pupitas dessus et on pousse la bécane dans toutes les directions. Idéalement, on mesure moins de 0.01 mm de déformation sous 50kgs de poussée. Avant la construction... A part voir ce que les copains ont réalisé.

Electronique?
USB ou Ethernet, pas de port //.
BOB à 30€ mais il faut savoir débugger ou 600€ et la tranquillité assurée... a chacun selon ses moyens
Mach3: le plus courant ici.
Fins de course des 2 cotés + home sur chaque axe. Beaucoup de capteurs et donc d'E/S, mais dépannage incomparablement plus simple.

Pour ton dessin de machine:
Pourquoi avoir réhaussé l'étau ce qui oblige à faire une machine plus haute et donc moins rigide? En général, on bride l'étau directement sur la table et on laisse 30/50 mm de marge entre la pince (broche en position basse) et la table, rarement plus.
 
G
Gratte-tout
Ouvrier
21 Septembre 2007
257
Bonjour,

De retour et en convalescence suite à une opération de hernie discale, je devrais avoir le temps de peaufiner les 3D .. ce qui est bien et moins bien : interdiction formelle de porter plus de 5kg pendant 6mois, et 10 les 6 suivants.. d’autant plus frustrant que je viens de me payer un truc dont je rêvait depuis des années, un joli poste TIG ! Je devrais limiter les masses à soulever .. c’est frustrant car je devrais être très prudent en l’utilisant. Je l’ai prix complet, avec bouteille de 2.3m3, électrodes diverses, baguettes d’apport, tablier, masque etc.. je suis comme un dingue. Je n’ai pas eu le budget pour un modèle Ac, mais je ne vais pas faire le penible.

Dis moi ce que tu souhaites comme format de fichier, je te le transférerai.

Merci de ces informations joumpy. Cela recoupe bien les informations déjà glanées ici et là. Il y a un bon nombre de choix sur le net, mais j’ai déjà jeter mon dévolu sur des solutions qui me paraissent bien.

Ce type de pack me paraît un bon compromis par exemple sur les servos.


Ce type de broche paraît bien aussi, mais le budget n’est pas sans douleur..


C’est probablement l’un des éléments clefs de cette machine, tout en étant celui qui se change le plus facilement, donc au final pas si dimensionnant que ça.

Concernant les guidages j’ai déjà gratté 1800mm de rails de 20mm avec 4 patins adaptés (recup sur l’une de mes machines au boulot) ainsi qu’une longueur de 1100mm avec 4 patins SKF eux aussi en 20mm. C’est déjà ça à enlever du budget.

Concernant la 3D je ne sais pas répondre à tout : je l’ai récupérée telle quelle, je m’interroge aussi sur certains choix de conception douteux. Mais l’avantage est la base qu’elle représente, sur un logiciel auquel j’ai accès, et, royal venant du pays de l’oncle Sam, en système métrique!
 
V
vibi27
Apprenti
23 Juin 2017
91
Bon courage pour ta convalescence.
Avoir du temps et être limité physiquement, même temporairement, c'est rageant, car le temps c'est ce qu'il nous manque en général.
Effectivement, l'impérial c'est pas royal :smt038
Concernant la conception de cette CNC, c'est plus la poutre en U qui me gène, je serais plutôt parti sur un gros tube rectangulaire genre 100x200mm, que je ferais rectifier, et mettre la VAB en dehors: pour finir j'ai recréé la 3D complètement avec blender, et mon design n'a finalement plus rien à voir avec l'original, l'axe Y étant plus long. Pour la partie mobile de X et Z j'ai incorporé deux boites rectangulaires dans le schéma, qui correspondent aux dimensions de modules linéaires tout faits et déjà plutôt bien ajustés, ainsi je pense gagner du temps (mais pas de l'argent !) en montant ces modules tout faits. Du coup le schéma d'origine ne m'intéresse plus.
cnc.jpg

Je peux fournir le .blend et/ou un export aux formats supportés par blender si tu (ou quelqu'un d'autre) est intéressé.
 
J
joumpy
Compagnon
8 Octobre 2009
1 519
38: Grenoble
Avec ces moteurs + variateurs + broche, tu vas avoir une super belle bécane.
Le contrôleur, pas d'expérience, mais au pire ça se remplace par une BOB + Mach3 pour pas si cher...
 
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