M
maxcnc
Apprenti
Bonjour à tous,
Tout d'abord une rapide présentation de moi, je m'appelle Maxime, j'ai 22 ans. Cela fait plus 6 ans que je suis inscrit sur le forum, je n'ai pas beaucoup posté jusqu'à maintenant mais beaucoup lu et appris.
Concernant les études, j'ai fait des classes prépas puis une école d'ingénieurs, et maintenant je me suis plus orienté vers la robotique. Donc je dirais que les maths, les calculs et l'électronique ne me font pas peur
et j'aime bien ça.
Le projet de concevoir une fraiseuse numérique me trotte depuis un moment dans la tête, quelques années même, donc c'est un projet qui me tient à cœur.
Mon objectif général est de réaliser une cnc 3 axes capable d'usiner de l'acier.
Voici une photo générale de la 3D, en cours de conception, pour présenter l'architecture de la machine, une structure en caniveau avec un portique mobile
Cahier des charges
Le cahier des charges (version courte) que je me suis fixé est le suivant :
§ Courses :
· X : 580 mm.
· Y : 580-800 mm. (pour l'instant 580 mm)
· Z : 500 mm.
§ Vitesse de déplacement des axes :
· X, Y, Z : 10-30 m.min[sup]-1[/sup].
§ Accélération : 1 à 3 m.s[sup]-2[/sup].
§ Précision : 0.01 à 0.05 mm. Tout n'est pas défini à l'avance, je ferai l'étude dans les deux cas pour voir le coût des deux solutions.
§ Broche : changement automatique d'outils, 2 à 4 kW. Vitesse de rotation : jusqu'à 5000-6000 tr.min-1.
§ Lubrification : micro-pulvérisation, huile entière.
§ Options : Que tout soit intégré dans le chassis et la structure de la machine, système de lubrification centralisée.
§ Poids estimé : 1500-3000 kg.
§ Démontage de la machine et transport, réglages possibles.
A partir de ce cahier des charges, j'en ai déduit les efforts de coupe au niveau de la fraise pour ensuite remonter sur la structure, axe Z, poutre Y puis chassis pour dimensionner la structure et la motorisation en conséquence.
Chassis
Vu les outils et les capacités dont je dispose, je suis parti sur une structure en acier boulonnée, de tubes carrés en acier de 100*100 mm. Concernant leur assemblage, je n'ai pas d'idées qui m'emballent vraiment pour l'instant.
Mettre des équerres ? Des cornières ? Mix collage et boulonnage ? Des avis ?
Je suis en train de réaliser toutes les simulations des différents éléments sous Solidworks pour dimensionner les éléments, notamment l'épaisseur des tubes pour le chassis ou des différentes plaques.
Rails de guidage
Concernant le guidage, j'ai eu la chance de récupérer ou d'acheter des rails de guidage à recirculation rouleaux de marque INA de taille 45.
Le matériel dont je dispose est le suivant
- 2 rails de 2000 mm.
- 2 rails de 1850 mm.
- 2 rails de 850 mm.
- 10 chariots RWU 45.
- 4 chariots RWU 45 (ce n'est pas tout à fait le même modèle que ceux du dessus, ils ne sont pas interchangeables)
- 4 chariots amortisseurs.
- (un rail de 800 mm et deux chariots RUE 55 que je vais probablement revendre).
Voici une photo de l'ensemble des rails de guidage
Pour donner une idée de la taille, le réglet qu'on voit au milieu à gauche est un réglet de 15 cm.
Les caractéristiques rapides de ces chariots, ceux sont de beaux bébés :
- Charge statique : 275 kN
- Charge dynamique : 115 kN.
- Moments : 2410, 6770 et 6095 Nm.
- Poids : 4.4 kg par chariot et 9.4 kg/m pour les rails.
Concernant leur utilisation, je m'oriente vers :
- X : 3 chariots et 3 rails de 1000 mm.
- Y : 2 rails et 4 chariots, longueur 1400 mm.
- Z : 2 rails et 6 chariots (ou 4), longueur 1200 (1000) mm.
Transmission / Motorisation
Concernant la motorisation et la transmission, je pars sur des vis à billes que j'ai déjà.
Les vis à billes,
- 2 Gamfior, Diamètre 50 mm, pas de 10 mm, double écrou, précontrainte à 1 Nm (estimation rapide) course 580 mm
- 1 NSK, diamètre 40 mm, pas 5 mm, course 500 mm.
Pour la motorisation, ce sera en servomoteur AC probablement. En terme d'estimation pour la puissance pour l'instant (à la louche), je pars sur :
- X : 600 W.
- Y : 400 W.
- Z : 600 W.
Electronique et commande
Je verrais en fonction du temps que j'ai mais je ferais éventuellement un contrôleur de servomoteurs brushless AC à contrôle vectoriel avec ses propres transistors (mais ce sera l'occasion d'un autre sujet). Sinon j'essaierai d'en récupérer.
De même pour l'alimentation, cela dépendra du matériel que je peux récupérer.
Evolutions
Une des évolutions que j'ai prise en compte dès le début de la conception a été la possibilité d'ajouter deux axes supplémentaires sous la forme d'un plateau (type table tilting) sur le plateau. C'est notamment pour ça que la table a une surface de 1200*1000 mm.
J'ai récupéré des pièces d'un diviseur numérique 2 axes de Nikken et je compte bien repartir de ces pièces pour en refaire un qui réponde à mes besoins. Je mettrai une photo des pièces plus tard.
De même, en fonction des simulations et notamment des fréquences de résonance, je m'orienterai peut-être vers des tubes en acier avec du béton à l'intérieur.
Conclusion
C'est un projet ambitieux. Comme je pars en stage pendant 5 mois à l'étranger, je pourrais difficilement avancer concrètement sur la construction mais je compte terminer complètement la phase de conception et de simulation, avoir commandé ce que je ne pourrais pas faire usiner et faire réaliser certaines pièces.
Je détaillerai au fur et à mesure de ma conception les calculs, les différentes étapes et les choix que j'ai faits.
Si vous avez des remarques, des suggestions, des commentaires, vous êtes les bienvenus.
Merci de m'avoir lu,
Maxcnc
PS: j'avais déjà commencé un sujet sur la conception d'une machine semblable mais je n'en avais pas vraiment eu le temps alors que j'étais en prépa, pour ne pas déterrer un sujet ancien, j'en fait un nouveau.
https://www.usinages.com/threads/cnc-3-axes-puis-5-axes-pour-lacier.8520/
Tout d'abord une rapide présentation de moi, je m'appelle Maxime, j'ai 22 ans. Cela fait plus 6 ans que je suis inscrit sur le forum, je n'ai pas beaucoup posté jusqu'à maintenant mais beaucoup lu et appris.
Concernant les études, j'ai fait des classes prépas puis une école d'ingénieurs, et maintenant je me suis plus orienté vers la robotique. Donc je dirais que les maths, les calculs et l'électronique ne me font pas peur
et j'aime bien ça. Le projet de concevoir une fraiseuse numérique me trotte depuis un moment dans la tête, quelques années même, donc c'est un projet qui me tient à cœur.
Mon objectif général est de réaliser une cnc 3 axes capable d'usiner de l'acier.
Voici une photo générale de la 3D, en cours de conception, pour présenter l'architecture de la machine, une structure en caniveau avec un portique mobile
Cahier des charges
Le cahier des charges (version courte) que je me suis fixé est le suivant :
§ Courses :
· X : 580 mm.
· Y : 580-800 mm. (pour l'instant 580 mm)
· Z : 500 mm.
§ Vitesse de déplacement des axes :
· X, Y, Z : 10-30 m.min[sup]-1[/sup].
§ Accélération : 1 à 3 m.s[sup]-2[/sup].
§ Précision : 0.01 à 0.05 mm. Tout n'est pas défini à l'avance, je ferai l'étude dans les deux cas pour voir le coût des deux solutions.
§ Broche : changement automatique d'outils, 2 à 4 kW. Vitesse de rotation : jusqu'à 5000-6000 tr.min-1.
§ Lubrification : micro-pulvérisation, huile entière.
§ Options : Que tout soit intégré dans le chassis et la structure de la machine, système de lubrification centralisée.
§ Poids estimé : 1500-3000 kg.
§ Démontage de la machine et transport, réglages possibles.
A partir de ce cahier des charges, j'en ai déduit les efforts de coupe au niveau de la fraise pour ensuite remonter sur la structure, axe Z, poutre Y puis chassis pour dimensionner la structure et la motorisation en conséquence.
Chassis
Vu les outils et les capacités dont je dispose, je suis parti sur une structure en acier boulonnée, de tubes carrés en acier de 100*100 mm. Concernant leur assemblage, je n'ai pas d'idées qui m'emballent vraiment pour l'instant.
Mettre des équerres ? Des cornières ? Mix collage et boulonnage ? Des avis ?
Je suis en train de réaliser toutes les simulations des différents éléments sous Solidworks pour dimensionner les éléments, notamment l'épaisseur des tubes pour le chassis ou des différentes plaques.
Rails de guidage
Concernant le guidage, j'ai eu la chance de récupérer ou d'acheter des rails de guidage à recirculation rouleaux de marque INA de taille 45.
Le matériel dont je dispose est le suivant
- 2 rails de 2000 mm.
- 2 rails de 1850 mm.
- 2 rails de 850 mm.
- 10 chariots RWU 45.
- 4 chariots RWU 45 (ce n'est pas tout à fait le même modèle que ceux du dessus, ils ne sont pas interchangeables)
- 4 chariots amortisseurs.
- (un rail de 800 mm et deux chariots RUE 55 que je vais probablement revendre).
Voici une photo de l'ensemble des rails de guidage
Pour donner une idée de la taille, le réglet qu'on voit au milieu à gauche est un réglet de 15 cm.
Les caractéristiques rapides de ces chariots, ceux sont de beaux bébés :
- Charge statique : 275 kN
- Charge dynamique : 115 kN.
- Moments : 2410, 6770 et 6095 Nm.
- Poids : 4.4 kg par chariot et 9.4 kg/m pour les rails.
Concernant leur utilisation, je m'oriente vers :
- X : 3 chariots et 3 rails de 1000 mm.
- Y : 2 rails et 4 chariots, longueur 1400 mm.
- Z : 2 rails et 6 chariots (ou 4), longueur 1200 (1000) mm.
Transmission / Motorisation
Concernant la motorisation et la transmission, je pars sur des vis à billes que j'ai déjà.
Les vis à billes,
- 2 Gamfior, Diamètre 50 mm, pas de 10 mm, double écrou, précontrainte à 1 Nm (estimation rapide) course 580 mm
- 1 NSK, diamètre 40 mm, pas 5 mm, course 500 mm.
Pour la motorisation, ce sera en servomoteur AC probablement. En terme d'estimation pour la puissance pour l'instant (à la louche), je pars sur :
- X : 600 W.
- Y : 400 W.
- Z : 600 W.
Electronique et commande
Je verrais en fonction du temps que j'ai mais je ferais éventuellement un contrôleur de servomoteurs brushless AC à contrôle vectoriel avec ses propres transistors (mais ce sera l'occasion d'un autre sujet). Sinon j'essaierai d'en récupérer.
De même pour l'alimentation, cela dépendra du matériel que je peux récupérer.
Evolutions
Une des évolutions que j'ai prise en compte dès le début de la conception a été la possibilité d'ajouter deux axes supplémentaires sous la forme d'un plateau (type table tilting) sur le plateau. C'est notamment pour ça que la table a une surface de 1200*1000 mm.
J'ai récupéré des pièces d'un diviseur numérique 2 axes de Nikken et je compte bien repartir de ces pièces pour en refaire un qui réponde à mes besoins. Je mettrai une photo des pièces plus tard.
De même, en fonction des simulations et notamment des fréquences de résonance, je m'orienterai peut-être vers des tubes en acier avec du béton à l'intérieur.
Conclusion
C'est un projet ambitieux. Comme je pars en stage pendant 5 mois à l'étranger, je pourrais difficilement avancer concrètement sur la construction mais je compte terminer complètement la phase de conception et de simulation, avoir commandé ce que je ne pourrais pas faire usiner et faire réaliser certaines pièces.
Je détaillerai au fur et à mesure de ma conception les calculs, les différentes étapes et les choix que j'ai faits.
Si vous avez des remarques, des suggestions, des commentaires, vous êtes les bienvenus.
Merci de m'avoir lu,
Maxcnc
PS: j'avais déjà commencé un sujet sur la conception d'une machine semblable mais je n'en avais pas vraiment eu le temps alors que j'étais en prépa, pour ne pas déterrer un sujet ancien, j'en fait un nouveau.
https://www.usinages.com/threads/cnc-3-axes-puis-5-axes-pour-lacier.8520/
