Construction de ma machine CNC pour usiner l'aluminium

jack691-
Apprenti
26 Novembre 2018
151
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour,

Je vous présente mon projet de création d'une petite fraiseuse CNC pour usiner de l'alu.

Zone de fraisage : 30x30x10
Taille de machine : 50x50x40 pourrait faire l'affaire, à confirmer quand j'aurais fini les plans
Matière usinée : aluminium, carbone
Structure : acier découpé et percé sur mesure et profilé en alu
Budget : à voir, entre 1000€ & 1500€ max

Structure :

Profilé 45x45 et 45x90 https://www.motedis.fr/shop/Profile-a-rainures/Profile-45-B-Type-rainure-10:::999991_999994.html
Plaques en acier 1cm d'épaisseur coupées et percées sur mesure par John steel https://www.john-steel.com/fr/configurateur
Rails supportés https://fr.aliexpress.com/item/Meilleur-prix-100-taille-Nouveau-HIWIN-rail-de-guidage-lin-aire-HGR15-avec-4-pcs-de/32838374821.html?spm=a2g0w.10010108.1000014.5.4f675cafRVjXkn&pvid=c92da402-d0ba-4a03-99fc-7e1092d5ce86&gps-id=pcDetailBottomMoreOtherSeller&scm=1007.13338.110449.000000000000000&scm-url=1007.13338.110449.000000000000000&scm_id=1007.13338.110449.000000000000000
Kit vis à bille https://fr.aliexpress.com/item/L-UE-livraison-gratuite-SFU-RM-1204-Vis-Billes-L300-400-500-600-m-1204-Ballnut/32850221447.html?spm=a2g0w.search0104.3.15.48eb523493zhoD&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10065_10068_319_10892_317_10696_453_10084_454_10083_10618_10304_10307_10820_10821_537_10302_536_5730115_10843_10059_10884_10887_100031_321_322_10103_5729113-10892,searchweb201603_51,ppcSwitch_0&algo_pvid=b20310b4-a930-4204-8a5f-9fa2175421d5&algo_expid=b20310b4-a930-4204-8a5f-9fa2175421d5-2
Support Nema 23 pour l'axe Z https://fr.aliexpress.com/item/NEMA-23-57-Moteur-pas-pas-Support-Base-Montage-Fixe-Si-ge-De-Montage-pour-CNC/32849707675.html?spm=a2g0w.10010108.1000014.4.70382193Bnuj5E&pvid=c5a40953-9bea-4908-a9ae-e042f947111a&gps-id=pcDetailBottomMoreOtherSeller&scm=1007.13338.112238.000000000000000&scm-url=1007.13338.112238.000000000000000&scm_id=1007.13338.112238.000000000000000


Schéma

Plaques rouges = John steel acier 1cm d'épaisseur.
Barres grise = profilé en alu (45x45 et aussi 45x90 dans les flans)
Boulons (cône) : jaune = fixation sur profilé alu, gris = fixation moteur nema.

En bas il y aura une tôle fine découpée moi même avec 4 pieds, ça sera fixé sur le profilé par le bas. Idem pour la plaque derrière l'axe Z, je la prendrais sur blockenstocket ou metalaladecoupe et je percerais ça moi même, pas besoin d'une grande précision pour ça, la géométrie de la machine ne sera pas basée sur ces plaques.

Les rails sont bien supportés.

presse-papiers-1-png.png


presse-papiers-3-png.png


presse-papiers-4-png.png


Pour la partie électrique :

broche 1.5kw https://fr.aliexpress.com/item/CNC-1-5KW-220-v-Carr-Broche-1500-w-Refroidi-Par-Air-Moteur-Broche-de-Machine/32862000418.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.643c2e0ew8gTDf
VFD https://fr.aliexpress.com/item/1-5KW-2-2KW-220-v-monophas-onduleur-entr-e-VFD-3-phase-Sortie-Convertisseur-de/32843643101.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.643c2e0ew8gTDf

Nema 23 + drivers + alim
https://fr.aliexpress.com/item/Free-shipping-Stepper-Motor-3pcs-Nema-23-270-oz-in-1-9NM-single-shaft-3A-23HS8430/32831347781.html?spm=a2g0w.search0104.3.8.415c5d98IUv6Vy&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10065_10068_319_10892_317_10696_10924_453_10084_454_10083_10618_10920_10921_10304_10922_10307_10820_10821_537_10302_536_5730115_10843_10059_10884_10887_100031_321_322_10103_5729115_10930,searchweb201603_51,ppcSwitch_0&algo_expid=4886d59e-249e-4298-8d64-7d636a441ae1-1&algo_pvid=4886d59e-249e-4298-8d64-7d636a441ae1
https://fr.aliexpress.com/item/42-57-86-TB6600-stepper-motor-driver-32-segments-upgraded-version-4-0A-42VDC/1000001730872.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.643c2e0ew8gTDf
https://fr.aliexpress.com/item/Meanwell-LRS-350-Alimentation-d-coupage-12-v-24-v-36-v-48-v-350-w/32857859551.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.643c2e0ew8gTDf

carte NVUM
https://fr.aliexpress.com/item/200KHz-mach3-Controller-card-breakout-board-for-CNC-Engraving-4axis-Ethernet-port/32756351879.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.643c2e0ew8gTDf

gaine https://fr.aliexpress.com/item/L1000mm-cnc-routeur-machine-C-ble-Glisser-Support-de-Fil-de-Cha-ne-outil-de-gravure/32843986090.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.643c2e0ew8gTDf

Arrêt urgence & microswitch
https://fr.aliexpress.com/item/10Pcs-Set-Mini-3-Pin-Tact-Switch-KW11-3Z-5A-250V-Round-Handle-Clock-Microswitch-828/32826844420.html?spm=a2g0w.search0104.3.22.4fbc2583he3OfM&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10065_10068_319_10892_317_10696_10924_453_10084_454_10083_10618_10920_10921_10304_10922_10307_10820_10821_537_10302_536_5730115_10843_10059_10884_10887_100031_321_322_10103_5729115_10930-10892,searchweb201603_51,ppcSwitch_0&algo_expid=5d61c5c1-8fa7-45da-996e-a0cb7c0fa4a2-3&algo_pvid=5d61c5c1-8fa7-45da-996e-a0cb7c0fa4a2
https://fr.aliexpress.com/item/22-MM-en-m-tal-interrupteur-d-arr-t-d-urgence-bouton-1ON1NC-250VAC-8A-24VDC/32841909157.html?spm=a2g0w.search0104.3.24.413047654yLGl1&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_10065_10068_319_10892_317_10696_10924_453_10084_454_10083_10618_10920_10921_10304_10922_10307_10820_10821_537_10302_536_5730115_10843_10059_10884_10887_100031_321_322_10103_5729115_10930,searchweb201603_51,ppcSwitch_0&algo_pvid=4136c0b3-8a35-48e7-ac11-d4b391478ed8&algo_expid=4136c0b3-8a35-48e7-ac11-d4b391478ed8-3

*image pour le portail*
Presse-papiers-5.jpg
 
Dernière édition par un modérateur:
Jmr06
Compagnon
14 Février 2017
1 327
Cannes
Bonsoir.
Je suis toujours étonné de voir des études de conceptions sans la table et sans la broche et son support. Comment tu as pu positionner les montants du portique ? Comment tu as pu calculer leur hauteur ? Comment vérifier les courses ?
A vu de nez, j'ai l'impression que le portique est trop en avant et que la course en Z est très petite. Mais sans le maquettage de la table et du Z, on a du mal à voir. Peut être que je me trompe.
En tout cas, la structure me parrait bien. C'est une géométrie classique et je pense que c'est un bon choix, facile à réaliser de manière rigide. Les rails prismatiques, c'est très bien.
Pour l'alim, je pense qu'il faut prendre la tension la plus haute que te permet les drivers (soit 36V, à vérifier).
Bonnes suites pour ton projet.
JM
 
Alainb33
Apprenti
14 Juin 2017
186
Agen (47)
Projet intéressant :-D
je pense comme Jmr06 que ton arche n'est pas placée au bon endroit , au lieu de la mettre au milieu de la structure , elle se placera certainement plutot au 1er tiers en partant du fond , car il faut penser à la plaque qui suportera la broche et les patins , ce qui fait que l'ensemble sera assez en avant.

Par contre bon choix de matériaux , ça devrait être du costaud
 
jack691-
Apprenti
26 Novembre 2018
151
  • Auteur de la discussion
  • #4
Merci pour vos retours, je suis en train de les recommencer les plans à zéro en me basant sur ceux d'en haut.

Je suis toujours étonné de voir des études de conceptions sans la table et sans la broche et son support. Comment tu as pu positionner les montants du portique ? Comment tu as pu calculer leur hauteur ? Comment vérifier les courses ?
Les calculs sont pas encore faits, c'est juste un schéma fait vite fait qui me servira de base pour en faire un vrai où tout sera calculé.

A vu de nez, j'ai l'impression que le portique est trop en avant et que la course en Z est très petite. Mais sans le maquettage de la table et du Z, on a du mal à voir. Peut être que je me trompe.
Justement j'ai du mal à calculer les trajectoires de chaque axes.

Je penses que pour l'axe Y je vais faire deux barres profilé de 600mm sur lesquelles les rails de 600mm seront fixés, et faire en sorte que la broche soit posée au milieu pour couvrir les 30cm nécessaire. Si la plaque de 30cm se déplace de 15 cm vers le bas et 15 cm vers le haut, et si la broche est au milieu, les 30 cm seront couvert. J’espère ne pas être à côté de la plaque.:mrgreen:

Voici le plan :
Sans titre.png



Pour l'alim, je pense qu'il faut prendre la tension la plus haute que te permet les drivers (soit 36V, à vérifier).
Merci pour l'info, je m'occuperais de ça plus tard quand j'aurais déjà avancer dans la structure.:wink:
 
Jmr06
Compagnon
14 Février 2017
1 327
Cannes
Bonjour.
Si la plaque de 30cm se déplace de 15 cm vers le bas et 15 cm vers le haut, et si la broche est au milieu, les 30 cm seront couvert.
Oui. Mais n’oublie pas qu'il faut une petite marge entre la butée mécanique et les fins de course : tu auras donc une peu moins de 300 mm utile pour l'usinage. Ensuite, il faut tenir compte du diamètre de fraise et de quoi tourner autour, pour déterminer les dimensions maximales de la pièce à usiner. Par exemple, si les fins de course sont à 4 mm des butées mécaniques et la fraise de 10mm+ 5mm de marge autour, le brute à usiner pourra pas faire plus que 300-2x4-10-2x5 = 272 mm, soit une pièce finie de 268 environ.
Évidemment, on résonne en une prise. Si on déplace la pièce sur la table pour l'usiner par petits bouts, on peut faire plus grand. Mais j'ai 'l’impression que la table en "encastrée" dans la structure, et donc que la pièce ne peut pas dépasser de parte et d'autre.

PS : pour éviter toute confusion, donne les dimensions en mm. C'est un usage courant en mécanique.
JM
 
jack691-
Apprenti
26 Novembre 2018
151
  • Auteur de la discussion
  • #7
Bonjour,

merci pour vos conseils je pense que je vais déplacer le plateau en hauteur pour le libérer du cadre afin d'avoir une plus grande surface de fraisage pour l'axe Y, je pense que je pourrais gagner 15 cm de chaque côté.

Sinon pour les plaques d'acier je pense que je vais laisser tomber john steel, et les faire découper sur-mesure par metalaladecoupe et je vais percer moi-même les trous, je vais utiliser une équerre de menuisier et un guide pour pouvoir percer bien droit, je vais faire de mon mieux pour que les trous soient bien calés par rapport à mes plans, j'ai pas le droit a l'erreur.
 
Jmr06
Compagnon
14 Février 2017
1 327
Cannes
j'ai pas le droit a l'erreur
Avec une bonne équerre de menuisier, un réglet, une pointe à tracer, un pointeau, et du soin tu peux assurer 5/10ème sans problème. Le pointeau est important pour percer exactement où tu as tracé. Si tu as une perceuse à colonne, c'est plus facile, mais ne n'est pas obligatoire.
Je ne connais pas "Métalàladécoupe", je n’ai jamais rien acheté chez eux (juste regarder les prix). Assure toi que les plaques qu’ils vendent sont bien planes. A voir leur site, j’ai l’impression que c’est surtout pour de la ferronnerie, pas de la mécanique, mais je me trompe peut-être. Il faudrait que quelqu'un te confirme que c'est bon.
Si non, tu as toujours la solution des plaques d'alu (chez Motedis, pas exemple), en plus épais. Mais c'est plus chère. Mais plus facile à travailler.
 
jack691-
Apprenti
26 Novembre 2018
151
  • Auteur de la discussion
  • #9
merci pour la réponse.

Je me suis renseigné chez John steel et en effet leurs plaques en acier ne sont pas planes, je pense pas que celle de métalaladécoupe le soient aussi, il suffit de voir les mesures qui se font en cm et non:smt082 en mm. Donc je partirai sur des plaques alu motedis ou bloc en stock, avec une épaisseur de 10 mm (si vous pensez que c'est pas suffisant alors je pense que 15 mm ferait l'affaire)

Je suis pas chez moi en ce moment je peux donc pas avancer dans mes plans, c'est la première machine CNC que je fabrique et j'ai quelques questions à poser :

j'aimerais connaître l'utilité d'utiliser une pointe à tracer au lieu d'un crayon de papier pour tracer mes plans

j'aimerais savoir si mon système de roulement à bille avec vis à bille que j'ai mis en lien est bon, et si ça doit etre 12 mm de diametre ou 16 mm, et j'aimerais savoir comment faire en sorte que le support du roulement à bille (sur lequel on fixe la plaque) soit calé au même niveau que les patins des rails. S'ils ne sont pas au même niveau ça risque de poser un problème lorsque je vais fixer la plaque dessus

pour finir j'aimerais savoir si je pouvais utiliser un système de courroie pour les 3 moteurs nema, est-ce que ça va changer quelque chose niveau puissance

merci
 
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
160
Vu la faible différence de prix entre les vis à bille de 12 et de 16 je prendrais du 16.

Pour les tôles de 10mm si c'est de l'acier c'est monstrueux pour ton utilisation (qui peut le plus peu le moins :wink:), si c'est de l'alu c'est pas mal. 15mm ça ne sera pas le même prix.

Une pointe à tracer est utilisée pour marquer la surface d'un matériaux, contrairement au crayon le marquage se s'efface pas quand tu passes la main dessus puisque la surface est raillée. C'est aussi beaucoup plus fin qu'un feutre indélébile donc c'est plus précis.
 
Didier-CN
Ouvrier
26 Mai 2014
257
Lyon
Bonjour,
pour finir j'aimerais savoir si je pouvais utiliser un système de courroie pour les 3 moteurs nema, est-ce que ça va changer quelque chose niveau puissance
S'il suffisait d'utiliser des courroies pour avoir plus de puissance, le problème de la consommation énergétique serait résolu! :-D
Même si c'est négligeable dans ce cas, on dispose de moins de puissance en sortie d'un système mécanique qu'en entrée. Il y a toujours a minima des pertes par frottement qui font que le rendement est inférieur à 1 et que le mouvement perpétuel n'existe pas. Ça c'est pour la réponse "théorique".

En pratique, il peut y avoir plusieurs raisons pour utiliser des courroies:
  • impossibilité physique de monter le moteur en alignement avec la vis ou choix de le déporter
  • utilisation de 2 vis et d'un seul moteur
  • choix de ce type d'accouplement plutôt que d'un accouplement en ligne
  • nécessité d'un rapport de réduction en fonction des vitesses, du pas de la vis, …
  • nécessité d'un rapport de réduction pour bénéficier d'un couple (et non pas d'une puissance) plus important
Au global, cela va dépendre de la structure de la machine et des paramètres voulus.
 
jack691-
Apprenti
26 Novembre 2018
151
Je suis de retour chez moi :)

J'ai travaillé sur mes plans

Les plaques sont en alu 10mm (dites moi si c'est suffisant, sinon je prendrais 15 ou 20), les dimensions des plaques/profilés sont calculées, mais pas encore l'endroit où les trous seront percés, dites moi quelles est la meilleure solution : reproduire les rails, patins et système de roulement à bille dans mes plans 3D (en me basant sur les plans du constructeur qu'on retrouve sur aliexpress) ou faire ça une fois les matériaux reçus ?

La broche et les moteurs pas à pas sont reproduits à taille réelle.
  • Le plateau fait 500x500, et peut sortir du cadre, je pense donc que le minimum de 300x300 d'usinage sera respecté en prenant en compte les marges.
  • il y a environ 220 d'espace entre la broche et le plateau, sans la fraise
  • la broche sera au milieu
  • le moteur de l'axe Z utilise une courroie, la plaque sera fixé sur les trous filetés des deux barres des profilés sur lesquels sont fixé les rails de l'axe Z. :smt021 j’espère que vous suivez toujours :mrgreen:


1544404814-presse-papiers-100.png


Presse-papiers-10.png


Presse-papiers-2.png


vue de haut
Presse-papiers-6.png


vue de l'arrière
Presse-papiers-5.png


vue du côté
Presse-papiers-4.png


vue de face
Presse-papiers-3.png


Presse-papiers-100.png
 
gomax69
Apprenti
16 Juin 2018
160
Architecture assez classique, les plaques en alu qui supportent l'axe X paraissent un peu fines.
C'est difficile d'en dire plus avec ces photos. Commence les plans de détail de chaque pièce et assemble les, on aura sûrement plein de conseils sur les techniques d'assemblage.

Tu utilises quel logiciel de modélisation ?
Note : la conception sur ordi c'est ultra cool quand on maitrise le logiciel, si ce n'est pas le cas ça peut être plus rapide de le faire avec du papier millimétré et un crayon. Je dis ça parce que j'ai l'impression que tu utilises le logiciel de modélisation de Windows.
 
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