Conversion fraiseuse Le Breton FG1 en CNC

Bonjour,
photos invisibles

Bonjour
En position basse la table est à 185 mm de l'axe horizontal si on enlève 80 mm il ne reste que 105 , si on met un étau sur la table il ne reste plus grand chose.
Le concepteur de la machine n'a pas vu l'axe z comme un axe de travail mais un axe pour positionner la pièce , pour le travail les deux autres axes suffisent .
J'ai une FG1 j'ai motorisé les axes x et y mais le z je tourne à la main .

A bientôt

Ce n'est pas une CNC isation c'est resté classique avec vis écrou, renvoi d'angle , réducteur et moteur tri avec convertisseur de phase , sur les deux axes .

A bientôt

@loubial
met tes photos directement sur le site et d'une ce sera plus simple et de deux elles ne se perdrons pas.

Bonjour Loubial,

Intéressant projet que de numériser une Le Breton en ...Bretagne

C'est pas simple quand même ton histoire.

Je pense que ce qui risque de te bloquer très vite, c'est l'état des engrenages et la conformation des fonderies.

Les conseilleurs ne sont pas les payeurs, mais si tu envisages de refaire cette machine à neuf, penses à la numériser en 3D via une mesure sans contact par stéréophotogrammétrie pour faire une modélisation fidèle.
De là, tu pourras mieux cerner ce que tu peux faire et c'est une technique qui devient de plus en plus accessible pour un particulier ...et de plus en plus recherchée par les employeurs.

M'est avis qu'adapter une série d'engrenages récupérés sur une boîte de vitesse automobile n'est pas idiot, j'en démonte souvent (surtout des boîtes Peugeot d'ailleurs) et les dentures sont taillées au micron, il est aisé de reprendre les cotations sur les carters en fonte d'aluminium pour se faire une idée de l'adaptabilité. Certaines dentures sur la fraiseuse Aciera F3 sont taillées en spiro-coniques...

C'est à mon avis ton principal problème, j'en vois un autre qui est celui des outils coupants.
Tu ne cites pas le type de broche dans ton message de présentation de cette fraiseuse, attention car la répétitivité de la hauteur d'outil coupant est un critère majeur en usinage CN. Les Cônes Morses sont pas très réputés pour ça, les attachements en ISO/SA ont notamment été développés pour ça.


C'est une approche que je vais essayer de défendre ici : quand on a une puissance électrique limitée en tant que particulier, autant essayer de miser sur les progrès de la tribologie en employant des outils coupants performants.
Attention quand même, cette performance se brise net en cas de machine pas assez rigide..


¤ Pour ce qui est des vis à billes, il est toujours préférable de commander ce qui existe couramment.
Une société française spécialisée dans les actuateurs linéaires stocke plusieurs kilomètres de vis à billes et disposent de tout ce qu'il faut pour les usiner à façon.

Les diamètres stockés vont du diamètre 6 au pas de 2 mm, jusqu'au 63 au pas de 10.
Les qualités vont du C7 pour les vis roulées, au C5 pour les vis roulées rôdées avec billes de précharge pour supprimer le backlash de l'écrou.
Les qualités rectifiées demandent 3 mois de délai, les prix sont astronomiques en dessous du C3 qui se retrouvent chez les grands noms de l'industrie française.

Leur catalogue avec les données dimensionnelles est disponible ici :
https://www.fli-industrie.fr/fli_fr_catalogues.html

Je te déconseille de commander des VàB sur eBay (genre linearmotionbearing2008 / Chai), les qualités sont fluctuantes, ça usine à la meuleuse et ça fait pression sur les acheteurs en remboursement/fourniture d'autres vis camelotées pour ne pas pourrir les appréciations eBay, qui du coup sont faussées et attirent le pigeon.

Pour ce qui touche au relevage du tablier (axe Z) si tu n'as pas beaucoup de place, ne t'emmerde pas avec un moteur pas-à-pas, là il faut une solution compacte en entraînement direct : servomoteur de dernière génération qui embarque des aimants permanents aux terres rares par exemple. Les pas-à-pas, c'est une technologie qui a un avenir certain, mais il faut les comparer à d'autres techniques.

Le calcul d'une vis à billes se fait selon les équations disponibles ici, tu peux prendre un rendement de 0,95, mais la première cause de mortalité des vis à billes sont le manque de graisse.
http://www.pats.ch/formulaire/element/element1.aspx

¤ Il y a plusieurs familles de servomoteurs pour ton cas de figure :

- Les servomoteurs brushless avec aimants permanents et carte de puissance adossée à la partie mécanique/encodeur. Très compacts mais pas très coupleux, c'est pratique en salle blanche ou pour des applications pas exigeantes, là tu as quand même un tablier maousse à relever. Typiquement : la série ClearPath StepperKiller de Teknic Inc. (société basée dans l'Etat de New York). Tu leur colle de la tension continue et des ordres (en quadrature de phase, en orientation/vitesse...) ou via protocole RS485 et zou.

La famille ClearPath se sépare en 2 sous-groupe : alimentation continue séparée de 24 à 75 volts, ou alimentation intégrale directe (110 à 240 VAC).
Plus d'infos ici :
https://www.teknic.com/products/clearpath-brushless-dc-servo-motors/base-clearpath-models/

- Les servomoteurs avec aimants permanents et drivers séparés : eux sont disponibles en châssis au format NEMA, mais aussi en châssis compacts en série métrique (40 mm, 60 mm, 80 mm). C'est typiquement la famille DYN2 de DMM Tech. Corp. (Canada). Un couple de quelques N.m, des vitesses allant de 1500, 3000, 5000 tours-minutes. Alimentation continue stabilisée séparée, il est important d'utiliser des tensions les plus élevées possibles, entre 24 et 75 volts. Le typique étant à 60 volts.
Les drivers sont directement assortis à ce type de technologie, la résolution angulaire peut être codée jusqu'à 17 bits, certains intègrent un électrofrein commandé en 24 volts. Hystérésis sur une orientation de 90° de l'arbre obtenue en moins de 10 millisecondes... c'est rapide. Les câbles sont évidemment spécifiques, compte au moins $450 pour chaque axe.
Plus d'infos ici :
http://www.dmm-tech.com/Dyn2_v2.html

- Les servomoteurs brushless avec aimants permanents, drivers séparés, à alimentation directe.
Là encore, DMM Tech, mais aussi Yaskawa et d'autres de rang mondial proposent des solutions industrielles, notamment des solutions de puissances allant de 50 watts au coeur de gamme de 750 watts alimentées directement en 230 VAC, jusqu'à 1,8 kW chez DMM.

La famille DYN4 de DMM Tech est intéressante car pour un châssis de 80 mm, le servo 880-DST-A6HK1 te garantit 2,39 N.m de couple, extensible ponctuellement à 7,16 N.m (pour 750 watts de puissance). Mais on est déjà à $513 pour un ensemble... ça pique un peu.
http://www.dmm-tech.com/Dyn4_main.html

Dans tout les cas, les servomoteurs récents ont été étudiés pour être commandés de plein de manière différentes, en prenant en compte "l'héritage" de commande issu de technologies plus anciennes, y compris les vieilles "BreakOut Board" qui emploient l'antique port parallèle. Donc te biles pas là dessus.

On peut vraiment dissocier le pilotage de l’exécution du mouvement, avec cette approche.


En termes de rendu :
Si je pars sur une vis à billes de 20 mm au pas de 5 mm, avec un servomoteur DYN2 type 640-DST-A6TK1 à $147 (résolution 16 bits absolus, pas incrémental soit 16384 pitch par tour), donné à 400 watts pour 1,27 N.m de couple garanti, montant à 3000 tours-minute avec un couple presque nul atteint à 5000 tours par minute, son driver DYN2-TLA6S est à $138, cela réalise une poussée garantie de 151 daN, je pense qu'on est bon...

Au maximum de la vitesse, tu fais ton relevage en Z pour 250 mm/seconde...

Pour info, l'électronique de puissance de ces servos est paramétrable : on peut asservir en couple, en vitesse, en position donnée.
Donc si besoin, ce servo peut sortir 3,8 N.m de couple, ponctuellement bien sûr.
Le même calcul nous donne avec ce couple maxi une poussée de 453 daN...

Un servomoteur comme celui-là mesure très précisément : 115 mm de long, la bride carrée fait 60 mm, les 4 perçages sont inscrit dans un cercle de 70 mm, pour la version sans frein, qui est disponible sur requête.
L'arbre est usiné à 14 mm h6. Voilà la performance des aimants aux terres rares, ce servomoteur est donné pour un fonctionnement en continu, étanche IP65 en dehors de la partie tournante qui reste une zone critique à protéger efficacement.

Les DYN4 ont un frein intégré, sont encore plus puissants, mais sont un poil plus gros et plus chers aussi.
Il faut considérer ce point du freinage, car une vis à billes a un tel rendement que ce mécanisme n'est pas irréversible : il peut arriver qu'à la coupure du courant le tablier, l'étau et la pièce redescendent sous leur propre poids.

Pour info, le rapport vitesse/couple d'un servo brushless série 640-DST est le suivant :



Tu peux aussi trouver de quoi motoriser directement ta broche sans passer par une courroie, le plus puissant est à 1,8 kW et sort un couple continu garanti de 11,5 N.m à 3000 tours/minutes, cela peut ensuite servir à motoriser une autre machine, c'est un calcul à faire.


J'espère avoir pu t'éclairer, mais attention au budget !

loubial a dit:

Concernant le couple pour faire monter une table de 30kg avec une VAB au pas de 5 mm il est égale à 0.27 Nm
Selon une formule proposée par SKF, Eichenberger....

Cliquez pour agrandir...

Et comment on compte les frottements (guidage) de la console sur le batti ?

Bonjour Loubial,

Oui c'est toujours une bonne idée que d'expérimenter, surtout si tu as déjà de quoi transmettre de l'effort à ta vis de relevage.
Les moyens de calculs prédictifs sur l'adhérence d'une glissière à queue d'aronde ne me semble pas évidents ni d'accès, ni de facilité de calcul, ni de fidélité à la réalité aux cas de figures et choix constructifs du constructeur de cette machine.

C'est très velu la tribologie, donc tu as raison d'expérimenter.

Il est possible d'employer de quoi démultiplier le couple, cela peut aussi permettre de voir si une autre dimension de châssis de moteur est plus adaptée pour une solution efficace et convenable à tes besoins.

De ce que j'ai vu sur vidéos, monter du poids supplémentaire sur la table se traduit par une consommation électrique pouvant aller à quelques centaines de watts supplémentaires, mais tout est fonction de la vitesse de travail en fait.

Voilà une vidéo qui pourrait t'aider à cerner les ordres de grandeur, lié à la simple addition d'une masse en plus de celle déjà capable de se mouvoir. Je pense qu'une tête de fraiseuse comme celle là doit bien faire 40 kg au final.

Va à 5 minutes pour visualiser les effets de 18,14 kg supplémentaires de charge (+40 lbs). Les moteurs pas à pas employés sont des NEMA23 hybrides, fabriqués par Leadshine, modèle ES-M32320 avec un driver digital type ES-D508, l'une des solutions haut de gamme de Leadshine. Pas à pas avec encodeurs embarqués pour ne pas avoir de pas qui sautent, donc. Ils ont 283 onces.pouces de couple chacun, soit 1,99 N.m

A mon avis, tu es monté trop fin pour seulement relever le tablier de ta fraiseuse avec rien dessus !

Bien à toi.

Bonsoir,
tu n'as pas de lien ?

loubial a dit:

N'y voyant pas très clair sur la composante PC et ses contraintes, j'ai lancé une discussion qui m'a permis de confirmer ce que je présentais et ne voulais pas faire, à savoir que l’interfaçage "temps réel" nécessaire au pilotage d'une CNC hobby passait soit par l'utilisation d'un PC du siècle dernier (Interface //), PC que je ne possède pas, ou réseau avec des contraintes matérielles similaires (PC, écran, montage d'un réseau)... sans oublier une licence Mach ou Camban pour citer les softs les plus génériques.

J'ai donc commandé dimanche dernier sur Aliexpress (1er cde) un dispositif de FAO "stand alone" qui inclue le PC, l'afficheur, l'interpréteur G-Code, les drivers PAP, les switches "end stop" (6)... donc l'équivalent de l'autre siècle ( si j'en fait trop dites-le) à savoir le PC, l'écran, l'interface Gcode, les drivers PAP, les PAP (encore que ceux que j'ai commandé (Nema 17) seront sans doute pas assez puisants et le sotf (Mach3 like)

...le tout pour 157.85 Euros dont 26€ de droits de douane et 49€ de transport (DHL), commande passée dimanche 28 janvier et reçu ce matin 2 février, soit ~ 83€ pour la partie noble dont 3 PAP Nema 17.

Le suite en fonction de votre intérêt.

Cliquez pour agrandir...

@+
Xavier

J’ai fait une erreur de citation, c’etait à propos de ta commande chez Ali.
@+
Xavier

Bin ça alors, on en apprend tout les jours !

Comment tu relis cette jolie carte de pilotage 5 axes à l'ordinateur ? Les "shields" (cartes empilables, et notamment la carte avec l'afficheur LCD) sur ce genre de système, c'est une première pour moi.

J'espère que tu auras de la répétitivité sur tes capteurs de fin de courses, avec une marge d'incertitude faible, sinon tu peux avoir un léger décalage à chaque initialisation.

J'espère qu'elle te donnera toute satisfaction, elle me semble bien réalisée !

bonsoir
Si vous avez des difficultés pour l'axe z , vous pouvez vous inspirer du mouvement de cette fraiseuse :


a bientôt

Bonjour,

Réalisation intéressante que je vais suivre avec plaisir.

loubial a dit:

Le gourou de cette solution sur ce forum est J-Max.

Cliquez pour agrandir...

Gourou surtout pas ! Simple utilisateur, je partage le peu que je sais avec qui ça intéresse et ça me va très bien.

++JM

Bonjour,

c' est génial comme système .

Par contre, est-ce que ça marcherait pour des plus gros moteurs , genre NEMA 34 et NEMA 42 en ajoutant des stepper drives.

Bonjour

Bravo ça avance bien. Je vais suivre la suite.
Merci de partager ton expérience.