éternelle combat Vis à bille VS Courroies

[Paquito]

Hello tout le monde !
Je vais bientôt fêter les 10ans de mon premier message ici


Depuis, j'ai fabriqué plusieurs CNC de toutes tailles et précisions.
Comptant me faire mon Ultime CNC, la der des der qui fera tout ce dont j'ai besoin (y compris usiner un peu de métal mais pas spécialement pour l'acier), j'hésite :
Je compte faire une Fraiseuse 3 Axes d'environ 820*1300 de surface utilisable, en profilés Alu + Rails HGR 20mm.

J'hésite entre des vis à bille 1605, précises, et une courroie type HTD-5m de 20 voir 25mm de large pour les X et Y (le Z sera en vils à bille 1204 dans tous les cas). J'ai l'habitude de faire mes cnc avec des vis à bille pour le fraisage

Je précise que j'ai trois gros pas à pas Nema34 (et aussi des 23) pour tout animer donc je peux tendre tout ça pas mal.
J'ai un peu peur que ça soit lent avec des vis à billes et que ça s'use rapidement à faire sans cesse des aller-retours, mais en même temps, j'ai un peu peur de la précision des courroies sur une grande distance (2800mm en closed-loop). Je précise aussi que je peux faire un rapport 2:1 pour la courroie pour avoir une précision qui me semble pas mal, si la transmission était parfaite (0.03mm ou moins à 1/8 microstep)

Ma question est donc : est-il judicieux d'utiliser une courroie si je veux une précision relativement importante ? Est-ce que c'est vraiment naze ou est-ce que quand on on dit que ce n'est pas précis c'est pour des précisions de l'ordre du 0.001mm ?

Solution n°2 pour la vitesse avec des vis à bille : faire un rapport 1:2 avec mon moteur, mais j'ai peur que mes vis à bille s'usent très vite...

Je suis pas très expérimenté pour les grandes machines (ma première était énorme mais avec des chaines de vélo donc rapide mais imprécise au possible), désolé si ma question est floue, mais j'adorerais avoir vos avis !
Merci
Paco

 

[kiki86]

bonsoir
avec des vis de tres bonne qualité il n'y a pas de problème de vitesse et d'usure
si ma mamoire est bonne, il y 30 ans, la vitesse rapide était de 6m/seconde

 

[Alex31]

Je précise aussi que je peux faire un rapport 2:1 pour

prend directement des vis a bille au pas de 10mm, avec entrainement direct 1610

je suis pas fan des courroie ou des crémaillère, ça complique (un peu) , pour une CNC amateur

 

[pascalp]

Tu peux jeter un œil sur https://buildyourcnc.com/CNCMachineMechanicalParts.aspx
vis à bille, chaine, courroie et leur application dans différents kits.

 

[Squal112]

Je précise que j'ai trois gros pas à pas Nema34 (et aussi des 23) pour tout animer donc je peux tendre tout ça pas mal.

Pas à pas et haute vitesse, ça va pas faire bon ménage ça...
Idem pour la précision

J'ai un peu peur que ça soit lent avec des vis à billes et que ça s'use rapidement à faire sans cesse des aller-retours,

Pourtant c'est un peu la finalité d'une VaB, de faire des allers-retours à longueur de temps ^^
Et bien souvent à haute vitesse, surtout quand on leur colle des servomoteurs qui tournent à 6000tr/min pour atteindre des vitesses de déplacements de 80m/min (Chiron FZ08 par ex), pas bien le choix malgré de pas de vis à billes de 10, 20 voir 30mm.

Ma question est donc : est-il judicieux d'utiliser une courroie si je veux une précision relativement importante ?

Non pas judicieux, si les machines industrielles sont toutes en vis à billes c'est bien qu'il y a une raison.
Rien que sur l'élasticité de la courroie, sa tension, son usure les centièmes de mm s'envolent très très vite.

Est-ce que c'est vraiment naze ou est-ce que quand on on dit que ce n'est pas précis c'est pour des précisions de l'ordre du 0.001mm ?

Une précision et donc une répétabilité de l'ordre du micron en usinage, c'est une machine précise et répétable dans ses déplacements à moins de 0.4µm...
Donc oui, associer des courroies en souhaitant une grande précision, c'est juste une totale utopie.

Il suffit de voir la complexité (bâti composite, vis/rails de très très haute qualité/précison, enceinte fermée et thermo-régulée ainsi que les axes, les broche...) et les moyens que ça demande pour qu'un CU industriel soit précis et répétable à moins de 5µm.
Pour info un centre vertical Mikron MILL S/X c'est donné pour 3µm en usinage... et on est déjà haut dans la qualité.
Du plus précis ? Willemin-Macodel, Makino, Yasda, Kern, Spinner...

Solution n°2 pour la vitesse avec des vis à bille : faire un rapport 1:2 avec mon moteur, mais j'ai peur que mes vis à bille s'usent très vite...

Les vis à billes de qualité ne s'usent pas vite, loin de la surtout si elles sont correctement montées, alignées, lubrifiées et qu'elles ne ramassent pas la merde (copeaux, poussières...)

 

[BMIF]

Grandes tables, précision, usinage de métaux et de la vitesse pas 36 000 solutions, les mieux c'est la vis à billes avec un montage écrou tournant

C'est sur ce dernier point que ça coince souvent, l'écrou tournant. Fabriquer le montage peut poser problème mais si tu as déjà une CNC ça devrait le faire

Benefits of a rotating ball nut (aka driven nut)

In a rotating ball nut assembly, the screw is stationary, so resonance and critical speed are no longer the limiting factors for maximum speed.

www.linearmotiontips.com

 

[mpvue91]

Grandes tables, précision, usinage de métaux et de la vitesse pas 36 000 solutions, les mieux c'est la vis à billes avec un montage écrou tournant

ET AUSSI quelques appareils de mesure de grandes dimensions pour contrôler la précision sinon ?????????????
Moi je crois que beaucoup de gens ( en les lisant ) confondent encore précision et résolution

 

[BMIF]

ET AUSSI quelques appareils de mesure de grandes dimensions pour contrôler la précision sinon ?????????????
Moi je crois que beaucoup de gens ( en les lisant ) confondent encore précision et résolution

Il y a des fabrication sur you tube, la précision n'a pas forcément besoin d'être au centième partout. Une autre solution c'est du compromis.

Vis à bille et pignon crémaillère c'est facile à mettre en oeuvre.

Vis à billes hyper précis mais limité en vitesse surtout sur des grandes distances.
Pignon crémaillère t'as la vitesse mais pas la précision. Sur ma CNC bois c'est ce que j'ai mais atteindre 0.1mm-0.2mm de précision c'est déjà un miracle et encore. Pour le bois pas besoin de plus. Je rajouterais l'aspect maintenant qui est facile et pas cher

Je n'étais pas parti sur l'écrou tournant car de une je n'avais pas de tour pour faire l'a pièce de liaison entre l'écrou à bille et la plaque de fixation et niveau budget c'était beaucoup plus cher. (Usinant du bois si tu veux des vis à billes qui ne laisse pas rentrer la poussière c'est hyper cher)

 

[Squal112]

Vis à billes hyper précis mais limité en vitesse surtout sur des grandes distances.

Limité en vitesse et en distance ?
Quand tu sais que des CU haut de gamme (et pourtant plus tout jeunes) déplacent leur axes à 80m/min, je sais pas si ont peu bien parler de limite de vitesse dans le cas de machines amateur ou auto-construites.

Une vis à billes de qualité n'aura aucun problème pour tourner jusqu'à 5000tr/min...
Les plus rapides (vu chez THK) sont données pour 121m/min, à cette allure les courroies vont pas aimer longtemps, et j'ose même pas parler de précision.

Quand aux grandes distances associées au grandes vitesses ce n'est pas un soucis non plus.
Exemple avec notre vielle poinçonneuse numérique Amada (une Europe 258) qui a des courses de 2m en X et 1.27m en , avec des vitesses de 65m/min pour le X et 50m/min pour le Y... Et une avance cumulée de 82m/min.

 

[BMIF]

Limité en vitesse et en distance ?
Quand tu sais que des CU haut de gamme (et pourtant plus tout jeunes) déplacent leur axes à 80m/min, je sais pas si ont peu bien parler de limite de vitesse dans le cas de machines amateur ou auto-construites.

Une vis à billes de qualité n'aura aucun problème pour tourner jusqu'à 5000tr/min...
Les plus rapides (vu chez THK) sont données pour 121m/min, à cette allure les courroies vont pas aimer longtemps, et j'ose même pas parler de précision.

Quand aux grandes distances associées au grandes vitesses ce n'est pas un soucis non plus.
Exemple avec notre vielle poinçonneuse numérique Amada (une Europe 258) qui a des courses de 2m en X et 1.27m en , avec des vitesses de 65m/min pour le X et 50m/min pour le Y... Et une avance cumulée de 82m/min.

Oui mais les CU professionnels ont des surfaces de références pratiquement parfaites, usinées avant montage (ossature de la machine assemblée) et pas des vis à billes montées sur des profilés aluminium comme nous amateurs. La tolérance donnée par les fabricants de profilés est généralement de l'ordre d'1mm des défaut de rectitude par mètre de profilé. Pas sur qu'une vis à billes à 5000trs/min fasse long feu si tu as une course de 2m. à la rigueur si tu prends des très gros diamètres et encore si c'est pas la vis qui prend ce sera les billes et les roulements

 

[speedjf37]

Bonjour,

La tolérance donnée par les fabricants de profilés est généralement de l'ordre d'1mm des défaut de rectitude par mètre de profilé

J'ai vérifié de nombreux profilés alu quand j'ai fabriqué mes machines avec une règle rectifiée (1m) j'ai moins de 1/100mm de défaut sur les profilés.
A l’œil avec lumière rasante c'est quasi parfait
Même sur certains qui ont souffert !

Je ne pas en dire autant des vis à billes !!!!!

Cordialement JF

 

[Squal112]

Oui mais les CU professionnels ont des surfaces de références pratiquement parfaites, usinées avant montage (ossature de la machine assemblée) et pas des vis à billes montées sur des profilés aluminium comme nous amateurs. La tolérance donnée par les fabricants de profilés est généralement de l'ordre d'1mm des défaut de rectitude par mètre de profilé. Pas sur qu'une vis à billes à 5000trs/min fasse long feu si tu as une course de 2m. à la rigueur si tu prends des très gros diamètres et encore si c'est pas la vis qui prend ce sera les billes et les roulements

D'un coté en visant des précision de 1µm en positionnement (comme l'évoque l'auteur du sujet), faut pas éspérer arriver à ce résultat avec un bâti en profilé alu...
A un moment, faut être cohérent dans le projet.

Je ne pas en dire autant des vis à billes !!!!!

Vis à billes dont la provenance ne serait pas un site de e-commerce bien connu ?
Des VaB de qualité chez THK, SKF, Hiwin, tu n'auras pas de surprises, sauf sur la facture ^^

 

[mpvue91]

A propos de vis à billes ; j'informe ceux qui ne le savent pas que nous pouvons monter des vis à billes sur nos cnc PARCE QUE quelqu'un est parvenu industriellement à un résultat acceptable en ROULANT le filet au lieu de l'usiner puis rectifier. La référence dans ce domaine fut SFERAX pour des vis à billes montées par les avionneurs pour actionner les volets à commande électrique comme AIRBUS sur l'A300

 

[Papy54]

D'un coté en visant des précision de 1µm en positionnement (comme l'évoque l'auteur du sujet)

Je crois pas que ce soit l'objectif.

avoir une précision qui me semble pas mal, si la transmission était parfaite (0.03mm ou moins à 1/8 microstep)

J'ai plutôt compris que 0,03mm est l'objectif visé.

 

[Beber70]

J'ai monté une vab de 5m qui embarque un chariot de 2t qui prend également des efforts important au delà de la tonne et qui fait des va et vient depuis 5 ans sans problème ni usure perceptible.
J'ai vu une machine après 30 ans de service remise en état pour une meilleur précision en changeant les diamètres des billes pour compenser l'usure.
VAB sans hésiter si c'est la dernière CN "faut pas gâcher la tarte pour un oeuf ! " même si l'oeuf va être plus gros que prévu..

 

[Mcar]

A propos de vis à billes ; j'informe ceux qui ne le savent pas que nous pouvons monter des vis à billes sur nos cnc PARCE QUE quelqu'un est parvenu industriellement à un résultat acceptable en ROULANT le filet au lieu de l'usiner puis rectifier. La référence dans ce domaine fut SFERAX pour des vis à billes montées par les avionneurs pour actionner les volets à commande électrique comme AIRBUS sur l'A300

un filet roulé sera toujours moins précis qu'un filet usiné et rectifié derrière
en revanche un filet roulet est moins cher à produire qu'un filet tourbillonné et rectifié ensuite.
parce que la méthodologie d'un filet roulé déplace de la matière pour arriver au résultat voulu, comme rien ne se perd en matière, la vis augmente de longueur avec pour conséquence du déplacement de matière des contraintes énorme dans la vis . Le résultat en final c'est l'apparition de battements qui part dans tout les sens. en gros, ça ne tourne pas rond et là vis ne pourra pas tourner très vite.
la solution utilisée industriellement parlant avec du roulage, c'est de redresser la vis mais là on use le soleil car les machines industrielles de redressage ont un algorithme qui ne permet pas de maitriser le temps de cycle, c'est au petit bonheur la chance. et de toute façon on arrive jamais en production de masse à la precision de battement d'une vis usinée.

 

[Beber70]

Il y a aussi l'aspect resistance, un filetage roulé et plus résistant qu'un filetage usiné

 

[el patenteux]

Pour en revenir au sujet.
Moi je partirais sur des vab 2010 en prise directe.c'est un peu anti mécanique de prendre un pas plus petit pour le faire tourner 2x plus vite.

 

[Papy54]

c'est un peu anti mécanique de prendre un pas plus petit pour le faire tourner 2x plus vite.

La résolution maximale de déplacement est égale au pas de la vis / par le nbre de pas par tour du moteur du PAP.
C'est à dire que si double le pas de la vis, la résolution est divisée par 2

 

[el patenteux]

Je sais tout ça,ce que je veux dire c'est que c'est un non sens de faire tourner une vab 2x plus(trop) vite pour le meme résultat.
Ce que notre ami veux faire c'est faire tourner une veb de 5mm 2x plus vite pour arriver au meme résultat.

 

[Alex31]

La résolution maximale de déplacement est égale au pas de la vis / par le nbre de pas par tour du moteur du PAP.
C'est à dire que si double le pas de la vis, la résolution est divisée par 2

c'est aussi ce qui ce passe avec les transmissions par crémaillères ou courroies, il y a un étage de transmission/ réduction qui modifie la "résolution" pour gagner de la vitesse

je suis de l'avis de el patenteux, je l'ai écrit au post #3, prendre des VAB au pas de 10mm

éternelle combat Vis à bille VS Courroies

Hello tout le monde ! Je vais bientôt fêter les 10ans de mon premier message ici :) Depuis, j'ai fabriqué plusieurs CNC de toutes tailles et précisions. Comptant me faire mon Ultime CNC, la der des der qui fera tout ce dont j'ai besoin (y compris usiner un peu de métal mais pas spécialement...

www.usinages.com

 

[Doctor_itchy]

toujours des vab pour une fraiseuse , toute machine AVEC des effort dynamique c'est vis a bille ou au pire trapézoidale si le budget est limiter , les courroie c'est pour des machine sans effort dynamique ( entendre par dynamique que le portique ne doit pas contrer des effort induit par la fraise/outils ) donc machine de découpe laser , imprimante3d , positionneur divers ect go to courroie