étude et réalisation de ma fraiseuse cnc ( bâtie en béton )

[fred250]

j'ai pas fini le buggy mais mon projet cnc me fait déja cogité
Alors j'ouvre un poste pour avoir vos conseils et opinions
Alors voila le cahier des charges :
ce sera une machine surtout destinée a usiné des métaux donc elle devra être rigide et puissante avec le maximum de précision tout en restant réaliste ... et devra coûté le moins cher possible sans pour autant faire l'impasse sur ce qui sera vraiment utile pour avoir un résultat correct
Courses des axes 1000 par 500 environ et entre 300 et 400 voir 500 mais j'ai peur d'une trop grande flexion de l'axe z même si vu mon usage je pourrait en avoir besoins un jour :? À votre avis

Niveau structure elle sera faite en ipn et autres profilés du genre a déterminé en fonctions des solutions techniques choisis

Pour les avances ce sera des vis a billes diamètre 16 pas de 4 qui doivent arriver dans 15 jours
Et pour le guidage je pense a un système a roulement comme ci dessous ( un des deux coté a choisir )

par contre la piste de roulage des roulements ne risque t elle pas de ce marqué trop vite avec de l'acier doux étant donné qu'il y aura quand même des contraintes vus l' effort qu'ils devront supporters par contre cela devrait être très doux pour les moteurs

Pour la structure ce sera un portique pour des raisons d'encombrement et de la surface importante de la table , de plus par la suite je compte en faire un centre d'usinage fermé avec changeur d'outils et un 4 éme axes (qui fera office de tour aussi ), voir plus mais j'ai peur que la conception des pièces , paramétrage et construction broche soit trop complexe mais ça on verra plus tard

Pour moi il y a trois solutions :

Celle du petit schéma du dessus avec un renfort du portique qui passe sous la table pour plus de rigidité

Celle volée a ibanana ( celle que je préfère)
Mais sans les renfort verticaux entre les 4 piliers

Ou du même type que ci dessus mais sans les piliers de devant en, rajoutant des renfort dessus jusqu'a derrière ce qui libère de la place en cas de très grande pièce mais par contre j'ai peur pour la flexion , donc pas très chaud a moins que vous pensiez ça possible :?

Tous les conseils et avis seront les bienvenues

 

[romteb]

Ton système de roulement je le sens pas trop pour usiner de l'acier, ceci dit on voit pas ou (sur la longueur) ni combien tu en mets, mais dans tout les cas ce choix introduit pas mal de possibilité de jeu et de flexion dans le systeme de guidage.

Sinon tu as pensé à chercher la bonne affaire sur ebay allemagne pour des roulement lineaires bien costaux ? la patience et la chance peuvent faire faire de grosses economies.

Lien vers la categorie Lineartechnik si jamais tu veux donner un coup d'oeil.

 

[fred250]

pour le jeu les roulements serais réglable et disposé sur une longueur de 30 cm voir plus pour le nombre je sais pas trop , a voir ...

 

[Doctor_itchy]

pour usiner de l'açier

pas bcp de choix

guide a bille sur rail linaire ( pas de barre stub ronde !!! )

ou queue d'arronde , plus economique car tu sais le faire toi meme mais il faut avoir acces a des vraie machine pour le faire !!

les autre possibilter la machine va vibrer trembler et faire au mieux un fini pourris et au pire la machine pliera sous l'effort

aussi il faut une solide broche avec gros roulement de 20mm interne sur rouleaux conique , et surtout pas des broche style kress et autre defonçeuse qui ne durerais environ que 5minute puis apres bye bye les roulement et ou le moteur

 

[ibanana]

Re: étude de ma future fraiseuse cnc

Celle volée a ibanana ( celle que je préfère)
Mais sans les renfort verticaux entre les 4 piliers

Ou du même type que ci dessus mais sans les piliers de devant en, rajoutant des renfort dessus jusqu'a derrière ce qui libère de la place en cas de très grande pièce mais par contre j'ai peur pour la flexion , donc pas très chaud a moins que vous pensiez ça possible :?

Salut,

Petit voleur d'idée ^^^^ :D

Juste un petit conseil, sache que ma conception n'est pas encore finie, aussi, je posterais d'ici 1 ou 2 semaines le résultats de ma conception en cours Donc si tu as encore besoin d'idées 8)

@+

 

[fred250]

ok merci, je prend note de vos remarques , par contre il y a un truc qu'il faut que je fasse rapidement , je vous explique ; je compte utilisé l'unité central qui et dans ma chambre pour commandé la machine qui sera au garage ou il y a aura juste un écran et clavié , pour cela il faut que que je passe une gaine par les combles pour ressortir dehors , descendre le long de la façade puis passé sous terre pour ressortir au garage
alors déja es que je peut simplement branché les deux écran sur le meme cable en faisant un té pour se branché sur l'unité central ?
faut il que je sépart bien les cables qui iront au garage des cables élèctrique qui seront sur leurs passage si oui du cable blindé serait il conseillé ?

 

[romteb]

Euh, as tu pensé qu'il te faudra brancher souris, clavier, port //, port VGA.

Pour le clavier et la souris je vois pas comment tu pourrais t'y prendre.

Longueur maximale conseillée pour l'USB = 4,5m

Longueur maximale conseillée pour le port // = 10m

Si c'est juste pour piloter une machine, un pc d'il y a quelques années fera l'affaire, et te coutera pas grand chose, moins en tout cas que n'importe quelle solution fiable pour ton projet de commandes a distance, et sans travaux.

 

[Doctor_itchy]

+1

rallonger les cable , lol

a moins de comuniquer via reseaux pas plus de 10metre deja parçeque les voltage au bout des cable // sera bcp trop faible pour faire fonctionner les carte , ensuite parçeque tu va choper des tonne de parasite et ta machine va bouger toute seule


le mieux est de choper un "vieux" pc

moi j'ai un p3/800 512mo ram 15go hdd carte video integree a la cm ( pc compaq ) je fat tourner mach3 en dedier sans probleme , sans lag et je monte pour le moment a 2000mm/minute ( avec les moteur present , mais avec les positec je monte a 22000mm/minute :D )

faut juste trouver le pc mais bon , celui la je l'ai choper sur les poubelles du village voisin il a demmarer direct il y avait pas de panne , il manquais juste le lecteur cd , j'ai choper exactement le meme chez la tante de ma femme qui est decedee il y as 1 mois je le garde car ça me fait des piece de rechange pour l'autre ^^

faut juste fouiner un peu ( brocante , cash converter , poubelles ,ect ) on trouve plien de truc qui peuvent servire pour nos machine

 

[Doctor_itchy]

pour les poubelles ok faut pas faire celle des menagere plien de bouffe , mais celle ou ta les "encombrant" ^^

j'ai choper le chassis en alu de ma cnc actuelle ainsi que des guide a bille avec les barre et le systeme pneumatique sur les "encombrant" ^^

bon faut pas ramasser n'importe quoi non plus hein lol ^^

 

[ibanana]

Salut,

Dis Doc, tu vas utiliser des servo?? Je serais intéréssé par des photos. Tu as les cartes de commande des servo?

@+

 

[fred250]

bon bah il me reste juste a trouvé un vielle ordi

 

[Doctor_itchy]

se ne sont pas des servo mais des moteur pas a pas 3phase +encodeur 1000pas par tour en full step

il y as les photo sur le topic de ma cnc

et j'ai pas les plan se sont des gros controleur industrielle ^^

 

[fred250]

que pensez vous de ce type guidages :http://62.161.248.215/fr/accueil.asp?nav=2&lie=1&prod=412 je pense que la base en alu doit provoqué pas mal de fléxion sur une telle machine mais avec une base acier cela serait il valable ...

 

[MaX-MoD]

ce que j'en pense?
performances moyennes et grande facilité d'utilisation mais prix de tarés.
essaye de chercher chez un bon ferronnier, tu peux trouver des rond en acier de 16 rectifié poli et traité thermiquement pour environ 150€ les 6m.
ca te demande de les percer tarauder mais si ton budjet est serré et que tu as du temps, je pense que c'est une meilleure solution.

mais 150€ par rail sans compter les douilles à billes, c'est trop.
pour ce prix tu as sur eBay du guidage linéaire THK NSK ou autres à recirculation de billes avec les chariots etc. qui même s'ils sont usés sont plus précis et plus costauds que ce truc!

aussi en neuf il y a pour des pris comparables sur stappenmotor des rails qui ressemblent (ou qui sont) à la série SR de THK.

perso je réserverais ce genre de quidage à une plasma ou une petite machine à PCB, où la rigidité n'est pas vraiment nécessaire tout comme la précision.

j'ai acheté 2 rails thomson de 1100mm avec 4 chariots à 150€ fdp in sur ebay, et je peux te dire que bien nettoyés et regraissés c'est nickel!
le mouvement est fluide sans à-coups et chaque chariots peut certainement supporter dans les 300Kg de charge (ce qui est peu comparé à des rails THK de même taille).
>sur mon site

a+

 

[fred250]

je compte pas en prendre chez eux , c'était juste pour savoir ce que ça vaut ce genre de systéme

 

[MaX-MoD]

tu me rassure là

 

[fred250]

me revoila pour quelques nouvelles
donc aprés beaucoup de réfléxions le bati sera en béton et de type portique mobile monté sur gros rails a billes et tout ça commandé par des servos et vis a bille bien évidament , le seul point obscure qu'il reste sera le choix de la carte de comande des servos
de toute façon il n'y en a pas cinquante vue le voltage de mes moteurs , il me faut donc du home made pour adapté la partie puissance a mes moteurs
celle d'uli a l'air pas mal mais n'a plus l'air de répondre pour les précieuses puces ....
ensuite vient celui de elm chang ou le code du microcontoleur et donné donc pas de probléme pour ça mais là aussi il faut aussi modifié la partie puissance
et si d'ici deux ou trois mois l'ami max mod a fini son controleur et qu'il est opérationel ce sera aussi une possibilité trés intéressante d'autant plus qu'en cas de probléme le concepteur sera pas trés loin pour lui tapé sur la tronche

là je vais déterminé les dimension éxacte du batis et début de l'année prochaine c'est maçonnerie en vue

mais j'ai deux trois point a déterminé


alors déjà au niveau de l'alim moteur , faut il lissé la tensions a la sortie du pont de diode ou les mos et moteurs dc s'en foute
ça m'arengerais de le savoir car vue le prix des condos qu'il me faudrat éventuellement je préfére prendre le temps de les trouvé sur ebay

il faut également que je détermine a peut prés les dimensions de mon axe z ce qui me perméttra de calculé au mieux les autres cotes
ma broche serra pourvue d'un changeur d'outils mais le point sur lequel je bute c'est au niveau du verin qui tiendra le cone en place
donc si quelqu'un a une idée de la force qu'il faut pour maintenir un cone SA 40 dans la broche avec une fraise a surfacé de 80 voir 90mm max ça m'arrengerais bien
et meme si c'est c'est pour de bien plus gros outils je suis preuneurs

 

[Yann]

"fred250: "alors déjà au niveau de l'alim moteur , faut il lissé la tensions a la sortie du pont de diode ou les mos et moteurs dc s'en foute
ça m'arengerais de le savoir car vue le prix des condos qu'il me faudrat éventuellement je préfére prendre le temps de les trouvé sur ebay"


5. How much voltage ripple should I expect from an unregulated DC supply?

a. A formula for determining the approximate amount of ripple on an unregulated supply is:

Vripple = Ips * 0.007 / C

Where: Vripple = peak-to-peak magnitude of voltage ripple

Ips = current delivered to amplifier from power supply

C = power supply bus capacitance in Farads (F)


Voici sur quelles bases j'ai monté mon alimentation pour mes servomoteurs. Je ne connais pas les cartes que tu évoques mais toutes les cartes de puissance que je connais demandent d'être alimentées avec une tension continue et pas seulement une tension redressée.

 

[MaX-MoD]

Un contrôleur servo a absolument besoin de courant continu.
mais si tu as 10% de variations ça devrait passer.
mais ça dépend de ce que tu comptes faire: ultra précision UGV ou machine plus 'normale'.

il faut savoir qu'il va apparaître une composante 100Hz dans l'intensité qui traverse le servo, et donc pareil pour le couple.
sur des courbes par exemple, tu risques de voir des 'vagues'
cette composante sera d'autant plus atténuée que tu auras de condos (en gros, car l'inertie du rotor, de ton chariot etc. y contribuera aussi fortement!)
La formule de Yann te donnera une valeur de capa à utiliser.
tu peux déjà essayer avec une capa moyenne, si ça va pas passer à une plus grosse.

sinon pour mon contrôleur je dois encore intégrer la limitation de courant et c'est utilisable avec les pont en H.
Avec les AOP il ne devrait pas y avoir de problèmes, le monsieur qui a écrit le code que j'ai modifié utilisait ses (son) servo(s) comme ça.
j'espère avoir assez de temps ces vacances ci

Je prévois dans mon contrôleur une partie alim PWM qui permettrait de se passer pratiquement de capa, non pas pour un problème de prix (la différence ne sera pas flagrante) mais d'universalité: pas besoin d'adapter la tension du transfo à celle du servo, le contrôleur s'en charge.
Mais ça sera dans les cartons encore un bout de temps...

en cas de probléme le concepteur sera pas trés loin pour lui tapé sur la tronche

aucun risque!

quoique... je vais ptet me mettre au karaté moi

 

[Sanson]

savoir car vue le prix des condos qu'il me faudrat éventuellement je préfére prendre le temps de les trouvé

Le problème des condensateurs est un faux problème.

Tu as un "tas" de condensateurs qui feront l'affaire. (Un seul condo n'est pas nécessaire)

Il te faut déterminer la capacité nécessaire au filtrage de ton courant (Voir formules de Yann)
Je dénommerai cette valeur Cs (Pour capacité de Service)

Tu la majores un peu (Juste un peu !)
Tu devrais connaitre la tension sous laquelle tes moteurs seront alimenter (Voir causerie sur les modifications d'une SuperX3 en CNC)

En fonction de ces 2 paramètres, tu recherches des condensateur dont la tension nominale est compatible avec ta tension d'utilisation.
NB : Pour info, si un condo est marqué 60 Volts (Vc = V crête), sa tension limite réelle est de Vc + 50 %).
Cette info peut dépanner ....

Ensuite tu détermines le nombre de condensateurs nécessaires, sachant qu'il te faut obtenir une valeur Cu que ton condensateur aura une valeur Cx à toi d'en faire le calcul.
Tu devras obtenir des chiffres qui vérifient l'équation suivante : Cu = Cx x y (nombre de condo).

Ce n'est pas fini !
Chaque condensateur porte 2 autres paramètres : sa résistance et son intensité max.

En fonction de la puissance nécessaire, ton alim devra débité une certaine courant.
La grosse partie de celle-ci sera fournie par le transfo, mais pas en permanence : il restera une fraction qui devra être fournie par un réservoir : c'est la fonction des capacités.
Comme chaque capacité est capable de ne fournir qu'une intensité de x ampères (pas très élevés), il te faudra vérifier que le total correspondent bien à ton déficit.
Nb : La résistance interne de la capa détermine cette intensité.


Partant de toutes ces données, il y a une multitudes de possibilité.
Nb : Comme par exemple, monté 2 capacités en série => tu doubles la tension d'utilisation (pour une capacité unitaire et une intensité unitaire)
Exemple 2 fois une 1.000 µF 60 V te donnera, en série, une capacité équivalente de 1.000 µF 120 V
Ces 2 même capacité, assemblé en parallèle te donneront 2.000 µF 60 V.

Soigne tes branchements.
2 circuits imprimé enserrant ton "pack" de capa peuvent constituer une bonne solution, mais attention aux intensités qui circulent (prendre 10 Ampères par mm2 pour le calcul de section des pistes. (Cas d'un Circuit imprimé)
Beaucoup plus pour une section filaire.

Nb : Traditionnellement, on place le point de masse sur le circuit imprimé qui rassemble les points zéro des condensateur (la masse).
C'est pratique pour établir proprement le point "étoile"
Nb : On sait que nous allons avoir des problèmes d'interférence (moteur pas à pas // courant faible signaux => liaison blindé)
Nous devons donc tout particulièrement soigné cet aspect.
La meilleure solution est de rassemble toutes les références de masse en un seul et unique point.
(Interdit de "boucler" les masses ....)

Autre chose, eBay, c'est bien ......, mais il faut savoir qu'un vieux condensateur, stocké depuis de long mois sans jamais avoir "travaillé" (Comprendre sans avoir jamais été mis sous tension) perd de ses caractéristiques (Sa tension de service, notamment !)

Une ondulation résiduelle de 5 % est acceptable : c'est la limite pour les moteurs.

 

[Doctor_itchy]

sur les gros controleur servo industrielle la tension est regulee avec une regulation electronique ! se qui en sort est lisse tres lisse et tres tres propre !

mais c'est pour des machine ugv industrielle !

deja une bonne alim bien dimentionee par rapport a se que le moteur demande c'est deja pas mal , gros condo de filtrage avec des condo plus petit pour cerner le filtrage par frequençe peu aussi etre interessant

 

[MaX-MoD]

bonnes info Sanson, mais je pense que pour deux condenso en série, la capacité est divisée par 2 (je vérifie ce soir)
et quant on met en série, attention, il faut une résistance en // à chacun des condensateurs, sinon les condo ne se chargent pas autant l'1 que l'autre, et tu peux te retrouver avec un condo à 20V et l'autre à 30 voire plus...

A+
Max

 

[fred250]

meci , je crois que je doit savoir tout ce qu'il faut pour faire mon alim maintenant

 

[Sanson]

je pense que pour deux condenso en série, la capacité est divisée par 2 et quant on met en série, attention, il faut une résistance en // à chacun des condensateurs,

Vérifies ce soir !!!

L'intérêt de mettre une résistance en parallèle, s'il te plait ? (Réfléchis aux conséquences ....)

PS : A la rigueur, on peut imaginer une petite (en valeur) résistance série sur chaque branche des condensateurs, pour homogénéiser leur courant.
Mais dans la pratique, c'est rarement utile.

Il y aurait une troisième manière de filtrer une alim, mais je n'en ai pas parlé : c'est le filtrage "actif".
En très gros ....
Un pack de condensateurs et une commande du "vidage" de ceux-ci par transistors.
Lorsque l'on a besoin d'une grosse capacité et/ou d'une grande stabilité, c'est utile et ingénieux, autrement : pas d'intérêt.

deja une bonne alim bien dimentionee par rapport a se que le moteur demande c'est deja pas mal ,

Essentiel, tu veux dire !

Une bonne électronique (en général) se caractérise par une bonne alim.
(C'est un point coûteux, incontournable, sur lequel on fait, à tord, le plus d'économie ...

gros condo de filtrage avec des condo plus petit pour cerner le filtrage par frequençe peu aussi etre interessant

Remarque très pertinente dont j'aurais du parler !
Selon la fréquence que l'on doit filtrer, il convient de dimensionner intelligemment les capacités .....
Un gros condo de filtrage conviendra pour des fréquences basses, un petit pour des fréquences plus haute (Ceci étant exposer très grossièrement, mais nous n'avons pas besoin de plus d'informations.)

Il est donc judicieux de rajouter quelques petits condo, de bonnes qualité (genre polyester ou "Styroflex") de forte valeur en tension (400 Volts minimum) et de faible capacité.
Idéalement, on devrait en disposer au plus prés des charges (Moteurs, régulateurs <= directement sur les pattes), afin de minimiser les fréquences élevées voyageuses ....

N’oublions pas que TOUTE l’électronique devra en tenir compte en permanence : nous sommes dans la config qui présente le plus de possibilités d’interférences !!!!!
La disposition, l’emplacement des masses, leur cheminement ont une importance CAPITAL (Et le découplage (les petits condensateurs) devront être redondant.)

sur les gros controleur servo industrielle la tension est regulee avec une regulation electronique ! se qui en sort est lisse tres lisse et tres tres propre !

En ce cas, il s'agit d'une alimentation redressée, filtrée ET régulée.

Cela est nécessaire si nous avons d'importantes disparités d'alimentation secteur (Cas d'une usine, par exemple => lorsque le gros four, à coté, se met en route, il y a une baisse notable de la tension réseau !)

Ce genre d'alim a un coût !
Il est nécessaire pour l'alimentation basse tension des circuits de commande (au prix d'un dimensionnement plus important du transfo (Les pertes dues aux régulateurs), mais pas forcément (dans notre cas) pour la section "puissance" de notre montage.

Nb : Si cela devait s'avérer nécessaire, il y aurait une gentille étude à faire ...... (De simples TL 78xx s'avérant un peu trop léger ....)
En industrie, la régulation s'effectue par des (Gros) thyristors : une autre technologie, de quoi passer de grosses puissances, ce n'est pas notre cas.
PS : J'ai déjà vu de tels composants : Ils font la taille d'une assiette => Imaginer un TO3 de la taille d'une assiette .....

 

[MaX-MoD]

pour les condo j'en suis sur, chaque condo a une impédance de -1/(j.C.ω ).

en série ça fait: -1/(j.C.ω ) + (-1/(j.C.ω )) =-2/(j.C.ω ) => (1/2)*C

par contre les condo en // on ajoute leur valeur.

il en va de même pour les inductances.

pour les résistances en série, je parle d'un montage (R//C)-(R//C)
les condo perdent tout seuls leur tension, sans débiter de courant.
si tu met ces deux résistances en +, ça va te faire un diviseur de tension grossier, mais qui fera qu'à long terme la tension sera bien répartie.

J'ai fait le test, alimenter deux capa identiques (à 5V par exemple), puis les débrancher.
le lendemain leur tension était bien en dessous de 5V et pas la même, une capa se déchargait plus vite que l'autre.

mais pas d'inquiétude, ces résistances sont en K Ω elle ne consomment ni ne chauffent presque pas!

 

[Yann]

Les résistances en séries s'ajoutent R= R1 + R2
Pour les résistances en // on a 1/R = 1/R1+1/R2 ou R = (R1xR2)/(R1+R2). Donc si R1=R2 R=(R1)/2
Pour les condensateurs c'est exactement l'inverse l'équation série devient l'équation pour des condensateurs en // et l'équation // devient l'équation pour des condensateurs en série.
C'est effectivement recommandé de placer aux bornes de condensateurs en série des résistances formant un diviseur de tension et cela d'autant plus que les tensions sont élevées.

 

[fred250]

voilà enfin des bonnes nouvelles avec un paquet de mois de retard sur mes objectifs... mais c'est pas grave tant que le projet avance
donc aujourd'hui j'ai coulé le bâtie béton , non sans quelques sueurs froide car j'ai sous estimé la pression que peut exercer le béton sur le coffrage
celui ci a bien faillit cédé a plusieurs endroit , mais heureusement ont a limité les dégâts , il y a quand même quelques endroits ou il fait le ventre mais en principe les parties importantes ne doivent pas trop avoir bougé , de toute façon va falloir surfacé
en tout cas heureusement que j'ai acheté une aiguille vibrante sinon ça aurait été impossible de bien remplire comme il faut tout les recoins du coffrage et de bien enrobé tout les insères mais c'est aussi cela qui a fait cédé le coffrage...

maintenant je vais commencé doucement a attaqué le portique mobile , je mettrais plus tard quelques photos du coffrage , la c'est dodo bien mérité

 

[romteb]

Je suis pas mal interessé par ton experience, je vais faire un coffrage un peu dans ce genre pour ma X2, tu as utilisé un beton particulier ? Avec des armatures je suppose ?

J'ai regardé un peu les aiguilles vibrantes, c'est pas donné, et les pneumatiques qui coutent pas cher consomment trop d'air, sans compter que ca doit être violent dans un pti coffrage non ?

J'ai pensé à vibrer le coffrage, mais apparement le bois ne transmet pas super bien les frequences genre 200Hz (~ 12000 tr/min) qui sont celles utilisées pour vibrer le beton...

 

[MaX-MoD]

J'attends les photos avec impatience

 

[fred250]

oui , toute la structure est en béton armer , le béton je l'ai fait moi même , je l'ai dosé entre 350 et 400kg par mètre cube ( faudra que je calcul le cubage exacte du coffrage pour être sur ) en y ajoutant des fibres et un adjuvant d'imperméabilisation
pour ta X2 tu n'aura pas un gros coffrage donc ça risque pas grand chose avec l'aiguille vibrante , mais franchement je regrette vraiment pas l'achat même si ça m'a coûter environ 100 euros , j'aurais jamais pu arrivé a quelque chose sans elle , mais faut dire que j'ai pas mal de ferraille et que par endroit le coffrage est un peut biscornue
mais en tout cas c'est super efficace , le béton descend a une vitesse des que l'on met l'aiguille , mais a cause de la faiblesse de mon coffrage je n'ai pas pu vibré suffisamment de partout , mais bon j'ai quand même bien fait remonté le plus gros de l'air et je pense avoir permis en bon enrobage des insères et une bonne mise en place du béton dans tout les recoins