Fabrication CNC, avis sur la structure mécanique

[totocmc]

Bonjour à tous,

Je possède une cnc depuis une dizaine d'années maintenant.
C'est une cnc chinoise style 6040 portique, que j'ai agrandi en y pour avoir un axe de ~1200 mm.

Je pratique le modélisme circulaire depuis plus de 16 ans, c'est dans le cadre de cette activité que j'utilise ma cnc pour du balsa, contre plaqué, alu, ...

Malheureusement j'ai un problème de rigidité, qui s'est aggravé récemment, pour la découpe de l'alu.
Je faisait des passes de 0.1 à 0.3 mm mais l'usinage est très long sur une plaque de 10 mm et ma machine vibre de trop, elle a une flexibilité trop grande au niveau de la broche.

J'ai donc pris la décision de faire une nouvelle machine plus rigide .

J'ai déjà acheté tout le matériel électronique :

La broche + support : http://www.ebay.fr/itm/111954626774?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT
http://www.ebay.fr/itm/201926754089?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT

les moteurs PaP + drivers : http://www.ebay.fr/itm/122027267974?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT
(je sais ils sont un peu trop gros mais j'étais partie sur un autre projet à l'origine :( )

Étant dans l'électronique j'ai besoin d'avis sur la partie mécanique.

Mon projet :
- Faire une CNC pour usiner du métal (alu et acier), avec des passes de 1mm minimum avec une vitesse correcte pour l'alu.
- Faire des moules en alu.
- La zone utile d'usinage est :
X = 600mm
Y = 400mm
Z = 150mm
- Une machine portique fixe avec une table mobile sur l'axe Y.
- La structure sera en acier soudé.
- Les rails seront des rails prismatiques de 15 ou 20 mm.
- Les vis à billes des 1605 ou 2005.

Mon besoin sur ce forum :
Avoir des conseils sur les meilleurs façons de faire une structure rigide.

Mon matériel :
- Une fraiseuse CNC type 6040 agrandie.
- Une fraiseuse manuelle.
- Un tour.
- Électroportatif d'atelier.

Mes finances :
Environ 3000€, peut evoluer .

J'ai pas trop de place pour la poser donc une structure portique m'intéresse plus, mais je ne suis pas contre la table mobile.

Dans l'attente de vos réponses

@++

 

[totocmc]

Re:

Désolé mais mon post manque de précision

Les tailles que j'ai donné sont pour la partie utile à l'usinage.

J'avais pensé pour la structure utiliser des profilé alu ou souder un cadre en acier. Dites moi ce que vous en pensé et si vous avez des types de structure.

Ce kit rail correspondrait bien à mais besoins :
http://www.ebay.fr/itm/EU-Stock-SBR...502114?hash=item3d3d99e9e2:g:eOUAAOSw1WJZHqQB

J'aimerai aussi pouvoir usiner de l’acier mais juste faire de la découpe avec des passes de l'ordre de 0.5 mm.

@++

 

[Momoclic]

Bonjour,
Comme tu le dis toi même si tu veux de l'aide il faut aussi des informations...
Sur le forum il est souvent question de cahier des charges, et c'est effectivement la première chose à mettre en œuvre et à partager
En plus de tes objectifs tu pourras y noter les moyens dont tu disposes, matériels, financiers, techniques et autres.
Si tu as une architecture qui t'inspire n'hésite pas à le signaler.
Avec toutes ces info. il sera plus facile de t'orienter.

 

[totocmc]

Salut Momoclic et merci de ta réponse.

Pour ce qui est du cahier des charges une bonne partie de mes besoins sont déjà présents.
Mon matériel : J'ai une fraiseuse cnc portique, une fraiseuse manuelle, imprimante 3D, un tour, et tout l'électroportatif de base d'un atelier.
Du point de vu financier, en comptant tout ce que j'ai déjà acheté plus haut, dans les 1000 à 3000 €, pour une super machine
Techniquement, je sais utiliser mes 10 doigts mais j'ai pas une formation mécanique/usinage.
Pour ce qui concerne l'architecture, je ne connait pas de nom mais une portique mais plaît bien pour son encombrement réduit,
mais si vous me dites que un portique fixe est obligatoire je peux réduire la taille de ma machine pour qu'elle rentre chez moi .

Ce genre de machine ma va bien : http://www.cnczone.com/forums/attachment.php?attachmentid=125151&stc=1&thumb=1&d=1389522708

Mais quel sont les défauts de ce type de structure, ou de celle-ci :

ou :

Encore merci

 

[Jmr06]

Bonjour,
J'ai un peu près le même projet, mais pour dans quelques mois. Aussis, je vais suivre avec attention le tien.

Dans le style IPN, il y celle-ci :
https://www.usinages.com/threads/nouvelle-cnc-portique-mobile-acier-a-base-dipn.93730/

Effectivement, tes moteurs sont bien dimensionnés : 12 N.m mazète ! Remarque l'avantage, c'est que tu pourras faire un portique sans trop te préoccuper de son poids, il bougera toujours...

Dans ton budget, il me semble que tu pourais viser des rails prismatiques 15mm et des vis de 20. Dans un budget similaire, c'est ce que je compte faire.
En tout, bonnes suites pour ton projet.

 

[totocmc]

Salut Jmr06,

Ton lien est super, merci, la machine est vraiment belle, et son plateau fait rêver.
Mais dans la vidéo du gars, lors de l’usinage de l'aluminium, sa machine semble vibrer?

Pour les rails prismatiques 15mm il est vrai que c'est beaucoup mieux, mais très cher :( , je réfléchie encore le sujet.

Merci,

@++

 

[Momoclic]

Les profilés alu sont vraisemblablement une bonne option, ça simplifie le travail mais pas le prix.
Les petites équerres fournies avec les profilés me semblent très insuffisante pour garantir une bonne géométrie dans le temps.
Pour un prix plus modique tu pourrais la construire en acier puisque tu disposes de machines !

Tu as opté pour une puissante broche qui tourne à 24000 rpm, les rails prismatiques lui assureront une qualité de guidage qui aura des répercutions sur la précision.
Regarde mon sujet, pour des cotes assez proches et des vis a billes à double écrou je m'en tire à moins de 500 euros.

Ce qui me semble regrettable dans le choix de tes robustes moteurs pas à pas c'est qu'il sera sans doute difficile de les faire tourner rapidement...
De ce point de vue l'usage d'une broche de 2,2kw peu s'en trouvé réduit. Des vis à billes au pas de dix pourraient approcher une solution ?

 

[el patenteux]

Pour usinner de l'alu voir de l'acier je n'irais pas avec un pas supérieur a 10mm.
Avec 12 nm ce sera carrément dément le couple dont tu vas disposer,tu pourras te faire arracher un bras par la machinne sans qu'elle ne perde un seul pas

 

[Momoclic]

Bonjour,
Effectivement un pas de 10mm ne serait pas l'idéal dans l'acier. Malgré ça Rider63 avec une broche chinoise de 3kw usine alu et acier avec des vis de 10...

 

[stanloc]

Bonjour,
Effectivement un pas de 10mm ne serait pas l'idéal dans l'acier. Malgré ça Rider63 avec une broche chinoise de 3kw usine alu et acier avec des vis de 10...

Oui mais il faut être prêt à réaliser le châssis qu'il a fait lui. Il n'est pas exactement sur le modèle montré plus haut.
Pour usiner des métaux il n'y a pas deux choix possibles seul un châssis en acier est envisageable et si en plus on est dans la démesure au niveau puissance de broche et puissance des moteurs pas à pas alors c'est encore plus impératif.
Stan

 

[totocmc]

Bonjour et merci à tous, pour l’intérêt que vous portez à ce projet collaboratif

Pour résumer ces premiers échanges, un châssis en profilé alu c'est bien mais peut mieux faire du point de vu de la rigidité (je comptais prendre des barre style 30x120 : http://www.ebay.fr/itm/Aluminiumpro...hash=item41b9f07a67:m:mS8IFOZyNrP3hb8TSdjuOlw
qui ont un écart entre 2 rainures de 30 mm comme les railles supportés ou 40x160 : http://www.ebay.fr/itm/Aluminiumpro...hash=item41bdbfc702:m:mVnfy2i-301Z7o6U67u8aHQ).
Le problème de celui en acier soudé, est d'assurer une plané arité forte et je ne suis pas un expert en soudure à l'arc .

Sinon pour les profilés alu, en utilisant des cornières en acier pour remplacer les petites équerres ?

Pour les vis à billes, des standards 1605 ne feront pas l'affaire?

@++

 

[stanloc]

Il y a une notion qui vous a échappé jusqu'ici c'est que pour usiner correctement des métaux il faut que la machine constitue un socle lourd vis à vis des efforts d'usinage. Si vous ne rechignez pas à la dépense en constituant avec de très gros profilés en alu un châssis lourd, pourquoi pas ? mais de mon point de vue il vaut mieux mettre son argent dans les guidages linéaires que dans le châssis et/ou dans la broche car les broches qui tournent à 24000 tr/min ne sont pas adaptées à l'usinage du métal surtout de l'acier et si on veut faire de l'usinage à grande vitesse sur l'aluminium avec une telle broche il faut que le châssis soit encore plus lourd avec une grande cohésion dans les assemblages (ce qui est particulièrement le point faible des châssis en profilé d'aluminium)
Selon moi un projet de conception de machine outil doit démarrer par le choix d'une broche adaptée à l'usinage des matériaux envisagés et par le choix du plateau sur lequel seront fixés les bruts que l'on veut usiner. Que le portique soit mobile ou non ce plateau fait partie d'un des points les plus délicats à choisir.
Je pars dans ma conception de l'objet et de la fraise pour aller vers l'extérieur et non de l'inverse.
Stan

 

[Momoclic]

Comme l'écrit justement Stanloc la difficulté est des réaliser une machine cohérente avec les objectifs à atteindre.
De ce point de vue totocmc, tu as encore une peu de réflexion à mener

 

[Jmr06]

jd ne suis pas un expert en soudure à l'arc

Moi non plus. Et bien que je m'entraine, avec mon petit poste à arc en prévision de ma future cnc, je pense de plus en plus en analysant le sujet que la soudure n'est forcément la seule solution. L'autre solution, c'est assembler par vissage
En effet, les forces en oeuvre restent modestes, et elles viennent principalement de la cinématique. L'objectif principale c'est rigidité et amortissement des vibrations. Un assemblage par vissage bien conçu peut répondre à ces deux impératifs. Avec l'avantage de réglage de la géométrie si on rencontre des difficultés.

La masse est un facteur important pour empêcher le bâtit de vibrer. Le matériau le moins cher, le plus lourd et le plus rigide est le meilleur. Et de ce point de vue, l'acier est bien placé.
Après, si on veut être rigide tout en étant léger, comme pour un portique mobile, l'alu est une bonne solution. Mais vu tes moteurs, je ne pense pas que ce soit ton problème.
Enfin, si on choisit l'alu, pourquoi utiliser des profilés hors de prix : il me semble que des tubes simples sont bien plus rigides à poids égal et bien moins chers. Je n'ai pas compris l'attrait qu'avaient ces profilés ? Juste éviter de faire des trous ? Si on en est là lorsqu'on contruit une cnc !

Enfin, tous ça ce sont des généralités. Comme le dit Stanloc, le premier point, c'est de définir ses conditions d'usinage, mais là, je laisse parler les spécialistes ...

 

[stanloc]

Enfin, si on choisit l'alu, pourquoi utiliser des profilés hors de prix

Parce qu'ils sont faits pour réaliser des assemblages dans le même esprit. On voit assez souvent à la TV des ateliers industriels où beaucoup de chaînes de production sont réalisés avec ces profilés. Si on veut assembler des tubes d'alu ou d'acier par vissage on va se payer un boulot énorme car leurs épaisseurs de paroi sont très souvent trop fines pour les tarauder. Par ailleurs la structure interne des profilés est très supérieure au "vide" de l'intérieur des tubes pour de nombreux aspects. Il est clair que si on ne regarde pas à la dépense et que l'on choisit des profilés de grosse section et qu'on les assemble avec un grand renfort d'équerres vendues à cet effet on peut faire un châssis convenable sauf pour usiner du métal.
Stan

 

[silky]

bonsoir
en comparaison des moteurs que tu as achetés:
http://www.ebay.fr/itm/122027267974?_trksid=p2057872.m2749.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT

avec les moteurs de chez bzt:
http://www.bzt-cnc.de/images/stories/bzt/pdf/schrittmotore/kte400-k.pdf
quel serait le meilleur rapport?
merci

 

[Jmr06]

. Si on veut assembler des tubes d'alu ou d'acier par vissage on va se payer un boulot énorme car leurs épaisseurs de paroi sont très souvent trop fines pour les tarauder.

Je ne sais pas ce tu entends par "un boulot énorme", mais il y a des moyens standards dans l'industrie pour visser dans des tubes sans tarauder dans les parois qui sous souvent trop fines. Le truc classique, c'est de mettre une contre-plaque dans le tube et des riveclés. Ceci permet de reprendre correctement toute l'inertie du tube, sans souplesse de liaison. Dans le burreau d'étude où je travaillais, j'ai fais pas mal de structures comme cela, lorsqu'on ne pouvait pas souder. Mais c'est sur, c'est plus long qu'avec des profilés.

 

[totocmc]

Bonsoir,

Donc il serait préférable de faire un chassis en acier soudé avec de l'IPN par exemple ?

@++

 

[Momoclic]

Bonjour,
Au début de mon projet, et d'autres aussi, j'envisageais d'utiliser des UPE. C'est effectivement une solution que j'ai remise en cause lorsque j'ai trouvé des tubes épais chez mon ferrailleur. Tout est question de moyens (pas que financier) et d'architecture.

 

[stanloc]

Bonsoir,

Donc il serait préférable de faire un chassis en acier soudé avec de l'IPN par exemple ?

@++

Il n'y a pas une façon de faire un châssis de cnc. Il y a des dizaines de façons et toutes peuvent donner de bons résultats. Sauf que pour mettre en oeuvre certaines il faudra des compétences et/ou des moyens que le concepteur n'a peut-être pas. Et cela commence avec le choix des matériaux. Les profilés acier utilisés dans la charpente métallique ont un inconvénient c'est qu'ils n'ont pas un bon état de surface. Si on a le courage de commencer par améliorer cela pourquoi pas les utiliser mais ensuite il faut bien étudier son coup pour en réussir l'assemblage. Toutes ces considérations feront qu'un choix est pertinent ou non.
Stan

 

[stanloc]

Bonsoir,

Donc il serait préférable de faire un chassis en acier soudé avec de l'IPN par exemple ?

@++

Il y a une chose que je n'arrive pas à comprendre c'est pourquoi tous nos débutants en conception de cnc, s'évertuent à "pondre" leur propre machine au lieu de prendre exemple sur un des très nombreux modèles déjà présentés sur ce forum.
Avec un tel constat on voudrait que je montre moi aussi mes réalisations ? il faudrait que l'on me prouve que cela intéresse quelqu'un. Tout au mieux quelques solutions postées ici ou là sont elles reprises parfois, mais jamais une réalisation complète.
Je m'évertue à signaler pourtant quelques exemples réussis mais c'est peine perdue. Il y a en particulier la cnc de C.PHILI "une cnc pour Patrick" qui a été présentée ici et plus complètement sur le forum METABRICOLEUR qui est exemplaire car réalisée par certainement le meilleur mécanicien amateur qu'il m'a été donné de connaitre sur ces deux forums.
Et non ; les années passent et chaque semaine on a un "nouveau" qui veut faire SA cnc. Résultat 9 sur 10 abandonnent car ils se rendent compte que réinventer la roue ce n'est pas une sinécure.
Dommage
Stan

 

[Jmr06]

+1 stanloc.
Personnellement, j'étudie sérieusement un bâtit avec des profilés de construction (IPN, HEA, etc...), sachant que :
- leur géométrie n'est pas parfaite,
- compte tenu de leurs tensions internes, c'est une très mauvaise idée de les reprendre en usinage pour les resurfacer (ça relache des tensions et il se déforme après la passe d'usinage) mais bon, si c'est juste quelques dixièmes, on peut éventuellement, mais prudence sur ce point,
- je ne suis pas un bon soudeur,
- ma fraiseuse actuelle (une 7045) a une course de 500, donc plus petite que le y que je veux faire.

Bref, je regarde la faisabilité d'un structure boulonnée avec des appuis de rail en étirés et du calage à la resine de calage.

Il n'y a pas une solution universelle, et chaque solution a ses défauts dont il faut bien prendre conscience, pour en tenir compte dans la conception et la réalisation.

 

[stanloc]

+1 stanloc.
Personnellement, j'étudie sérieusement un bâtit avec des profilés de construction (IPN, HEA, etc...), sachant que :
- leur géométrie n'est pas parfaite,
- compte tenu de leurs tensions internes, c'est une très mauvaise idée de les reprendre en usinage pour les resurfacer (ça relache des tensions et il se déforme après la passe d'usinage) mais bon, si c'est juste quelques dixièmes, on peut éventuellement, mais prudence sur ce point,

Il faut faire une différence entre un usinage conséquent telle une rainure pour y loger un rail prismatique et un simple écroutage que l'on fera sur les deux faces d'un IPN par exemple.

[/QUOTE]- je ne suis pas un bon soudeur,
- ma fraiseuse actuelle (une 7045) a une course de 500, donc plus petite que le y que je veux faire.

Bref, je regarde la faisabilité d'un structure boulonnée avec des appuis de rail en étirés et du calage à la resine de calage.[/QUOTE]

Avec une ou deux autres personnes j'ai souvent évoqué cette méthode mais c'est comme un châssis assemblé entièrement par collage, cela ne soulève pas l'enthousiasme. Comme toujours les gens ne se sentent à l'aise qu'avec ce qu'ils ont l'habitude de faire. L'utilisation des colles structurales c'est comme le soudage cela nécessite compétence et méthode.

[/QUOTE]Il n'y a pas une solution universelle, et chaque solution a ses défauts dont il faut bien prendre conscience, pour en tenir compte dans la conception et la réalisation.[/QUOTE]

 

[totocmc]

Bonjour,

Il y a une chose que je n'arrive pas à comprendre c'est pourquoi tous nos débutants en conception de cnc, s'évertuent à "pondre" leur propre machine au lieu de prendre exemple sur un des très nombreux modèles déjà présentés sur ce forum.
Avec un tel constat on voudrait que je montre moi aussi mes réalisations ? il faudrait que l'on me prouve que cela intéresse quelqu'un. Tout au mieux quelques solutions postées ici ou là sont elles reprises parfois, mais jamais une réalisation complète.
Je m'évertue à signaler pourtant quelques exemples réussis mais c'est peine perdue. Il y a en particulier la cnc de C.PHILI "une cnc pour Patrick" qui a été présentée ici et plus complètement sur le forum METABRICOLEUR qui est exemplaire car réalisée par certainement le meilleur mécanicien amateur qu'il m'a été donné de connaitre sur ces deux forums.
Et non ; les années passent et chaque semaine on a un "nouveau" qui veut faire SA cnc. Résultat 9 sur 10 abandonnent car ils se rendent compte que réinventer la roue ce n'est pas une sinécure.
Dommage

Un "débutant" ne veut rien réinventer, comme ceux qui font les machines que vous présentez qui n'ont fait que adapter à leur besoin un principe existent.
De plus un forum est là pour échanger des idées pour faire avancer nos projets, si nous voulions pomper une réalisation, pas besoin de vous, google s'en charge très bien.

Juste pour être claire, j'ai déjà une cnc qui ne correspond plus à mes besoins, trop souple pour usiner du metal.
J'ai besoin de personne pour faire de le modélisation 3d puis réaliser physiquement ma strucutre.
je suis venu sur ce forum pour avoir des conseils sur ce qui est le mieux à faire afin de l'intégrer dans me future machine.

Pour finir, "prendre exemple sur" ne permet pas d'augmenter ses connaissances.

@++

 

[totocmc]

Re,

Voila un poste qui m'inspire:
https://www.usinages.com/threads/cnc-en-profile-alu.81609/

qu'en pensez-vous ?

@++

 

[Jmr06]

Bon totocmc, pour rester positif et revenir au sujet de départ qui est la structure de ta CNC, avec ta superbe broche et tes très gros moteurs, tu envisages quelle solution ?
Si on fait un recensement de tous les types de solutions possibles (j'en oublis certainement) , on a :
- La fonderie (pour un amateur, on oublie je pense)
- Le béton et ses variantes
- Structure en tôles mécano soudées, rempli ou non de béton ou sable
- Structure en tubes acier, assemblés par soudage, ou, ce que je regarde en ce moment, par vissage. Là également, les tubes peuvent être remplis.
- Structure en profilé de construction, type IPN, etc... là également, variante par soudage et par vissage
- Structure en tube ou profilé alu "de base", c'est-à-dire tube rectangulaire (ou carré, ce qui est généralement moins bien) ou C. La encore, cela peut être soudé (plus rare pour un amateur) ou vissé.
- Structure en profilé type Bosch et consort. Donc solution vissée avec écrous noyés dans les rainures.

Si je comprends bien le début de ton poste, tu envisageais la dernière solution. Est-ce toujours le cas ?

Personnellement, et pour le moment, je regarde la solution suivante :
- Base en IPN assemblés par boulonnage, avec rail prismatique fixés sur de l'étiré dont la géométrie serait ajustée puis bloquée par scellement à la résine
- Portique en tubes rectangulaires alu, assemblés par vissage sur écrou à sertir et contre-plaque. Les rails prismatique directement sur les profilés dont la géométrie est, je pense, suffisamment correcte.
- équerrage de l'ensemble par cales d'épaisseur.
Mais d'ici octobre ou novembre, quand je commencerais les commandes, j'ai encore le temps de changer d'avis. (c'est d'allieurs pour cela que je suis ici

 

[stanloc]

Pour finir, "prendre exemple sur" ne permet pas d'augmenter ses connaissances.

@++

Pourquoi pour la deuxième fois, alors, nous montres-tu des cnc vues sur le net ?
Je suis désolé de vous le dire mais je ne crois pas que vous partez du bon pied en vous fixant A PRIORI de faire votre châssis avec de l'IPN ou du profilé d'alu ou quoi que ce soit. Pour moi il faut commencer par esquisser une architecture et ENSUITE on se propose de mettre ici de l'IPn , là du tube et là du profilé d'alu, par exemple. Un portique mobile gagne à être fait en alu ou au moins avec une structure allégée comme du tube d'acier mais surement pas avec de l'IPN en acier ; avec du U en alu si on en trouve ou du tube alu à paroi épaisse comme JULUAN a trouvé.
Comme l'a dit jmr06 :
Il n'y a pas une solution universelle, et chaque solution a ses défauts dont il faut bien prendre conscience, pour en tenir compte dans la conception et la réalisation.
C"est ça la bonne approche.
Stan

 

[Momoclic]

Comme les autres et à l'image du travail de jmr06 je pense que tu dois remettre les cartes sur la table.
Redéfini tes objectifs et moyens au regard des solutions évoquées. Ensuite fait une synthèse de ce qui te semble réalisable par tes moyens.
Ainsi, à toi et aux autres ton projet apparaîtra beaucoup plus clairement

 

[serge 91]

Bonjour,
Je viens de créer un sujet, à méditer.
https://www.usinages.com/threads/fabrication-cnc-choix-de-base.101729/

Sinon, en cas de fixation par vis, un blocage de la position par goupilles après réglage, c'est pas mal et ça reste démontable.

 

[stanloc]

Re,

Voila un poste qui m'inspire:
https://www.usinages.com/threads/cnc-en-profile-alu.81609/

qu'en pensez-vous ?

@++

Il vaut mieux choisir son inspiration auprès d'une cnc qui a effectivement usiné les matériaux que l'on envisage d'usiner et avec des performances en accord avec ce que l'on veut faire.
Stan