Fabrication d'un changeur outils type carrousel et aspiration de copeaux

[vres]

Bonjour
En principe je préfère les changeurs d'outils en ligne, c'est plus simple, mais là je n'ai pas trouvé assez de place sur la machine pour le placer. Pourtant la machine fait 3.7M sur 2.8M de course .

La broche doit être aussi équipée d'une aspiration de copeaux, ça n'arrange pas les choses.

J'ai donc réalisé un petit changeur carrousel 7 outils assez simple.( je ne suis pas un usineur.)

Le changeur est composé de 2 plateaux, le plateau supérieur tourne sur le plateau inferieur grâce a 4 billes.
La rotation est assurée par un moteur Pas à Pas de 4.5Nm en direct.

Il y a 3 capteurs :
- 1 inductif pour la prise de référence,
- 1 inductif pour vérifier le bon positionnement du carrousel,
- 1 optique pour vérifier la présence du porte outil.

L'aspiration est fabriquée dans un bloc d'Acetal (comme les pinces) pour les poils je prend une grosse brosse ou je recoupe les poils pour avoir plus de raideur.
Le guidage est assuré par des douilles Igus.
Les vérins relèvent l'aspiration pour le changement d'outil et permette le réglage en hauteur.
L'aspiration se fera par les 2 trous de 50mm

 

[Rider63]

c'est intéressant tout ça! y a du taf
des photos de la machine? et la broche c'est quoi? c'est ta machine?

 

[vres]

Non ce n'est pas ma machine, donc en principe je ne met pas de photo de ce qui ne m'appartient pas. Par contre je vais surement faire une vidéo en fonctionnement.

La broche est une 7kW à 24000tr/min et elle peut tourner jusqu'a presque 30000tr/min mais avec une perte de puissance.

 

[Rider63]

ok, je comprend, je crois connaitre ce modèle, je cherche desesperement une broche ATC abordable mais je crois que ça n'existe pas...

 

[vres]

Il faut chercher sur ebay, il y a quelquefois de bonnes occasions.
Après il faut voir le poids, En ISO20 je pense que c'est trop fragile pour toi
Celle là je l'ai récupérée en même temps qu'une machine.
C'est un modèle assez rare mais la marque est connue.

 

[vax]

J'ai mis ça en vente...
https://www.usinages.com/threads/broche-sa30-haute-vitesse-et-son-variateur.90272/

Chouette réalisation ce carrousel....

 

[vax]

Pour revenir dans le sujet je me permet deux petites questions.

Les supports de pinces sur le carrousel ont l'air d'être en POM, as-tu calculé un effet ressort pour assurer la tenue des pinces dans les supports ?

Pilotes-tu aussi ce moteur PàP en Hybride comme tu aimes tant le faire ? J'imagine qu'avec une telle inertie sur le carrousel, un (non) asservissement juste en steep/dir doit être plus qu'hasardeux...

 

[vres]

Les supports de pinces sur le carrousel ont l'air d'être en POM, as-tu calculé un effet ressort pour assurer la tenue des pinces dans les supports ?

J'ai fait deux essais, le deuxième est parfait.

Pilotes-tu aussi ce moteur PàP en Hybride comme tu aimes tant le faire ? J'imagine qu'avec une telle inertie sur le carrousel, un (non) asservissement juste en steep/dir doit être plus qu'hasardeux...

ça tourne très facilement, un moteur de 4.5 Nm sur un rayon de 15cm c'est a mon avis bien suffisant. Pendant la prise de l'outil ça peut forcer un peu dans un sens ou dans l'autre, l'hybride n'aimerai pas du tout. Il pourrait se mettre en sécurité. Le carrousel sera fixé avec des silent-blocs pour eviter les trop gros efforts et pour faire fusible en cas de gros problème.
Il y a un inductif pour vérifier que la pince est bien en ligne et un capteur pour vérifier que l'emplacement et bien libre.

 

[lion10]

Bonjour
Dans le principe c'est toujours le changement d'un porte outil spécifique qui contient la fraise ou existe-t-il un système pour seulement des fraises cylindrique avec la problématique de l'insertion dans la pince ou des fraises à queues coniques ?
Le verrouillage est pneumatique ensuite ?
cdlt lion10

 

[kev68]

Le changeur es pas mal et assez 'simple' dans sa conception

 

[vres]

Je n'avais pas trop le temps de faire compliqué

Dans le principe c'est toujours le changement d'un porte outil spécifique qui contient la fraise ou existe-t-il un système pour seulement des fraises cylindrique avec la problématique de l'insertion dans la pince ou des fraises à queues coniques ?
Le verrouillage est pneumatique ensuite ?
cdlt lion10

Sur les machines de micro-perçage PCB, c'est la pince qui s'ouvre pour prendre l'outil.
Le verrouillage est pneumatique, sur certaines broches il y a une entrée d'air pour déverrouiller et une autre pour verrouiller.
Regarde le suget de Vince-007, il a fabriqué un changeur d'outils. Son carrousel est plus complexe que le mien.

 

[saico]

Bonjour,

C’est une belle réalisation, et effectivement c’est une solution lorsque ont a plus de place pour un magasin d’outils linéaire.

Je voulais faire une toute petite remarque concernant l’usure du plateau supérieur au niveau de la piste de contacte avec les quatre billes, étant donné que l’aluminium n’est pas assez rigide le point d’appui de la bille est exposé à une usure prématurée, j’imagine qu’après quelque dizaine de millier de tour complet du plateau tu aura une perte significative de l’épaisseur aux point de contact avec les billes, donc un des deux problème :

- Si le plateau est fixé sur l’arbre du moteur sans jeu axial, c’est les roulements du moteur qui supporteront le poids de l’ensemble car les billes n’auront pas assez de contrainte pour un bon appui.

- Si un jeu axial est prévu pour l’accouplement du plateau avec l’arbre du moteur, dans ce cas le plateau sera toujours en appui sur les billes mais si l’usure est prononcée tu te trouve avec une erreur de quelques millimètres entre la position programmée de changement d’outil et la position réelle sur l’axe Z.

Il est peut-être intéressant de prévenir ce genre de problème, une pièce en acier comme le montre la photo peut aider à minimiser l’usure.

Voici quelque photo pour illustration :

 

[vres]

non il n'y a aucun effort axial sur le moteur. Je ne vois pas trop pourquoi il y en aurai. Le plateau repose sur les billes par sur l'axe.

Quand les billes auront creusé un sillon au point de rendre la changeur inutilisable, je pense qui se passera pas mal d'années. On ne change pas d'outil toutes les 5 minutes.


Si vraiment il y avait un problème d'usure au niveau des billes je pense que j'opterai pour ta solution.

 

[saico]

bonjour,

non il n'y a aucun effort axial sur le moteur. Je ne vois pas trop pourquoi il y en aurai. Le plateau repose sur les billes par sur l'axe.

Oui pour l’instant le plateau repose bien sur les billes, mais dès que l’usure prend quelques dixièmes de millimètre d’épaisseur, le plateau ne pourra plus descendre pour se poser sur les billes car il est bridé par la prise directe sur l’arbre du moteur, donc il restera tout simplement suspendu ou supporté par l’arbre lui-même.

je pense que j'opterai pour ta solution

ma solution n'est pas n'en plus une bonne solution durable, c'est juste une idée pour minimiser l'usure, tu trouvera certainement d'autres solutions plus adaptées à cette réalisation juste ça va être un peu plus chère, ou moins facile à mettre en œuvre.


En tout cas, c’est une belle réalisation ( comme toutes les autres que j’ai vues sur tes vidéos ) et j’ai hâte de voir le fonctionnement sur une future vidéo si tu vois pas d’inconvénient.

Une question, la logique de commande est assurée par la carte de contrôle CNC elle-même ou par un automate indépendant de cette carte ?

 

[vres]

Merci saci pour ton commentaire, comme je l'ai dit c'est une fabrication simple et je ne suis pas un usineur, je dispose d'un combiné tour-fraiseuse de mauvaise qualité et d'un vieux portique CNC Isel.
Le moteur était a l'origine monté en direct sur une vis à bille de 25mm avec une longueur de 2m. Je pense pas qu'il va plus peiner sur mon changeur. Il n'a aucun jeu axial perceptible, je pense qu'il a été modifié. le plateau repose effectivement très peu sur les billes, elles servent surtout lors de l'extraction de l'outil.

Ce changeur est installé sur une machine qui a 30 ans, elle a été entreposée plus de 10 ans. Il n'y avait plus grand chose en état de marche (voir rien). J'avais prévu une intervention de 2 ou 3 semaine et j'en suis déjà a 5.
Si j'avais fait réaliser ce changeur à l'extérieur, cela aurai pris pas mal de temps et le budget n'aurai pas été le même, Il est au départ de zéro car non prévu. . J'ai commencè la conception le mardi et l'usinage été fini le dimanche.
Voici une vidéo des premiers essais, il y a encore un déplacement à optimiser, le palpeur à ajouter et le branchement pneumatique du sabot d'aspiration (il manque toujours le bon raccord en pneumatique)
J'avais un petit doute sur l'entrainement en direct par le moteur mais ca se passe plutôt très bien en modérant l'accélération, la souplesse du positionnement corrige un éventuellement défaut d'alignement sans contrainte mécanique. Les silent-blocs absorbent bien le débattement pendant l'ouverture du cône.

Pour l'automatisme, ça ressemble a ça: