Ma deuxième CNC : améliorations en cours

Bonjour,

Ma première CNC ayant eu un grand succès commercial (je l’ai vendue ) je me lance donc dans la construction de ma deuxième CNC

Pour le cahier des charges, elle sera très fortement inspirée de la première :

• - Ce sera également une trois axes à portique mobile.
  - Celle-ci devra avoir un encombrement similaire à la première et des courses au minimum égales (75x75cm)
  - Elle devra être capable de découper du bois/plastique et aussi des métaux non ferreux comme l'alu et le bronze (pas d'acier).

L'idée est bien-sur de corriger les principaux défauts de la première version. Ceux ci sont :

• - Manque de rigidité due aux barres rondes supportées en bout.
  - Fragilité et encombrement du châssis en MDF.
  - Pinces Kress chères en peu pratiques.

Je vais également (comme je l'avais promis ) essayer de tenir compte des avis exprimés sur ma première machine. Par exemple :

• - Pour la visserie, j'ai pris de l'acier bruni 12.9 au lieu de l'inox A2.
  - Pour les fixations qui travaillent en cisaillement j'ai mis des goujons de centrage.

Comme je repart avec un budget remis à neuf, j'ai décidé de sauter "l'étape" barres supportées pour passer directement à du PRO. J'ai donc choisis des rails à billes de grandes marques en occasion. Pour les axes Y et Z il s'agit de THK HSR20 et pour l'axe X de Bosch Rexroth R1622213. J'ai reçu les rails du Y et je n’ai pas eu de mauvaise surprise. Les patins ne présentent aucun jeu perceptible. Ils nécessitent simplement un bon nettoyage et graissage.



Avec ce genre de matériel, le rail lui-même n'offre pas une grande rigidité. Ce qui compte c'est la solidité du support et la qualité de la fixation (il y a une vis tous les 60mm !). J'ai mis un goujon tous les 30cm.

Les patins ne seront pas énormément écartés car leur résistance est énorme. Par exemple le HSR20 a une capacité de charge dynamique de 13,8kN par patin et résiste à un couple de basculement de 1040Nm avec deux patins collés l'un à l'autre.

Du coup, avec des rails de 113cm j'aurai 90cm de course sur les axes X et Y. Pour l'axe Z, je prévois une course de 24cm.

Bien-sur avec des guidages de haute qualité il serait dommage de mettre des vis à billes "low-cost". Celles de chez LMB sont correctes, mais elle ne sont pas précontraintes et présentent donc un jeu axial non nul. De plus, comme plusieurs membres du forum l'ont déjà signalé, les supports BK/BF sont de piètre qualité...
De nouveau, j'ai fait le pari de la grande marque d'occaz. J'ai pris des VaB THK avec écrous JPF2005. Ils sont préchargés à 300N et donc sans jeu jusqu'à des charges très importantes (charge dynamique de 6kN, statique 16kN). J'en ai déjà reçu deux pour l'axe Y : aucun problème, "ça respire la qualité" autant pour l'écrou que pour les supports BK/BF. Les vis font 105cm de long dont 92cm de course utile.



Pour le châssis, il faut qu'il soit le plus rigide possible. Je vais le faire en plaques d'aluminium assez épaisses. A noter que pas un gramme d'alu n'est neuf. Tout proviens d'un ferrailleur. J'ai la chance qu'il y ait encore quelques boites d'usinage dans la région. Du coup, j'ai trouvé de très belles chutes (par exemple 8 plaques en 1250x100x14mm) dans des nuances "aérospatiales" (7175 et 5032)

Pour la précision de fabrication : no problem !
Maintenant que j'ai monté une Visu sur ma fraiseuse conventionnelle, c'est un jeu d'enfant de faire des côtes précises au 100ème
.
Comme en plus j'ai les avances automatiques sur les trois axes, je fais carrément tous les perçages avec la fraiseuse
D'autre part, la puissance de la machine permet d'usiner sans problème deux pièces à fois (28mm d'épaisseur...). Les pièces symétriques (avant/arrière ; droite/gauche) sont faites ensembles et sont donc rigoureusement identiques. Les réglages de parallélismes devraient être assez simples.

Concernant la broche, je suis encore en phase "d'étude de marché". Je sais simplement que je ne vais pas racheter une Kress. C'est une très bonne broche, mais dans le métal j'ai peur qu'elle ne dure pas longtemps. Et comme je l'ai déjà dit, les pinces Kress me gonflent .
Je pense donc prendre une broche triphasé avec variateur et ayant un porte pince au standard ER16 ou ER20. Une broche à refroidissement par air serait plus facile à mettre en œuvre, mais je n'ai rien trouvé en dessous de 800€. Ce sera donc probablement du refroidissement liquide... J'ai encore le temps d'y réfléchir !

Pour les moteurs, je pense rester avec du Pas-à-Pas (en NEMA34 cette fois ci). C'est très simple à piloter, assez puissant pour mon besoin et pas trop cher. Par contre pour la transmission, je pense mettre des courroies synchrones plutôt que des Holdams. Cela permettra de réduire l'encombrement de la machine.

Pour la conception, j'utilise toujours mon bon vieux logiciel 2D (Autosketch), mais afin de mieux visualiser le résultat je me suis mis (modestement) à Solidworks. Je ne maîtrise même pas 5% de ce logiciel, mais j'arrive quand même à dessiner mes plaques et à les assembler... et c'est Zoli :D

Le plan 2D est bien avancé, mais pour l'instant je n'ai pas tout modélisé en 3D. Je vous montrerai l'avancé de la modélisation au fur et à mesure. Le plan 2D est difficilement compréhensible par un autre que moi

Voilà quelque vues de l'engin. Il manque encore beaucoup de choses mais cela donne déjà une bonne idée de la future machine









Voilà pour l’instant, je continuerai la description des éléments au fur et à mesure de leur conception et fabrication .

A+

Mr DUS

Bonjour,

Merci pour vos messages

Merci Coredump, je connaissais ce site mais j'avais pas pensé à regarder chez eux pour la broche
Du coup, l'étude de marché est très probablement finie

MisterG, tu parles des rails et des VaB ?
Les coordonnées ont été données plusieurs fois déjà : c'est sur eBay chez nos amis de Corée du Sud FA-PARTS et FA-SYSTEM...
C'est pas donné, mais je pense que ça vaut le coup pour avoir du bon matos.

Ellogo67, les bonnes solutions sont universelles
Mes traverses ne participeront pas tellement à la rigidité du châssis, c'est juste pour soutenir le plateau-martyr qui sera soit un bout de planche, soit une plaque PVC (et peut-être une table à dépression quand je serai riche )
En tous cas, j'ai bien noté ton idée des écrous à sertir qui est excellente

Allez, ce soir je met une photo de l'état d'avancement du châssis ... histoire de me mettre la pression

A+

Mr DUS

Bonsoir,

Comme promis, une petite photo

Je précise quand même que je n'ai pas tout fait aujourd'hui !!!

En fait, le plus gros a été fait le week-end dernier

A+

Mr DUS

Bonjour,

Merci pour l'avertissement concernant la broche eBay, sur l'annonce, ça ne saute pas aux yeux

Chez Arc Euro Trade il est bien précisé "Ceramic Angular Contact Bearings" Donc pas de problème. Par contre je trouve que leur variateur est un peu cher... à voir si la qualité le justifie...

Pour la configuration du portique (qui supporte l'axe X et non l'axe Y ) et du chariot, l'idée directrice et de minimiser la distance entre l'axe de la broche et le rail qui encaisse tout les efforts (celui du bas).
Je ne voulais pas que la broche "dépasse vers l'avant" par rapport aux jambes du portique. C'est mieux pour la stabilité de la broche lorsque la portique "recule". De plus cette configuration minimise la surface non-usinable sur la table (en clair : la place perdue).

As tu remarqué l'astuce pour la VaB du Z ?
Grâce à cela je gagne ~8cm sur la fameuse distance...

Après, certains choix partent de contraintes beaucoup plus basiques mais néanmoins incontournables : j'ai pas trouvé de plaque plus large que 15cm pour faire le portique, or dans 15 cm je n'avais pas la place pour les deux rails et la VaB... d'où le deuxième rail au dessus

Pour finir je dirai que j'adore usiner avec ma Gambin et que je n'ai donc pas le souci de faire au plus rapide...

A+

Mr DUS

Tu as raison, 80mm c'était par rapport à la version initiale vraiment pas optimisée. En "tassant bien" la version où la VaB est entre le chariot et le porte broche, j'arrive à une différence de 44mm seulement

Après, à chacun de voir si ça vaut le coup de se faire c...r pour 44mm !
Mon objectif était que la fraise ne soit pas à plus de 2cm en avant de la jambe : j'y suis arrivé

Je ne dit pas que c'est la solution idéale, mais comme je suis content d'avoir eu cette idée de "croiser" les VaB X et Z, j'ai envie de le faire

Rappelons nous bien que du point de vue de l'Humain moyen, tous les fanas de CNC (comme nous) sont des extraterrestres Alors un peu plus ou un peu moins...

A+

Mr DUS

Je sais, c'est pas lisible...

Bonsoir,

Je n'ai pas grand chose à vous montrer car je n'ai pas eu beaucoup de temps pour usiner ce week-end

J'ai fait un peu évoluer le plan Solidworks principalement au niveau du portique. Je pense faire des jambes plus rigides en doublant les plaques de chaque côté (j'ai ce qu'il faut comme alu ).



On remarque sur cette vue que j'ai modifié également la plaque de liaison avec les patins de l'axe Y (la table). Comme les patins comportent seulement 4 vis M5, je ne peux pas compter sur ces vis pour supporter tous les efforts !
J'ai donc décidé d'encastrer les patins de 6mm dans une plaque d'épaisseur 20mm. Comme ça, les vis ne supporterons quasiment aucun effort. J'ai fabriqué ces deux pièces là aujourd'hui



Les patins rentrent en force dans la pièce puis se glissent sans problème sur les rails. Merci la précision Gambin



Sur le plan, j'ai aussi ajouté le moteur du X (NEMA34) sur le portique et remplacé les rails THK par des Bosch-Rexroth acheté ici même la semaine dernière (merci Luigi ). Les rails Rexroth sont en taille 25, c'est des monstres ! Leur capacité de charge dynamique est supérieure à 2 Tonnes par patin



En fin de semaine prochaine c'est les vacances. J'espère que je pourrai avancer plus vite

A+

Mr DUS

Bonjour à tous

Et bonne année 2011

Voilà enfin quelques nouvelles de ma CNC V2 !
Ça n'avance jamais aussi vite qu'on veut, mais j'ai quand même un peu usiné et beaucoup avancé la modélisation.

Deux vues SolidWorks pour commencer :

De face :



De derrière :



Les différences ne sautent pas forcément aux yeux du premier coup d'œil, mais il y a beaucoup de travail "d'affinage" des assemblages et des côtes...
Une grosse différence : comme le conseillait La Bricole les deux rails du portiques sont maintenant dans le même plan !
Pour une raison hautement industrielle : j'ai trouvé une grande plaque de 7175 chez le ferrailleur (1254x310x14)

Ayant maintenant reçu toutes les pièces mécaniques (rail et vis) j'ai aussi mis à jour le plan avec les vraies côtes...

Une petite photo des pièces mécaniques du portique :



J'ai trouvé des beaux patins neufs pour mes rails Rexroth. En haut c'est des patins courts car la force est moindre et cela me fait gagner de la place pour la VaB du Z. En bas c'est des patins larges (avec taraudages M8) car c'est ce rail qui encaisse toutes les forces.
Les patins sont préchargés à 8% !! Je vais en ch...r pour le réglage, mais niveau jeu, c'est 0 (pour mon usage en tout cas )

Bon, niveau usinage, j'ai pas chaumé non plus. Le châssis est quasiment terminé.



Il manque deux renforts en dessous et une croix avec tendeurs pour "bloquer" la déformation en parallélogramme.

Pour les traverses, j'ai usiné un bloc d'alu pour chaque extrémité avec 6 taraudages dans chaque. 18 blocs = 108 taraudages

Comme dit Ellogo67, vive les tarauds machines

La récompense, c'est quand on assemble tous ça et que tout tombe nickel

Regardez comme c'est beau



Le travail en cours c'est les quatre plaques formant les jambes du portique. Ce sont des pièces très délicates à faire car il y a une partie oblique (10°) qui doit être ultra précise. De plus, c'est la taille limite pour ma Gambin : j'ai du démonter une butté pour gagner les 10mm de course qu'il me manquait

Voilà l'allure de ces fameuses pièces :



Il ne manque plus qu'une vingtaine de perçages et quelques taraudages par plaque...

La suite dès que possible

A+

Mr DUS

Merci à tous pour vos encouragements

Sur les tarauds machine, j'ajouterai juste une chose : comme l'entrée "gun" est très courte, il est délicat d'engager bien droit. Or, si on part de travers, il y a "foirage" et risque de casse. Donc pour partir comme il faut, j'ai fabriqué un "outil à engager droit". Un petit bloc d'alu percé au diamètre exact du corps d'un taraud à main "ébaucheur". Je fais environ 4 à 5 tours à la main en tenant fermement ce bloc. Ensuite je taraude 20mm en une seule passe à la perceuse sans fil

Pour Fred250 : Tu as parfaitement raison, j'avais prévu cela
En fait, je prévoit de mettre deux vis M8 là où tu dis, puis de faire les réglages et enfin de mettre des goujons de centrage dans des alésages 6mm h7 quand tous sera bon

Remarque pour ctoutmoi : ma première CNC était en bois et elle fonctionnait très bien !!!!
Mais je n'ai jamais essayé d'attaquer de l'alu avec... comme tu le dit il faut être réaliste quand même...

A+

Mr DUS

Bonsoir,

Ce WE, j'ai fini les perçages des 4 jambes et j'ai usiné la première plaque de la poutre. Encore un boulot de haute précision car c'est une gorge dans cette plaque qui assurera la planéité de mon axe X. En effet, la plaque "porte rail X" est encastrée de 2mm dans celle que j'ai fabriqué.

Instant d'émotion : j'ai monté mon ébauche de portique sur le châssis et... ça marche

Tout tombe "en face" et le portique roule sans problème

Photo d'ensemble :



Détail d'une jambe :




Le WE prochain je ferai les plaquettes qui "ferment" les jambes. Il me tarde d'attaquer la grande plaque de l'axe X

A+

Mr DUS

Bonjour,

Merci pour vos messages

Micluc, tu as remarqué que me devise est homogène avec mon pseudo

Jimfells, je n'ai pas de tour !
Il est vrai que ma Gambin n'avait pas besoin de réparation, juste d'un gros coup de propre
Là ou tu as raison, c'est que sans cette fraiseuse, ma deuxième CNC aurait été plus légère et moins précise...
Ellogo67 confirmera : c'est que du bonheur d'avoir des belles pièces fraisées avec précision et cela fait toute la différence...

blast a dit:

c'est pas un peut dur a ajuster deux glissieres l'une en face de l'autre?(niveau écartement je parle parceque la il faut tomber pil poil!)

Cliquez pour agrandir...

Tu parle du châssis ou du portique ???

Pour le châssis : les plaques latérales (portant les rails) sont en appui sur les plaques avant et arrière. Comme ces dernières ont été usinées ensemble (boulonnées l'une à l'autre), elles sont strictement indiques. Du coup, peu importe l'erreur de longueur sur ces plaques, les rails sont parallèles au centième prêt

Pour le portique : Seul le rail du bas sera réglé et bloqué mécaniquement (appui sur deux faces). Celui du haut sera simplement vissé après mise en place du chariot. L'écartement sera donc réglable à +/- 0.5mm.
Je précise (mais tout le monde avait deviné ) que le parallélisme des patins du chariot sera préalablement réglé au centième avec un comparateur

Arrrfff, les WE sont trop courts et les semaines trop longues

A+

Mr DUS