Petite CNC - Galopin

  • Auteur de la discussion syoctax
  • Date de début
S
syoctax
Apprenti
26 Jan 2012
221
Chartreuse
  • Auteur de la discussion
  • #1
Salut à tous et bonne année!

Après avoir lu et relu beaucoup de réalisations, je me lance dans un nouveau projet de CNC. J’essaie de copier ce qui marche déjà, notamment la réalisation de @c.phili à laquelle j’ai adapté mon projet en fonction de mon cahier des charges et des moyens que j’ai à ma disposition (bon ok au final ça y ressemble plus beaucoup :smt104). Vous retrouverez aussi surement d’autres idées piquées ça et là dans d'autres réalisations présentées sur ce forum.

galopin_perspective.png



Cahier des charges:

Je fabrique cette machine pour un usage destiné à la robotique (ex ici,ici ou ici) et au modélisme: usinage de pièces en 2 axes 1/2 à partir de plaque d’épaisseur 30mm maximum, matières: PVC, POM-C, PC, Balsa, Contreplaqué -> pas de matières métalliques

Volume d’usinage utile 250 x 275 x 70mm, vitesse d’usinage 2000mm/min, précision 2/10eme sur 200mm, utilisation ~2h par semaine.

Ma priorité: la facilité de réalisation pour mettre toutes les chances de mon côté que le projet aboutisse. Idéalement il faut qu’il soit réalisable en un weekend, une fois les pièces approvisionnées.

Pour cela, j’évite au maximum les découpes manuelles:
  • Utilisation de profilés découpés sur mesure chez Motedis (40x80 et 40x40 en rainure 5), j’ai lu que la précision était au rendez-vous. Si ce n’est pas le cas au final, je peux les reprendre 2 à 2 à la scie à onglet radiale. Ce n’est peut-être pas le choix le plus économique (~40€ de profilé, ~40€ de quincaillerie), mais c’est le plus simple que j’ai trouvé.

  • Découpe de toutes les pièces en POM-C ép. 8mm au laser (2D), la qualité des découpes n’est pas parfaite, mais les perçages sont positionnés précisément. Tous les trous seront repercés à la perceuse à colonne ensuite.

  • Socle dans un plateau en MDF de 22mm (ou tripli 27mm), découpé sur mesure en grande surface de bricolage, dans lequel je pense percer des trous espacés régulièrement (50x50mm) puis mettre des écrous à enfoncer en dessous pour le bridage des pièces à usiner. Il est clair que je pourrai y gagner à remplacer le bois par une plaque en acier, mais je ne sais pas comment m'en procurer une à la bonne taille facilement (peut-être une évolution plus tard)

  • Jonction portique bâti: utilisation de blocs POM-C 20x30mm achetés déjà à la bonne section, il faudra juste les couper/percer: c’est les seules pièce à faire à la main ou il faudra s’appliquer. Je pensais tout marquer au pied à coulisse depuis les flancs, puis pointer/percer ensuite.
Quelques vues:

galopin_face.png


galopin_droite.png


galopin_dessus.png


Les entrainements:

Par rapport au projet de @c.phili, j’ai simplifié l'entraînement par des courroies pour le X et le Y, en GT2 avec des poulies vendues déjà alésées (je profite de la démocratisation de ces pièces pour les imprimantes 3D).

La synchronisation des deux jambes en Y se fait par un axe de 8mm traversant au milieu du portique:
galopin_detail_synchro_y.png


Il me semble que je n’ai pas encore vu utilisé ce principe jusqu’à présent, est-ce une mauvaise idée? J’ai lu ce principe dans une doc constructeur de poulie/courroie synchrone.

Les poulies de renvois des courroies sont deux roulements épaulés (F688ZZ) montés sur une vis CHC M8 partiellement filetée, retaillée à la bonne longueur.

L’axe Z est entraîné par une vis trapézoïdale DIN103 8x2mm et un écrou en laiton, pour l'instant sans rattrapage de jeu, je l'envisage comme une auto-amélioration possible.

Les assemblages:

  • Entre profilés se fera au moyen de fixations automatiques , ainsi qu’avec des plaques de renfort achetées toutes faites.

  • Entre les pièces en POM-C et les profilés: vis + taraudage du profilé quand c’est dans le bout ou écrou en T dans les rainures.

  • Entre le socle et les profilés: vis + écrou en T

Les guidages:

Guidage sur les trois axes par des rails prismatiques Chinois de 12x400mm, recoupés pour le Z. Pour l'instant, je pensais les poser directement sur les profilés pour la facilité de réalisation, mais je sais qu'idéalement il faudrait intercaler de l'étiré acier. Au vu du cahier des charges est-ce que je ne peux pas me passer de ces portées de rails?
Je pense commander des profilés de 20x20 coupés aux bonnes longueurs pour régler l’empâtement des rails au montage, que j'ajusterai au comparateur ensuite.

La broche:

Je me suis inspiré de la mini-fraiseuse de @Petros et sa broche. Je pense partir d’un porte pince ER11 avec une queue droite de 8mm (C8-ER11A-100L), monté sur 2 roulements droits, entraîné par un moteur DC Faulhaber 3863 110W que j’ai déjà. La broche est bloquée en translation par un coupleur rigide avec des vis pression. Je pense que c’est un peu de la bricole par rapport à une solution à roulements coniques, mais est-ce vous pensez que ça peut passer pour mes besoins? Je me dis que c’est toujours mieux qu’une dremel, et surtout moins bruyant.

La motorisation et l'électronique:

NEMA 17 et arduino+shield CNC+grbl comme montré ici.

Maintenant je me laisse au moins un mois de réflexion avant d’attaquer. Merci de m'avoir lu jusque là, et n’hésitez pas à commenter.
 
Dernière édition:
CNCSERV
CNCSERV
Compagnon
27 Déc 2007
5 858
FR-28360
Bonjour,
C'est un peu dommage d'avoir une structure aussi rigide et d'avoir un entrainement direct par courroie qui lui n'ai pas rigide du tout et avec une résolution très basse.
Grosso-modo tu as environ 35mm de déplacement au tour ce qui donne environ 200/35 soit environ 5.7 pas au mm et tout ceci avec des tout petits moteurs. Ce type de montage est utilisé sur les imprimantes 3D avec une structure très lègère ce qui n'est pas du tout ton cas.
Ta machine mériterai des vis à bille.
 
Dardar88
Dardar88
Compagnon
27 Avr 2011
832
l me semble que je n’ai pas encore vu utilisé ce principe jusqu’à présent, est-ce une mauvaise idée? J’ai lu ce principe dans une doc constructeur de poulie/courroie synchrone.
Dans ce principe ,en "plus gros" :
entrainement_chaineY et X2.JPG


ça fonctionne bien ,les axes ne partent pas en crabe , les chaines ont la même tension par contre
je rejoins CNCSERV sur l'idée des courroies ,compte tenu des dimensions relativement faibles de ta machine ,au grand minimum mets de la courroie de 1iere qualité ,mais surtout si tu pouvais passer en vis a bille ce serait nettement mieux.
Pour la machine dont j'ai joint l'image , il y a un étirement de la chaine constant de 0.5 mm qui se rattrape du fait de l’élasticité de celle ci ,mais ce n'est pas top , le choix de la chaine était lié au budget et aux dimensions Y de 2800 mm ,sinon on aurait prit du pignon/crémaillère sans jeu.
En comparaison ,dans ton cas , de la courroie crantée risque d’être pire ,ou alors il faudra parfaitement adapter tes efforts de coupe ,vitesse .etc..
J'avais un traceur Benson de 1200 en X dont le mode d'entrainement de la tète d'impression se faisait par un feuillard ,j'ai toujours pensé que ce serait une bonne alternative en étudiant bien la chose !!

J'aime beaucoup le concept global de ta machine ,y compris l'entrainement de la broche ,super !

t.
 
S
syoctax
Apprenti
26 Jan 2012
221
Chartreuse
  • Auteur de la discussion
  • #4
Bonsoir et merci pour vos retours,

Ok pour les vis à billes je vais voir comment l'envisager, notamment pour que le montage reste simple.

Pour la machine dont j'ai joint l'image , il y a un étirement de la chaine constant de 0.5 mm qui se rattrape du fait de l’élasticité de celle ci ,mais ce n'est pas top , le choix de la chaine était lié au budget et aux dimensions Y de 2800 mm ,sinon on aurait prit du pignon/crémaillère sans jeu.
J'avais pas encore vue cette machine, quelle était ta précision sur les pièces usinées avec les chaines?

Les crémaillères classiques comme celles ci présenterait trop de jeu pour les 2/10° visés pour mon cas?

Je suis surpris de voir que les courroies sont si mauvaises, j'étais reparti de ce que j'avais vu sur les portiques type "X-Carve", qui sortent des pièces qui on l'air correctes.
 
Plastik
Plastik
Ouvrier
13 Juin 2016
461
Toulouse, France
Petit détail mais qui peut avoir son importance je pense : sauf erreur de ma part, tu devrais inverser les position de la broche et du moteur de broche afin que le galet tendeur travaille bien sur le brin mou (mettre le moteur a droite et la broche a gauche).

Sinon pour les courroie, si tu reste dans les matériaux "mous" (cad pas de métal), je pense que ça peut faire largement l'affaire. J'ai moi même une machine de type shapeoko/X carve : une OX CNC (http://ooznest.co.uk/OX-CNC-Machine) et je doit être aux alentours du 1/10 dans les bois et plastiques, je peux faire également un peu d'alu mais la effectivement ça se dégrade un peu niveau précision.

Après je rejoins les autres sur le fait que ce n'est pas très homogène d'avoir une association rails prismatiques / courroies.
Si ca ne tenait qu'a moi, avec ton cdc je mettrais des courroies un poil plus grosses (type gt3 de 6 voire 9mm) et je mettrais des rails cylindriques supportés pour gagner un peu sur le budget..
 
Dardar88
Dardar88
Compagnon
27 Avr 2011
832
quelle était ta précision sur les pièces usinées avec les chaines?
Cette machine n'a servit qu'a usiner du MDF ,CP et du bois massif , incompatible dans l’état avec du fraisage dans de l'alu , sa precision d'usinage depend essentiellement de
la vitesse de déplacement en accord avec la rotation de la broche . Je n'avais pas optimisé le backslash
les explications étant trop floues ,aujourd'hui ce serait possible (j'ai tenté un post a ce sujet).
Ce qui me semble ce produire avec ce système a chaine est un étirement + ou - proportionnel avec
la distance parcourue , en "Exact stop" sous mach3 ,le compromis permet d'obtenir une sorte de rattrapage de jeu naturel mais on perd en fluidité , réaliser de la gravure est une œuvre de patience...
On peut obtenir une precision au 1/10 mais les critères d'usinage sont trop contraignants (revisés
a la baisse)

question rack/pinion ,un truc pas mal ,mais certainement couteux:
http://www.designworldonline.com/rolling-on-down-the-line/
http://www.designworldonline.com/rolling-on-down-the-line/
Je suis surpris de voir que les courroies sont si mauvaises
Il existe des courroies PU de tres bonne qualité , non pas fibrées mais armées cablées , l'utilisation
de courroies plus larges peut se discuter avec celle de doubler ou tripler des dimensions plus
faibles

Il faut tenir compte des débris qui peuvent s’insérer ici ou la , pour ça les joints racleurs des VAB ,
des douilles ou des patins a billes font la différence et pour le long terme ,les soufflets de protection
que l'on installe pas toujours a cause de la perte de dimension effective d'usinage ,des couples
moteurs ,budget ,temps...

Au cas ou tu desirerais conserver le concept d'arbre pilote traversant ,il faudra peut etre penser a ajouter un palier auto centreur de façon a eviter le flambage et contenir les vibrations.

t.
 
S
syoctax
Apprenti
26 Jan 2012
221
Chartreuse
  • Auteur de la discussion
  • #7
Petit détail mais qui peut avoir son importance je pense : sauf erreur de ma part, tu devrais inverser les position de la broche et du moteur de broche afin que le galet tendeur travaille bien sur le brin mou (mettre le moteur a droite et la broche a gauche).

Sinon pour les courroie, si tu reste dans les matériaux "mous" (cad pas de métal), je pense que ça peut faire largement l'affaire. J'ai moi même une machine de type shapeoko/X carve : une OX CNC (http://ooznest.co.uk/OX-CNC-Machine) et je doit être aux alentours du 1/10 dans les bois et plastiques, je peux faire également un peu d'alu mais la effectivement ça se dégrade un peu niveau précision.

Après je rejoins les autres sur le fait que ce n'est pas très homogène d'avoir une association rails prismatiques / courroies.
Si ca ne tenait qu'a moi, avec ton cdc je mettrais des courroies un poil plus grosses (type gt3 de 6 voire 9mm) et je mettrais des rails cylindriques supportés pour gagner un peu sur le budget..
Ok merci pour la précision de la broche, je vais inverser.

Pour la transmission, du coup j'hésite. Je resterai bien sur une solution à courroies car ce serait plus facile pour moi de les mettre en oeuvre par rapport aux vis à billes: pour le X je vois bien comment faire, par contre pour le Y je n'ai pas de place pour caler une vis à bille entre les deux rails:

galopin_detail_encombrement_y.png


Je sais pas si je suis passé à côté d'une solution simple? Peut-être à l'arrière du portique?

Sinon est-ce que l'utilisation de pignons crémaillère standard module 1 ou 1,5 sans rattrapage de jeu pourrait tenir les 2 dixièmes de précision recherchés? Pour rappel, je n'usinerai pas de métal avec.

La facilité de réalisation reste pour moi ce qui prime sur le reste, pour ce projet. L'utilisation de rails prismatiques est là pour ça, car je peux régler les parallélismes facilement au comparateur, alors qu'avec du SBR je trouve ça plus compliqué vu qu'ils tournent sur leur axe. Ca ne représente pas un surcoût énorme.
 
S
syoctax
Apprenti
26 Jan 2012
221
Chartreuse
  • Auteur de la discussion
  • #9
Salut,

Pour l'instant je regroupe les différents composants avant de m'attaquer à l'assemblage. La plupart des pièces ont été usinées, il me reste encore quelques commandes qui semblent arriver à pied par la Chine.

Je ne sais toujours pas si une solution à crémaillère pourrait répondre à mon cahier des charges (1/10° dans du plastique), et si oui est ce qu'il faudra un rattrapage de jeu, une idée?

20170724_204434.jpg
 
sevictus
sevictus
Compagnon
4 Mai 2017
642
FR-74 Bonneville
Bonsoir !
Pour donner une idée, as-tu fait le total des coûts des diverses pièces ?
Beau projet en tout cas, je suis curieux de voir la machine assemblée.
 
S
syoctax
Apprenti
26 Jan 2012
221
Chartreuse
  • Auteur de la discussion
  • #11
J'ai commencé à faire la liste des pièces, pour l'instant j'en suis à ~250€, mais il me manque encore des pièces. Je ferai une nomenclature détaillée à la fin du projet.
 
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