Première fraiseuse CNC en acier soudé

  • Auteur de la discussion kro
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K

kro

Apprenti
Bonjour à tous.

Cela fait quelque temps que j'ai pour nouveau défi la fabrication d'une fraiseuse CNC. Malheureusement, dans mon atelier je ne peux pas passer une vulgaire Schaublin 13 entre les portes. Et comme il me faut une fraiseuse, j'ai décidé d'en fabriquer une mais CNC.

Je suis vos projets depuis l'année passée, j'ai donc décidé de recopier vos idées pour ma réalisation :)
A la base, je voulais acheter un petit portique. Mais quand j'ai vu les prix et la qualité, j'ai décidé de me lancer dans cette merveilleuse aventure qui est la fabrication "homemade" :p

Voici donc mon cahier des charges :

- Courses d'usinage : X 340mm / Y 340mm / Z180mm
- Je cherche à usiner toutes sortes de bois, plastique, aluminium et par la suite, l'acier.
- Temps d'utilisation : Environ 30 heures par semaine.
- Précision recherchée : 0.01mm
- Rendement recherché : Aucune importance, j'ai le temps :)

Il y a quelques années, j'ai vidé le garage d'un ancien électricien car sa fille s'en débarrassait. Je l'ai vidé entièrement car je trouvais dommage de jeter tout ce beau matériel. Jusqu'à aujourd'hui je n'en n'avais pas l'utilité.
Ma construction se base donc sur la récupération afin d'économiser un maximum d'argent.

J'ai également un ami monteur en machines de précision qui m'a récupéré quelques vis à billes. Les clients n'en voulaient plus car les vis ont quelques millièmes de jeu.
Voici ce qui explique les petites courses de ma machine :-D

Je n'ai pas beaucoup de connaissances en électricité et je ne suis pas énormément outillé pour fabriquer cette machine. Mais j'ai souvent remarqué que mon imagination se développe plus lorsque je n'ai pas d'outillage :)

J'ai donc dessiné une grosse ébauche de ma machine en tube d'acier 40mm x 40mm x 4mm soudée pour me donner une idée :

143175


Ensuite Soprolec m'a très rapidement répondu avec une grande efficacité. Je voulais 4 moteurs pas à pas NEMA 34 - 4.5Nm mais quand j'ai vu la différence de prix avec les NEMA 34 8.5Nm je n'ai pas hésité. Je voulais également une liaison USB et Soprolec m'a conseillé la carte Multi-axes InterpCNC V2.1 et 4 drivers micro pas 7.8A Alim. AC. Ainsi que les alimentations pour faire fonctionner le tout.

J'ai vraiment été agréablement surpris par la qualité de sa marchandise et de ses services! La carte est juste... énorme :D
Livraison très rapide et en parfait état.

C'est avec la précieuse aide de Ellogo67 que j'ai réussi à faire tourner mes moteurs. Il m'a également très bien conseillé sur les capteurs origine que j'avais déjà à ma disposition. Un très grand merci à lui pour son aide :D

Puis, j'ai commandé une broche VFD de 2200W chez CNC-shop.ch. Etant moi même Suisse j'ai décidé de commandé chez lui.
Tout s'est très bien déroulé. J'ai très bien reçu mon matériel accompagné de la notice d'origine mais également d'une notice en français expliquant vraiment tout et très bien présentée conçu par CNC-shop.ch :)
Tout comme Soprolec, j'ai également reçu des explications de branchement très claires suite à mes questions.

Je souhaiterais également réaliser par la suite une broche plus basse vitesse et avec plus de couple pour usiner l'acier. Toujours avec du métal dur. Mais ce n'est pas pour tout de suite :lol:

Pour le moment, j'ai pratiquement terminé la partie électrique. J'attends encore le châssis de la machine qu'un ami doit me souder. Une fois la réception de ce dernier, j'aurai droit à quelques mois de géométrie :)

Au faite, pourquoi en acier ? Car c'est le moins cher que j'ai trouvé :p

20% de mes choix sont réfléchis avec le matériel et l'outillage que j'ai à disposition. Les autres 80% sont tout simplement parce que je n'ai pas l'outillage ou les connaissances et que je n'y ai pas pensé :wink:

Allez, assez de bla bla. Place aux photos :

Voici l'armoire électrique qui accueillera tout ce beau matériel :
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Hop :
143166


Ventilateur d'aspiration et prises avec annotation provisoire :
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Start / Arrêt d'urgence / Mise en marche / Ventilateur "d'extraction" ( Je ne sais pas comment on dit :) ) :
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La commande qui a voyagé plus que moi :p :
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Les moteurs :
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L'établi ou sera posé la machine ( Si nécessaire je le renforcerai ) :
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Vis à billes :
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Encore des vis à billes :
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Petite armoire qui seras fixée sur la machine :
143174

Dans cette armoire il n'y aura que des borniers pour les capteurs origine, fin de courses ou palpeur d'outil.

Pour le moment je souhaite construire une machine 3 axes et avec cette machine construire un 4ème axe. Toujours en recopiant vos idées :)

Et voilà la fin du début de la présentation de ma petite machine :p
 
B

Brakebein

Nouveau
Salut, ou as tu trouvé les vis à billes ?
 
K

kro

Apprenti
Je ne peux malheureusement pas répondre précisément à cette question :p

L'entreprise qui change ces vis à billes les jettent car elles ne sont plus dans leurs normes. C'est une entreprise très connue en Suisse et dans le monde pour leurs machines de décolletage de précision.

Je ne souhaiterais pas donner le nom de cette entreprise car je ne souhaite pas m'attirer d'éventuels ennuis :)
 
amurianum

amurianum

Compagnon
tu as bien raison, tu te retrouverais ds les ennuis vu le nbre de demande qu'ils recevraient :wink:
à quel niveau la commande se connecte t elle au système ?
 
Fred69

Fred69

Compagnon
J'attends encore le châssis de la machine qu'un ami doit me souder ...
Je suis assez dubitatif sur les chassis soudés à cause des contraintes énormes (constatation personnelle) engendrées par les soudures. J'aurai plutôt choisi un chassis mécano soudé: parties soudées et assemblées par vissage/ boulonnage. Ou alors faire un traitement thermique de stabilisation, mais je ne suis pas expert en la matière.
 
K

kro

Apprenti
@ Amurianum :
Haha, je ne souhaite pas que cela se produise :p

Comment ça ? Je ne comprends pas ta question :oops:
(La commande se branche en USB avec compatibilité Mach3)
Edit : 1.04.2013 21h40

@ Fred69 :
Oui, je suis parfaitement conscient des contraintes énormes de mon châssis. Mais penses-tu qu'une fois la géométrie faite le châssis vas encore bouger ?
Si oui, au bout de combien de temps il sera stabilisé ?
 
S

stanloc

Compagnon
kro a dit:
Bonjour à tous.
Pour le moment, j'ai pratiquement terminé la partie électrique. J'attends encore le châssis de la machine qu'un ami doit me souder. Une fois la réception de ce dernier, j'aurai droit à quelques mois de géométrie :)

Au faite, pourquoi en acier ? Car c'est le moins cher que j'ai trouvé :p

Bonsoir,
Si vous cherchiez à construire le moins cher possible, heureusement que vous avez un ami pour vous souder un tel châssis car il couterait cher à réaliser dans une métallerie.
Stan
 
K

kro

Apprenti
Oui, il me l'a dit. Cette structure est très difficile à réaliser.

Mais comme je lui usine des pièces, et qu'il me soude / brase des pièces , nous arrivons à bien nous entendre :)
 
Morgan

Morgan

Ouvrier
Salut,

ça promet tout ça :-D , pour ton châssis, tu peux peut-être demander à ton ami si il peux te le rectifier à son travail?

++Morgan
 
A

Anonymous

Guest
Bonjour
Juste une remarque: surtout pas de réduction avec ce type de moteur.
 
K

kro

Apprenti
Bonjour,

@ Morgan : Je lui ai déjà demandé, il n'est pas outillé pour ça. Et le donner en sous-traitance coûterait trop cher.

@ Mika61 : Ha ? Je ne savais pas. Pourquoi ce n'est pas bon une réduction ?
 
A

Anonymous

Guest
kro a dit:
Bonjour,

@ Morgan : Je lui ai déjà demandé, il n'est pas outillé pour ça. Et le donner en sous-traitance coûterait trop cher.

@ Mika61 : Ha ? Je ne savais pas. Pourquoi ce n'est pas bon une réduction ?

Car un moteur Pas à pas a beaucoup de couple a basse vitesse et pas beaucoup a vitesse élevée.
Avec une réduction on accentue ce problème. En plus les Nema34 on besoin d'avoir de la charge, il ont beaucoup d'inertie.
 
Fred69

Fred69

Compagnon
Oui, je suis parfaitement conscient des contraintes énormes de mon châssis...
C'est surtout trop compliqué, ton ami aura beaucoup de mal à réaliser une structure comme ça par soudage. Elle va se déformer en cours de soudage et pour tenir les côtes ça va être galère.
Tu devrais pouvoir diminuer par deux le nombre de pièces en choisissant mieux les profils et en utilisant plus de toles (épaisses). Enfin, c'est mon avis, je ne vois pas beaucoup de machine réaliséee comme ça.
 
K

kro

Apprenti
Je ne savais pas tout ça. Merci :)

Je vais encore regarder pour les moteurs et la structure.
 
G

gaston48

Compagnon
Dernière édition par un modérateur:
S

stanloc

Compagnon
Bonjour,
Est ce que quelqu'un a assimilé entièrement cette publication et construit quelque chose à la suite de ces calculs appliqués à son projet ??????
Stan
 
K

kro

Apprenti
Ha ouais, une belle mine d'informations :D

Merci :p
 
G

gaston48

Compagnon
Tu peux te rendre compte que certain batis en béton époxy, celui de micluc
par exemple, s’inspire de cette embase en forme de T massif, la branche horizontal
du T recevant un portique de même section.
Tu peux t’en inspirer, mais avec une structure mécano soudée cette foi, avec comme éléments de base,
du tube carré de forte section par exemple mais pas forcément cela peut etre du treilli ...
 
K

kro

Apprenti
Oui, j'ai lu le sujet de Micluc.

Mais j'ai peur que si je fais une structure en T , je n'aurai plus mes renforts (flèches rouges sur l'image) et donc une perte de rigidité ?

143427


Je pourrais les mettre derrière, mais je souhaiterais conserver une petite taille par manque de place dans mon atelier.

Je souhaiterais avoir une structure monobloc afin d'un tirer un maximum de rigidité.
Est-ce que je perdrais un peut de rigidité avec une structure partiellement vissée ?
 
K

kro

Apprenti
Bonjour,

Voici quelques modifications sur mon dessin. Je n'ai pas trouvé de solution concernant le bâti. Mais j'ai modifié la réduction des moteurs et ajouté quelques bricoles comme les capteurs et compagnie.

L'ennui maintenant est que mon axe Z pèse (selon SolidWorks) 57 kilos. J'ai vidé au maximum les plaques avec des trous partout (que l'on ne voit pas sur la photo car ils sont derrière). Mais j'ai peur que mes rails ne supportent pas un tel poids et que mon moteur n'arrive pas à déplacer l'axe en question. J'ai pensé à un système de contre poids mais encore à développer.

Mes rails sont des Hiwin HGR 20R de chez Vauxon. Et les patins sont des HGH20CA également de chez Vauxon. Pensez-vous que ces rails de 20 vont supporter 57 kilos ?

147090
 
T

titou76

Apprenti
Salut
cherche chez Hiwin c'est donné en Newton , mais sur de la taille 20 tu dois être dans les 2500kg en dynamique et 3500kg en statique.
 
K

kro

Apprenti
Bien le bonjour :)

De long mois sont passés depuis l'étude du projet. Je tiens bon, même si j'ai des sérieux doutes sur la rigidité de cette machine.
L'usinage des pièces s'est bien déroulé si on ne tient pas compte que j'ai du les fraiser sans fraiseuse :p (C'est long, mais c'est possible !)

Quand au châssis, j'ai un peut du pousser au cul de mon ami pour souder ce dernier. J'étais présent lors de l'assemblage mais uniquement pour donner les côtes. Comme ça fait 9 ans que je n'ai plus soudé, je voulais que ça soit bien fait et surtout que ce soit solide :)
158816


Hopp à la peinture. Au final j'ai opté pour le blanc et bleu. On verra ce que ça donne une fois monté. Je m'attendait à un prix de tarré pour du thermolaquage. Mais après discussion avec le patron que je voyais pour la première fois, je lui ai expliqué le projet et surtout que je payais cash (sans facture). Du coups j'ai eu droit à plus de 50% de rabais :D
158815


Après de looooooongues semaines de grattage (4mm de faute, mais j'ai ébauché à la meule :wink: ) j'ai monté et aligné les rails et vis à billes. J'ai également fixé 2 moteurs, pour le fun :
158817


Le grattage s'est fait avec un marbre en fonte de 0.02mm de plat et trop petit. J'ai fais au mieux, on verra ce que ça donne.

Une chose que j'avais prévu mais pas autant, c'est la résonance de la structure en tube. Mais après les premiers déplacements des moteurs, c'est encore raisonnable. A voire pendant l'usinage pour se donner une réelle idée.

Je l'ai toujours dis, cette machine veut ma mort :p Mais après quelques centaines d'heures d'usinage je tiens bon :)
 
S

stanloc

Compagnon
kro a dit:
Bien le bonjour :)



Une chose que j'avais prévu mais pas autant, c'est la résonance de la structure en tube. Mais après les premiers déplacements des moteurs, c'est encore raisonnable. A voire pendant l'usinage pour se donner une réelle idée.

Je l'ai toujours dis, cette machine veut ma mort :p Mais après quelques centaines d'heures d'usinage je tiens bon :)

Bonsoir,
C'est pourquoi j'ai écrit plus haut que j'aurais fait une telle fraiseuse selon un modèle dont je donne le lien mais en remplaçant les profilés en alu par de l'étiré d'acier.
Tous les exemples de fraiseuse faites avec du tube d'alu (à fortiori) ont montré dans les vidéos des résonances à fréquence élevée désagréables pour les oreilles.
Stan
 
booddha

booddha

Compagnon
Bonsoir,
Une idée (non testée) pour la résonance : de la mousse expansive injectée dans chaque tube.
 
usi64

usi64

Compagnon
bonsoir,
entourer en bout les tubes d elastiques ,ils absorbent les resonance.

idem pour les outils de tournage ou longue fraise .


cdlt
 
domi.U&M

domi.U&M

Compagnon
j'ai vu il y a une trentaine d'années un bras en structure tubulaire portant une meule pour écrouter des bruts sortant de marteau-pilon. comme le meulage résonnait dans la structure, ils avaient eu l'idée de la remplir d'huile en laissant de l'air. plus de résonance.
 
K

kro

Apprenti
Bonjour,

Un grand merci pour toutes vos idées :)

Avant de la construire, j'avais pensé à la remplir de ciment au cas ou. Les trous ne sont pas encore fait car j'attends de voire le résultat comme ça.
Sinon, j'ai lu sur ce forum que l'on pouvait également remplir les tubes de sable.
 

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