projet cnc double portiques mobile

[Narkeyne]

Bonjour,

je fais appelle à toute l'aide possible pour pouvoir réaliser, à bien, ce projet de cnc.
je suis dans la phase réflexion et conception numérique

mon cahier des charges:

-usiner du bois mais également de l'aluminium ainsi que de l'acier
-dimension de découpe = 1200*800*400 mm, suffisamment haut pour installer dans le futur un 4ème axe (les dimensions sont un ordre d'idée, pas fixé)
-matériaux de la structure = acier
-guidage = rail prismatique, VAB
-budget = 2000/3000 euros
-précision = au mieux lol, dans l'ideal 0.01 mm voir plus précis
-assemblage = soudure (électrode) et boulonnage
-lubrification = oui, pour les métaux
-conception = via solidworks (autodidacte)
-outils disponibles = pas grand chose (outils manuels, meuleuse, scie à onglet, poste à souder à l'électrode)
-poids total = assez lourd pour absorber les vibrations, très bonne précision, mais pas trop lourd pour être transportable dans un 3.5t (en une seule fois mais en plusieurs parties)

questions:

-quelle broche choisir ? (il semblerai qu'il faille construire la machine autour d'une broche et non l'inverse)
-où se fournir en acier ? (tube, plaque ...)
-quel épaisseur d'acier utiliser/nécessaire ?
-où peut-on faire rectifier les endroits prévu pour les rails de guidage ?
-quel taille de rail ? (15,20, plus ?)
-quel marque de rail et de VAB ? (au vu de la précision demandée! , le porte monnaie, c'est moi qui verrai )
-quel diamètre pour les VAB ?
-l'espace d'usinage est défini par la taille des VAB ? (et de l’encombrement de la structure/portique aussi bien sur)
-VAB de 5 ou 10 mm d'avancement ?
-des solutions économiques et précises pour faire des découpes de pièces (acier) ? (particulier, entreprise ?)
-quel système pour une lubrification efficace ? (j'ai en tête un flot continu :p )
-quel type de lubrifiant et quel quantité ?
et encore plein d'autres que j'ai oublié lol

je vous partage un modèle 3D fait dans la journée !
/!\ ce modèle n'est pas complet et sera sujet à re-modélisation et évolution

éléments que je n'ai volontairement pas dessinés:
-renforts entre les 2 portiques
-VAB et leurs maintient
-système de récupération du lubrifiant (sera en dessous du plateau d'usinage)
-le plateau d'usinage
-pieds réglables
-la visserie et leurs emplacements

le double portique est dans l'idée de diminuer ce qui semble être le point faible des cnc avec portique mobile, l'axe Z (flexion quand totalement descendu) !

dimension (sans les pieds) 1500*1000*500 tailles d'usinage du dessin = 900*800*350 (trop court mais la flemme de rallonger car c'est pas le plus important pour l'instant lol)
les tubes carrés font 100*100*10
les plaques font 10 mm (20 pour les deux collier de broches)
rails prismatique HIWIN de 20mm
la broche est de diamètre 200 (aléatoire car je sais pas ce dont j'ai besoin)

je n'ai effectué aucun achat pour le moment donc pas de contrainte liée à du matériel en particulier (sauf l'outillage, voir le début)

concernant l’électronique, j'attends que la partie mécanique soit défini pour lancer ma flopée de questions

c'est un projet à moyen/long terme qqls mois/année (idéalement complètement achevé d'ici 2 ans)

je suis preneur de toutes critiques (constructives bien évidemment)

 

[enguerland91]

Je viens de l'écrire sur un autre fil donc je répète que c'est une très mauvaise idée de vouloir usiner (régulièrement s'entend) du bois et du métal sur la même machine : la dimension des pièces est généralement très différente la précision demandée aussi et la lubrification avec la sciure bonjour la mayonnaise. Sans parler de la broche qui se doit d'être très différente.
Je vous laisse imaginer comment vous devrez faire pour assurer des réglages au centième de mm sur les guidages linéaires de vos portiques.
Avez-vous calculé le poids déjà de votre esquisse ?

 

[Narkeyne]

merci des points relevés !
ce ne sera pas pour une utilisation intensive
j’installerai un sabot d'aspiration pour l'usinage du bois, ce qui limitera très fortement la sciure ! à long terme, une autre cnc (avec des besoins très différents) viendra prendre le relais pour la parti bois. mais oui il faudra que je fasse attention sur ce point!
pour la broche, j'avais pensé (sans exemple ou connaissance précise) à un variateur de vitesse (par courroie ou engrenage, comme sur une perceuse à colonne par exemple), si il n’existe pas de broche abordable avec une plage de vitesse réglable et assez grande!
pour les réglages, c'est un point sur lequel je ferai très attention et avec le maximum de possibilité de réglage (jointures boulonnées, que j'ai quasi pas représenté sur le modèle 3D joint, car il sera forcément sujet à modification)
le poids tourne dans les 400-500 kg, mais je ne m'y fie pas trop pour le moment car les épaisseurs sont arbitraire sans savoir si c'est trop ou pas assez

 

[enguerland91]

pour les réglages, c'est un point sur lequel je ferai très attention et avec le maximum de possibilité de réglage (jointures boulonnées, que j'ai quasi pas représenté sur le modèle 3D joint, car il sera forcément sujet à modification)

Il ne s'agit pas tellement de savoir si des réglages seront possibles mais de COMMENT ferez-vous les contrôles et avec QUOI

 

[petit_lulu]

-dimension de découpe = 1200*800*400 mm

-précision = au mieux lol, dans l'ideal 0.01 mm voir plus précis

salut,
rien que la, je trouve qu'il y a un probleme...
cette precision sur un chassis mecano-soude de 1200mm de long...sur une "vrai" machine ca doit etre un prix avec 6 chiffres je pense... et plusieur tonnes tres certainement!

du bois et de l'alu, ca va mais acier en plus...je pense pas.
il faut revoir les spec. sinon ca va partir en cou...e des le debut.

 

[Narkeyne]

actuellement, je possède uniquement un niveau numérique, mais je suis disposé à faire l’acquisition du matériel nécessaire pour parfaitement contrôler et régler ! le palpeur semble être l'outil de mesure de "base"!
des conseil sur ce point ?

 

[vres]

Un double portique n'a pas d'intérêt, ça va être bien compliqué a régler. Pourquoi ne pas faire un seul portique 2 fois plus costaud.
Usiner de l'acier avec la même broche c'est tout à fait possible, mais avec une toute petite fraise, une fraise de gravure par exemple.

0.01 de précision ? Tu peux peut t'en approcher en passant ton châssis au four et en faisant usiner les portées.
Après il faut avoir l'instrument de mesure pour contrôler

 

[Narkeyne]

le but recherché du double portique est de renforcer l'axe Z ! selon moi (je peux me tromper ), pour renforcer l'axe Z, "l'habitude" est d'augmenter son épaisseur et/ou son nombre de renforts, cela induit une masse plus élevé et donc des contraintes plus grande (car l'axe Z est fixé au portique uniquement d'un coté), pour contrer ces nouvelles contraintes, il faut donc augmenter encore l'épaisseur ... et ça n'en fini plus ! l'idée d'un double portique est de pouvoir augmenter l'épaisseur/nombre de renfort de l'axe Z, donc sa "solidité" (sa non flexion aux efforts?), sans avoir à renforcer le reste car les charges sont réparti autrement !
pour imager mon idée, si vous portez une feuille de papier au bout d'un de vos bras tendu, c'est facile, mais la feuille est relativement fragile (en flexion par exemple)!
pour compenser cette fragilité, vous tenez maintenant, à la place de la feuille de papier, une planche, c'est maintenant bien moins flexible, mais c'est plus lourd et fatigue votre bras plus vite ..
pour fortement limité cette flexion, vous remplacez la planche par une bûche! la flexion est cette fois ci très minime (certes pas inexistante mais c'est physiquement impossible qu'il n'y ai pas de flexion du tout), seulement la bûche est trop lourde pour qu'un bras puisse la tenir (car désaxé du point "fort" de résistance, le buste du corps)... là une autre personne prend l'autre extrémité de la bûche, à deux vous pouvez la porter, pas parce que il y a deux fois moins à porter, mais parce que le centre de gravité est au centre de la structure (entre les deux personnes) et non plus désaxé (au bout du bras d'une seule personne)
j'espère que l'image est compréhensible XD
si le but était de renforcer le portique uniquement, oui il suffit d'en faire un plus costaud, mais ce n'est pas le but recherché!
pour l'usinage de l'acier, au fil des lectures sur ce forum, j'ai retenu qu'il faut soit, une broche avec beaucoup de couple est une vitesse faible (le top), soit une vitesse élevé (pour de l'acier) avec une vitesse d'avancement élevé ! (voir le post de rider63) corrigez moi et trouvons une solution !

quel type d'entreprise possèdent un four (de cette taille)? et où faire usiner les portées ? (je suis preneur de toutes infos)
concernant les instrument de mesure, tu me conseillerai quoi ?

j'allais oublier, pour le réglage entre les deux portiques, c'est l'axe Z qui fera la jonction entre les deux (comme un portique, entre deux autre portiques ... ), ensuite seront ajouté des renforts (réglable) entre ces deux portiques

 

[arba]

quel type d'entreprise possèdent un four (de cette taille)? et où faire usiner les portées ? (je suis preneur de toutes infos)

Tu viens de griller les 3000€ là

concernant les instrument de mesure, tu me conseillerai quoi ?

Pour vérifier la planéité d'une portée de cette taille au centième le plus simple c'est probablement une règle en granit et un comparateur, ~1500€

Une révision des attentes et du budget s'impose.

Le double portique c'est sympa en théorie et plus rigide si c'est bien fait, en pratique c'est juste compliqué et bien plus cher.
Ca ne sert à rien de faire une partie de la machine 10x plus rigide que le reste, l'ensemble doit rester cohérent.

 

[Narkeyne]

pour le budget et les attentes, je me doute qu'il y a des choses à revoir, c'est bien pour cela que j'ai ouvert ce post
trouver le meilleur compromis!
faudra que je contacte rider63, sur son poste il disait avoir pu faire passer sa structure dans un four pour 200euros ..
faire usiner des portées c'est si cher ? mais auprès de quels type d'entreprise c'est faisable ?
je viens de regarder rapidement les comparateurs, ça va de 40 à 1000 euros .. quelles marques en font dès de bonne qualité ?

 

[vres]

Pour usiner les portées il faut un grosse fraiseuse. J'ai vu chee un fabricant de machine un châssis de 4000x2000 revenir de l'usinage, c'est impressionnant, il y a un gros travail de nettoyage avant de l'envoyer en peinture.
Ton raisonnement sur le double portique est bon mais c'est inréglable et difficile a réaliser. En plus ça va te gêner pour le changement d'outils.
La plus petite graduation sur un comparateur, c'est déjà 0.01mm.

 

[enguerland91]

Comme dit le proverbe :"il vaut mieux être plusieurs sur une bonne affaire que seul sur une mauvaise"
Appliqué ici cela vaut dire qu'il faut regarder ce que TOUT LE MONDE FAIT et ne pas se singulariser dans une solution rocambolesque.
Ne pas oublier par exemple que le portique constitue une masse mobile qu'il faudra accélérer et freiner, donc plus son poids est faible et mieux c'est.
En matière de résistance à la flexion par exemple le maître-mot c'est MOMENT D' INERTIE QUADRATIQUE. Cela implique pour une planche en sandwich composite des "peaux" fines très écartées et une "âme" légère épaisse donc, un tube aux parois fines mais de grande section.
Pour contrer le moment basculant de l'axe Z il faut que l'axe de la broche se projette dans le quadrilatère des 4 patins à circulation de billes et que le portique ait les jambes les plus courtes possibles idéalement une simple poutre très bien renforcée en torsion.
Il FAUT passer énormément de temps à se former en lisant (en prenant des notes au passage) les nombreux exemples de cnc présentées sur ce forum. C'est facile de faire le tri. Il suffit de sélectionner en priorité les fils qui ont été vus de très nombreuses fois et sur lesquels il y a le plus de réponses/interventions.
Attention : beaucoup de concepteurs-amateurs de cnc sont dans l'illusion totale en pensant que de reprendre un châssis sur une fraiseuse on va parvenir à faire des portées parfaites des guidages linéaires. Lorsqu'on enlève de la matière on libère des contraintes dans le châssis et il part en c......e encore un peu plus.
Très peu de cncistes sur ce forum ont préféré une autre approche à savoir "la méthode additive" qui consiste à positionner des éléments réputés droits sur un châssis un peu gauche en interposant une résine entre les deux. Seulement c'est du travail. Ne pas espérer comme certains, par contre que l'on peut obtenir une surface de référence en étalant de la résine.

 

[franck67]

une solution rocambolesque.

je ne voulais pas ecrire quelque chose de mechant donc je m'etais abstenu sur ce post ......... tu as trouvé la bonne formule pour ne pas vexé , bravo

 

[enguerland91]

je ne voulais pas ecrire quelque chose de mechant donc je m'etais abstenu sur ce post ......... tu as trouvé la bonne formule pour ne pas vexé , bravo

Pour moi le souci principal avant de me demander si je vais vexer quelqu'un ou non c'est de lui éviter une galère très coûteuse qui finira chez le ferrailleur. Lorsqu'on se trompe il n'y a pas deux façons de le dire

 

[serge 91]

-usiner du bois mais également de l'aluminium ainsi que de l'acier
-dimension de découpe = 1200*800*400 mm, suffisamment haut pour installer dans le futur un 4ème axe (les dimensions sont un ordre d'idée, pas fixé)

L’idée d’usiner du bois et de l'acier (dans ces dimensions) ça n'a aucun sens...
C'est comme vouloir une voiture qui roule à 90 et à 240 Km/h...
Il m'arrive d'usiner du bois sur ma fraiseuse, jamais d'acier sur mon combiné.....

 

[bilou(te)]

Bonjour

Je n'ai pas de CNC et pas de compétences pariculières dans ce domaine, mais là, je vois un gros problème de rigidité sur le Z :
chaque portique est guidé par un patin de chaque côté et est donc susceptible de ne pas rester bien vertical sous les efforts.
En partie haute, ce qui tient les deux portiques assemblées, c'est la broche, qui est mobile en Z, avec des guidsages verticaux, des guidages horizontaux , une vis à bille qui se reprend sur un seul portique (a priori)...
=> on a un parallélogramme qui est quasiment articulé aux 4 coins, et dont seuls deux côté ont une longueur fixe (la verticale).
Ici, si un portique part dans une direction, soit le deuxième suit par un deuxième écrou, soit il est tiré par la broche en haut et là, ça va être le bazar.
ici, je vois quasiment les guidages du Y comme des articulations.
A minima, je relierai les deux portiques sur le côté, mais du coup, on ne parle plus vraiment de deux portiques… Avec tout les mouvements en place, un portique de ce type irait bien si il était fixe.

Sans compter que cela complique les réglages/la fabrication :
- plus difficile d'avoir des guidages du Y parallèles (deux portiques séparés à usiner de façon identique),si un seul à usiner sur une seule machine c'est plus facile/sûr
- si un portique se met en crabe, et que l'autre ne suit pas, le mouvement en Y va générer des bizarreries (un portique qui bouge pour remettre tout droit…)


Cela risque aussi d'augmenter les coûts :
- besoin d'un écrou à bille par portique
- deux portiques à usiner (ou du moins rendre plans si on parle de méthode additive)
- plus de matière a priori

Bref pour moi si tu gardes cette option il faut relier les deux portiques sur le côté et idéalement sur le dessus pour faire une caisse qui elle apportera de la rigidité à l'ensemble.

 

[arba]

L’idée d’usiner du bois et de l'acier (dans ces dimensions) ça n'a aucun sens...
C'est comme vouloir une voiture qui roule à 90 et à 240 Km/h...
Il m'arrive d'usiner du bois sur ma fraiseuse, jamais d'acier sur mon combiné.....

Mais c'est tout à fait possible en y mettant les moyens.
Une "petite" électrobroche 10kW à aimants permanents qui monte à 24'000 rpm aura assez de couple à basse vitesse pour utiliser des tourteaux de 50-60mm dans l'acier, si on a quelques 10'000€

 

[enguerland91]

Moi j'ai un faible pour réaliser la poutre du portique en fagot. Sur le dessin j'ai trois tubes carrés assemblés entre eux par collage (ma préférence) ou par des points de soudure espacés et les guidages linéaires (en rouge sur le dessin) installés comme représenté bien que cela complique leur réglage.

 

[franck67]

avec un portique meme fixe le probleme a mon sens pour la rigidité lorsque l'on veut usiner de l'acier est plus sur le Z que sur le Y , je veux dire par la que c'est assez facile de regler le probleme sur le Y alors que sur le Z c'est quasi defaillant a un moment donné sur le Z
le jour ou je refairais ma machine , j'opterais pour une geometrie type colonne , plus de portique donc , c'est la table qui se deplacera en y et en x ( qui a egalement l'avantage de pouvoir avoir un contre poids et donc de ce fait s'affranchir du poids du moteur du Z et donc on peut y mettre ce qu'on veut ) ..... bref rien qui ressemble au dessin de ce post ....

 

[serge 91]

Mais c'est tout à fait possible en y mettant les moyens.

Oui, mais c'est pas une question d’argent, c'est un Pb de principe de conception.
On prévoit pour l'acier et on adapte pour le bois, ça la met au prix "pour l'acier" plus un chouia..
si on prévoit pour le bois, c'est pas possible

 

[duredetrouverunpseudo]

Une question simple à se poser :

Est-ce qu'un industriel à déjà retenu se choix de conception ?

Si aucun ne l'a fait, se n'est peut-être pas pour rien

 

[arba]

Oui ça se fait sur les immenses machines à portique, mais c'est rare.
DMG fait aussi un modèle 5 axes sur le même principe: NMV5000 DCG

 

[vres]

C'est bien pour ca que les professionnels font des machines bien plus simple que les amateurs.
La structure c'est 4 bouts de ferraille.

 

[enguerland91]

Une question simple à se poser :

Est-ce qu'un industriel à déjà retenu se choix de conception ?

Si aucun ne l'a fait, se n'est peut-être pas pour rien

Alors là je refuse cet argument. Se souvenir q"un industriel s'il fabrique quelque chose c'est pour GAGNER DE L'ARGENT et non pour autre chose.
Depuis toujours je refuse les arguments qui prennent en exemple l'industrie. Déjà un industriel peut faire certains choix car il envisage une série (comme les bâtis en fonte d'acier) ensuite il peut se permettre d'investir dans des moyens inaccessibles à nous autres. Enfin un industriel ne confie pas à un seul homme la conception et la fabrication d'une machine-outil.......etc.

 

[vres]

Oui ça se fait sur les immenses machines à portique, mais c'est rare.

Les grandes machine sont souvent à portique

 

[duredetrouverunpseudo]

Se souvenir q"un industriel s'il fabrique quelque chose c'est pour GAGNER DE L'ARGENT et non pour autre chose.

Pour gagner de l'argent il font des choix rationnels et fonctionnels

 

[Narkeyne]

au vu de vos réponses, je vais garder l'idée général qui est, un seul portique ! (si jamais j'ai une révélation concernant les portiques doubles je vous en ferais part . )
j'ai bien compris également que faire un mélange bois/acier, c'est deux machines différentes (ou une seule mais trop chère ..)

je suis en train de dessiner du coup une nouvelle bête !

cnc pour bois, taille de la table dessinée 3000*2000*1100
utilisation de tube acier de 100*50*5
poids, un peu moins de 400 kg (bâti)
(j'ai juste dessiné le bâti pour l'instant !)

 

[Hubert86]

Faire une petite Cnc, 200/300 euros permet de voir pas mal de pbl, et d'acquérir de l’expérience avant de passer a du lourd. Si on regarde ici, les réussites ont commencé petit, puis évolué vers du plus lourd, souvent en plusieurs fois.

 

[enguerland91]

Faire une petite Cnc, 200/300 euros permet de voir pas mal de pbl, et d'acquérir de l’expérience avant de passer a du lourd. Si on regarde ici, les réussites ont commencé petit, puis évolué vers du plus lourd, souvent en plusieurs fois.

Oui mais attention quand même car les vrais problèmes difficiles à régler commencent avec la taille de la cnc comme les réglages
Moi je préfère copier carrément la machine de quelqu'un qui est présent sur le forum. Il est en capacité de dire "je ne referai pas comme cela"

 

[vres]

Il est en capacité de dire "je ne referai pas comme cela"

C'est ce qui s'appelle apprendre de ses erreurs.