[projet] fabrication d'une micro cnc V4 pour usiner l'acier

20 Avril 2007
4 093
Morlanwelz
- [projet] fabrication d'une micro cnc V4 pour usiner l'acier
#1
hello :)

alors je n'ai pas encore fini ma V3.0 qui reste dans un coin pour l'instant ( le local doit être refait ) et comme j'ai besoin de faire des petite pièce je me suis décidé il y as quelque mois de commencé une V4.0 "micro cnc"

le cahier de charge est le suivant
- être compact et rigide
- capable d'usiné de l'acier
- meilleurs précision possible
- faire avec ce que j'ai en stock de matières et en pièce électronique diverse

ce que j'ai en stock
-un reste de projet de graveuse laser avec sont électronique ( grbl + arduino , pc client 600mhz sous linux avec Bcnc + écran tactile )
-les moteurs pas a pas 2amp phase nema 17
-des rail a bille "large"
- des plat en acier étiré épais de toutes sortes
- des pièce de moteur de récup

ce qu'il me manquais mais recu depuis
-vis a billes
-coupleur d'axe
-visserie
-roulement oblique pour la broche
-carte drivers moteur brushless
-fil émaillé pour rembobiné le brushless
-aimant néodyme pour le moteur
-axe er11 + pince

après des semaines d'usinage divers , de casse d'outils , de bobo et de juron divers et varier :D

voici ou j'en suis

la broche un direct un moteur fait maison un axe er11 et 3 roulement oblique , 8500 rpm :)
DSC_0161.JPG


DSC_0162.JPG


on vois ici deux "trou" d'air , coté broche et un trou sur le coté , cela serviras pour injecter de l'air comprimé par le trou sur le coté et l'envoyer sur l'outils (ou liquide de coupe ) et refroidira la broche en même temps )
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le Z presque fini , il manque une douille pour calé les roulements au dessus ( les support roulement sont fait en acier )
DSC_0165.JPG


vue de la table croisée et des guide a bille
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la broche en mouvement (il me reste a collé les aimant et faire l'équilibrage final , ça vibre a partir de 7000rpm )
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DSC_0169.JPG




la machine la ou elle sera installée plus tard , le coffre de rangement va partir et un carénage en tôle sera fait autour , le rack de contrôle sera en dessous et le pc accroché au dessus avec l'écran , pas de clavier ni souris :)
DSC_0172.JPG


la partie qui a ete le plus dur la jonction entre colonne Z et broche , en acier soudé , j'ai du flinguer 3 fraise sur les soudures :(
DSC_0173.JPG


voila encore du boulot mais ça avance bien et je voulais partager cette petite machine ici :) , elle sera bien sur mise en couleurs une fois les usinage fini et les re-usinage par après au cas ou j'aurais oublier un truc :wink:

le rack de contrôle a été fait dans un vieux routeur réseaux , je ferais quelque photos de lui plus tard :wink:

merci de m'avoir lu :)

(edit) , une fois toute les pieces finie , je démonte la machine et porterais tout cela en réctification , meme si actuellement l'etiré offre déja une belle planéité !
 
Dernière édition:
20 Avril 2007
4 093
Morlanwelz
- [projet] fabrication d'une micro cnc V4 pour usiner l'acier
#4
merci :)

coté course on a 200*200mm en XY et 300mm en Z , les course sont grande mais l'idée est de savoir monter des accessoire divers et de grande pièce pour de très petit usinage , la fraise la plus "grosse" sera du 4mm et j'espère savoir usiné avec des micro fraise en 0.5mm par exemple

les guidage sont des monorail THK 50 avec bille calibrée , il n'y as aucun jeu , acheté il y as très longtemps ici même , vu le peu d'effort de coupe qui sera demander ici , il ne devrais pas poser de soucis , après si vraiment cela ne va pas je peu changer les rail par des autre rail (2 par axe ) , l'écart des vis est identique :)

pour la broche , a la base je pensais faire une broche avec un moteur electrocraft brushed (il a ete fait finalement , avec tacho pince er11 roulement calé dans le logement d'origine , et variateur amc servo , 4000rpm ,et couple important meme a tres bas régime (impossible de bloquer l'axe a 5rpm , vive les servo dc ! ) , mais le montage roulement n'était pas tres solide , et 4000rpm c'est trop peu pour de petite fraise ! je le garde il iras sur la V4 pour de petit usinage ou de taraudage ! , a voir par des essais :)

seconde idée , partir d'un stator d'un moteur brushless d'imprimante ( grosse imprimante ), après truc classique , axe "allonge ER11 de 12mm diam sur 100mm long , vérifier les concentricité ( j'ai acheter 5 axe pour en trouver un dans les 5 suffisamment précis ) , après achat de roulement oblique en lot , et appairage de 3 , usinage d'un flasque en alu pour recevoir les 3 roulements , et faire des passage d'air avec joint , et faire un system en bout d'axe pour évité que la poussière et copeaux ne rentre dans la broche ! , après montage du flasque sur le gros bloc en alu ( récup celui la , mais a subit des usinage divers ) puis le rotor usiné une partie dans la masse , seul la cloche du moteur a été utilisée , viré les aimant d'origine aussi ! , montage a blanc des 16 aimant néodyme , le bobinage lui a été fait avec 12 fil de 0.16mm de diamètre par bobine , c'est très serré il y as une 40ene de tour par bobine ! , apres couplage pour avoir les 6 fil pour savoir coupler en étoile ou triangle ! , coté câblage stator , a l'ancienne , mise en forme et fixer a la ficelle , puis trempage du tout dans la résine vibrée ( en protégeant les pôles )

le moteur se gère avec un driver brushless "chinois" sous 30volt (qui sera revu coté timing plus tard ) un module est prévu pour faire une servo régulation , un tachy ou un capteur optique sera placer sur le moteur et un asservissement pid sera implémenté :)

pour l'instant j'ai 8500rpm , j'espère en avoir plus en modifiant les timings :) , et si vraiment le drivers ne convient pas , je verrais pour trouver un amc 3phase + tacho :) , coté couple , non asservis l'axe n'est pas bloquable a la mains vers les 3500rpm , donc sur l'axe ER11 , forcément sur une fraise de 2mm ça ne calera jamais , la fraise casseras avant :) , le couple sera bcp plus important une fois la broche passée en servo :wink:

aussi , si la broche donne satisfaction , je la referais peu etre en acier pour la rigidité , on verra comment cela se comporte au test en usinage !
 
20 Avril 2007
4 093
Morlanwelz
- [projet] fabrication d'une micro cnc V4 pour usiner l'acier
#7
qu'elle partie du guidage veut tu voir en détail ?

la broche apres réglage timing et "servo pid" devrais pouvoir tourné lentement avec du couple (mais de grosse fraise , peu etre du 6mm grand max a voir/tester , bien que pour mon usage le 4mm sera le max du max :) ) si tu veut une broche qui peu tourné lentement avec du couple , tu doit faire un asservissement avec un tachymetre et le drivers qui va bien , on peu faire tourné le moteur tres tres lentement style 1rpm voir moins et avoir un couple maximum , c'est ce que j'ai sur les servo de la V3.0 des brushed 500watt servo tachy + encodeur 2000pp , commander en +-10V si on a 0.1v en entrée le moteur tourneras tres tres lentement et le couple maximum du moteur :) , le principe est le meme sur le petit electrocraft qui doit faire 150watt brushed , juste tachymetre , est couple max meme a tres tres basse vitesse , et démmarage / stop ultra rapide :) et a 0V on a l'axe bloquer ! (mais on peu choisir le mode relaché aussi :wink: ) avec ce type de moteur et un encodeur ab on peu envisager du petit taraudage ! (bien sur le couple max du moteur doit etre suffisant pour le taraudage !!! )
 
20 Avril 2007
4 093
Morlanwelz
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#8
voici quelque photo du rack et du petit pc qui fait tourné Bcnc ( config linux Lubuntu allégée et optimisée maison , Bcnc tourne sous python et peu etre modifié si besoin :) (je doit l'adapter au tactile , certain bouton sont trop petit ! )

vue avant du rack et du pc
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vue arriere , connecteur vers les axe , la broche et une "aux" pour des option futur (palpage , liquide de coupe , air comprimé , ect ) et alim a droite
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vue interne du rack , alim 24V passée a 30V sous 20ampere (4 pour les moteur grand max et le reste pour la broche ) , au centre +- le drivers brushless chinois , a gauche la carte arduino + sheild 4axe en Grbl , sur le dessus le panel de controle broche (on off , auto/manuel , speed , reverse ) et 3 porte fusible , un pour le 5V un pour le 30V axe et un pour le 30V broche , a coté une petite alim 5V pour la logique , deux gros ventillo brasse l'air interne :)
DSC_0191.JPG



le pc "client" , cpu via 600mhz , 1go de ram et 8go de cf , sous linux cpu a 12% programme lancer et en execution machine , ram 150mo et 3go sur la cf , on est large :) (le module de led ma servis pour l'ecran tactile qui est sur port série et pas simple a installer sous linux ^^ )
DSC_0187.JPG


la suite plus tard :)
 
20 Avril 2007
4 093
Morlanwelz
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#10
un tuto sur un moteur ? , oui je peu envisager cela :) ,si celle çi manque de peche , j'en ferais une plus puissante , je part souvent dans de la récup pour le stator , j'ai quelque moteur hs en réserve au cas ou :wink: apres il faut calculer tout ça pour evité que ça parte en flamme au premier tour et que ça offre du couple surtout :) , apres tout se passe dans le drivers pour le brushless , c'est la que cela se corse ^^
 
14 Février 2017
948
Cannes
- [projet] fabrication d'une micro cnc V4 pour usiner l'acier
#12
Bonjour
Et merci pour ce partage sympa et très intéressant.

j'ai acheter 5 axe pour en trouver un dans les 5 suffisamment précis
Tu peux préciser cela ? J'ai aussi acheté une ralonge er11 et été très deçu de la qualité. Je le demandai s'il falait que je rectifie le cone (mais je ne sais pas vraiment faire), s'il fallait acheter ailleurs plus chère. Tes 5 axes, tu les a achetés chez divers fournisseurs ? Tu as une sources à nous conseiller, ou c'est "au petit bonheur la chance" ? Nous sommes friand de ton retour d'expérience.


après achat de roulement oblique en lot , et appairage de 3
Là, j'apprend quelque chose ! :smt017 Comment on fait pour "appairer" des roulements ? J'ai toujours cru qu'il fallait acheter des roulements en pair, pour qu'ils soient appairés. Il faut en acheter un gros lot, pour trouver 3 roulements appairés ? (Heu, 3 roulements pour faire une paire, cela ne fait-il pas ménage à 3 ? mais passons) Il faut faire des mesures spéciales ?
 
20 Avril 2007
4 093
Morlanwelz
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#14
alors pour les allonge er11 , achetée chez plusieurs fournisseur 2 sur wish 2 sur ebay uk et 1 sur ebay de , et finalement c'est un des deux de chez wish qui etait le plus concentrique :) , les mesure diverse , sur le tour entre pointes "voilage" et centrage cone vs axe , au micromètre au milliemme ! , après mesure quand c'est monter avec les roulements ! , le cone principalement :wink:

les roulements , j'ai acheté un lot important en chine encore , je voulais voir ce que l'on pouvais trouver , sur les 20 commander seul 4 répondais au attente ! , a savoir montage sur axe rectifier , bloquer les cage externe dans un v rectifier et mesure au comparateur , certain ne tournais pas "droit" :) , donc ceux qui etait "nikel" on servis , 3 roulement , 2 dans un sens et 1 dans l'autre , montage en >>< :wink: ,bon vu le cout c'était tentable , et si vraiment rien de bon j'aurais pris chez 123 roulements :) , cela dit l'achat n'est pas perdu les "mauvais" vont servir pour les vis a billes , leur défaut de concentricité n'est pas critique pour ça :wink:

après il est possible que je retouche le cone , j'ai encore 0.08mm de faux rond , pas mal pour du chinois , mais pas assez pour mon usage :) , j'avais fait un montage de retouche avec une broche maison sur base d'un moteur modélisme , un rail scheenberg , quelque bout d'étiré ,il faut que je retrouve les pièce et le remonte , entre temps il a servis a autre chose ^^
 
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