Projet portique CNC/Repstrap lowcost de Fab

[Fab22]

Bonjour a tous,

je sais il y en a qui vont dire copieur! Petros le fait déjà!et oui, et c'est pour ça que je me suis inscrit ici, lorsque j'ai vu son sujet.

je vais essayer de vous le faire court, mais n'hésitez pas a me le dire si j'oublie quelque chose, je récupere toujours un tas de composants électriques électroniques, mécaniques dans des appareils obsolètes, pour alimenter mes petits bricolages a moindre frais, et je vais détailler ici ce dont je pense me servir pour le projet actuel.

le point de départ serait celui ci:

C'est un Plotter de découpe avec une laize de 45cm, parfaitement fonctionnel que je n'utilise que très peu. soit un bon axe X tel quel a récupérer et le moteur/driver pour l axe Y.

-j'ai quelques moteurs nema et cartes d'imprimantes aussi, a voir si cela sera utile pour le Z.
-une Dremel300
-de l'acier, de l'alu, du bois et des outils de base.
-bientot une carte arduino mega
-de bonnes connaissance en informatique, mécanique, mais l'électronique est mon point faible (je peux assembler une carte mais pas la concevoir)
-un frangin programmeur!

tout cela pour faire un portique CNC avec une dremel et par la suite adapter un extrudeur tout comme l'a fait Petros, a qui je passe un coup de chapeau pour la machine.

je voudrais tout d’abord vérifier que cela sera possible de me monter une électronique "custom" étant donné que c'est mon point faible, et avant de dépouiller mon plotter.

Pour cela je part de ceci:

Récupéré dans la partie scanner d'un vieux tout en un epson laser: il y a donc un moteur nema14, la carte du driver qui semble contrôler aussi l'alimentation de la lampe, et un fin de course opto.
le driver est celui ci:
Datasheet 3967
-et la carte arduino méga.

je sais que si je peux comprendre comment contrôler ce moteur a partir de la carte méga, le reste de la construction ne posera pas de problème majeur.

Que pensez vous de tout ça? pourrez vous m'aider pour modifier les cartes de driver afin de les piloter avec la méga?
Tous vos commentaires et suggestion seront les bienvenus!

 

[Anonymous]

Bonjour,
Je vais te paraitre un peu rude, mais au moins, je serais franc. Pour moi, rien de ce que tu possède n'as de valeur pour réaliser une CN, même petite.
- Ton driver sera complexe à piloter, et n'a que très peu de puissance...
- Ton plotter ne sera surement pas assez rigide pour fraiser quoi que ce soit.
- Un Arduino ? Pour quoi faire ? Un PC suffit largement...
Après, y'a toujours moyen de faire une bidouille pour fraiser de la mousse...
Te décourage pas, il existe plein de solution "eco" pour fraiser au moins du bois. D'autres te guideront, je ne suis pas spécialiste.
a+
ced

 

[Fab22]

Bonjour cedrik,

j'ai du mal m'exprimer, le driver en question est la juste pour faire un test avec un petit moteur, pas pour commander une future cn, le moteur qui est avec est bien trop petit aussi,
mais le plotter lui a deux moteurs plus gros et les drivers qui vont avec.
l'arduino, ca me démange depuis quelques temps de bidouiller avec, et je sais qu'il est largement utilisé sur les reprap, donc deja du code de dispo pour cette application.
le plotter je n'en garderai que l'axe des X, et l'utilisation comme fraiseuse serait vraiment occasionnelle et dans des materiaux tendres (bois, plastique...) je peux construire un chassis assez rigide pour ça, surtout qu'a terme c'est plus l'utilisation comme imprimante 3d qui m'intéresse.

pas de problème pour ta franchise, tant que c'est constructif!!

 

[Petros]

les moteurs nema 23 seront parfait pour les axes x et Y, le nema14 (il mesure combien ?) pourra servir pour l'extrudeur. Le driver intègre déjà un "translator", c'est tout bon ça, l'entrée DIR fixe le sens de rotation du moteur et puis il suffit d'envoyer des impulsions sur l'entrée STEP pour piloter le moteur.

Le traceur à aussi une belle courroie crantée. par contre je vois pas trop comment est fait le guidage de la tête de découpe, il faut que ça soit assez rigide pour faire du fraisage.

En ce qui concerne l'axe Y et Z tu compte faire comment ?

 

[Fab22]

en fait le nema 14 c'est juste pour m'entrainer et valider le fait que je puisse faire mon électronique ou pas... (c'est un carre de 35mm sur 20 de haut)
j'ai aussi un moteur nema 17 pour lequel je devrais trouver un driver, je n'avais pas du garder la carte de cette imprimante enfin j'ai une autre carte mais cela me parait léger pour un moteur comme celui ci, c'est a base de ce composant:A3955 et il en a deux sur la carte, d’après le datasheet il en faut 2 pour un moteur ce qui risque de me compliquer la tache pour le raccordement, et ce sont des cms que je ne peux pas dessouder.

le guidage de la tete est fait par des roulettes dans deux glissières en V , posé en bas et avec un rattrapage de jeu par ressort en haut, qu'il faudrait que je modifie pour le régler manuellement et "caler" la tête entre les deux profils.

pour le Y un plateau comme une reprap sur des axes style glissière et entrainement par courroie (j'en ai quelques unes et des pignons aussi)
pour le Z je ne suis pas vraiment fixé, je pensais récupérer d'autre moteurs et monter deux identiques sur tige filetée mais j'ai un peu peur que des nema 17 soit pas assez coupleux vu que mon X sera assez lourd (surtout avec une dremel en plus dessus!) mais après avoir parle de ça autour de moi aussi, je vais peut être bientôt récupérer un GROS copieur de bureau sur lequel j'ai des chances de trouver des moteurs du style de ceux de mon plotter... avoir donc pas fixé encore.

donc pour la carte de mon nema14, si je suis bien, le translator remplace le microcontroleur que tu ajoute sur chaque driver de ta machine? et donc je peux utilise la carte telle quelle? je n'ai qu'a enlever le connecteur(au dessus du driver sur la photo) et me raccorder sur les entrées DIR,STEP, + alim sur ground et logic supply? comment faire par exemple si je veux ensuite régler la vitesse du moteur?

ça fait beaucoup de questions, désolé je suis vraiment pas doué en électronique mais j'essaie de comprendre.

Merci.

 

[Petros]

Le nema 14 est intéressant pour l’extrudeur, je pense personnellement que les extrudeurs en prise directe sont une erreur de conception. On s'en rend compte quand on regarde l'extrudeur tourner, même avec la démultiplication que j'utilise, le moteur pas à pas ne tourne que très lentement, demande beaucoup de couple et donc un courant d'alimentation important (je l'ai fixé à 700mA) je pense pouvoir augmenter la précision de l'extrudeur tout en réduisant son poids et sa consommation en utilisant un moteur plus petit avec une démultiplication à 2 étages.

Pour les drivers sans translator, ne t’embête pas avec, ça va être bien plus compliqué et plus cher de les piloter avec des arduinos (1 arduino ne suffira pas pour les 4 moteurs) que d'acheter des drivers pololu

donc pour la carte de mon nema14, si je suis bien, le translator remplace le microcontroleur que tu ajoute sur chaque driver de ta machine? et donc je peux utilise la carte telle quelle? je n'ai qu'a enlever le connecteur(au dessus du driver sur la photo) et me raccorder sur les entrées DIR,STEP, + alim sur ground et logic supply? comment faire par exemple si je veux ensuite régler la vitesse du moteur?

ça fait beaucoup de questions, désolé je suis vraiment pas doué en électronique mais j'essaie de comprendre.

Merci.

Yep, mais Il faut 2 alims : une de 5V sur la pin Logic supply et une de 30V max sur Load supply les deux pôles négatif étant connectés sur GND.
Un moteur pas à pas se pilote en position, une impulsion sur "STEP" = 1 pas ou plutôt 1/8 de pas sur ton driver, pour faire varier la vitesse, il suffit de faire varier la fréquence des impulsions "STEP".

 

[Fab22]

Yep, mais Il faut 2 alims : une de 5V sur la pin Logic supply et une de 30V max sur Load supply les deux pôles négatif étant connectés sur GND.
Un moteur pas à pas se pilote en position, une impulsion sur "STEP" = 1 pas ou plutôt 1/8 de pas sur ton driver, pour faire varier la vitesse, il suffit de faire varier la fréquence des impulsions "STEP".

merci pour ça je vais tester et je reposterai ici (je n'ai pas encore reçu ma carte arduino)
je vais deja me preparer une alim et un pc avec les outils necessaires installés en attendant.

pour les extrudeurs as tu vu ceci?:
[spoil]Triffid Hunter

On Fri, Dec 16, 2011 at 8:01 PM, glaes...@debitel.net

<glaes...@debitel.net> wrote:
> I would be thankfull if some could point out (or point to sources off)
> some design thougts about extruder heads....

The extruder/hot-end is the heart of our 3d printers. All else being
equal, the extruder/hot-end can easily be the difference between a
terrible printer and a fantastic one.

One of the most critical parameters is structural integrity.
Originally, hot-ends used PTFE (teflon) as a structural element, and
would frequently fail because PTFE "creeps" (slips over itself) under
load. Now we're mostly using the much more expensive PEEK. Don't get
me wrong - PTFE has its place. It makes a fine sleeve for the cold end
of the barrel where friction can be problematic, but it cannot be used
to hold anything in place.

All-metal and mostly-metal hot-end designs are starting to appear,
such as the arcol v4 and the makergear with SS barrel. These hot-ends
exploit stainless steel's relatively poor thermal conductivity to
create a sharp thermal transition while retaining the strength of
steel all the way up to a section that's cool enough for normal
plastics to handle.

It is also critically important that the heat does not go too far up
the barrel. Makergear's standard hot-ends have a brass/PTFE junction
inside the PEEK "groovemount" to prevent heat going too high, and all
hot-ends benefit from a small fan to help keep the top end cool.

Nozzle diameter affects print quality, and the length of the
constriction is important too- too long and your extruder must exert a
lot of force, risking jams and stripping filament, but too short and
you get lots of ooze. I believe this parameter is only starting to be
explored.

As for the extruder, there's a few designs around. Since our extruder
runs a lot (10-300x!) slower than our feedrate, can also require
surprising amounts of torque, and needs to be quite precise for
certain prints, we get a lot of advantage from some gear reduction.

Direct drive does work, but since the motor shaft is only 5mm in
diameter it doesn't have a large contact area with the filament and so
can't impart as much force to it as a geared extruder with a larger
diameter drive member. Putting a large pulley on the motor shaft means
that you simply don't have the precision in terms of steps per mm for
fine detail prints.

Wade's and variants with 4:1 to 5:1 gear ratios and an M8 bolt seem to
hit a sweet spot, and MakerGear's geared stepper (13.6:1) with ~12mm
pulley seems to work as well.

Basically you're going for an overall result of 500 to 1500 steps per
mm of filament. Much lower and you lose useful precision, and much
higher and you'll have difficulty retracting quickly.

Another important parameter are the teeth that grip the filament. If
the teeth are too small, they fill with plastic dust easily, giving
ruined prints. Too large and you can't transmit as much force as there
simply aren't enough teeth contacting the plastic. You also don't want
to bite all the way through the filament! We usually use a tap to cut
teeth into the side of a bolt or whatever, M6 (1mm pitch) seems to
work really well. M3 (0.5mm pitch) is definitely too small. I'm told
that M4 (0.7mm pitch) works, but it's a bit small for my liking.

1mm length of 3mm diameter filament has a volume of 7mm^3. With
extrusion width of 0.5mm and a layer height of 0.05mm, that's enough
plastic to draw a segment (or series of segments) 280mm long! FWIW,
I've successfully printed with those settings using my Greg's
Accessible Wade's, 51:11 gear ratio, a bolt hobbed with an M6 tap and
a Makergear hot-end with 0.35mm nozzle.

SO in summary, the ideal hot-end is very strong and is only hot for
the bottom 10-15mm, above which it cools rapidly. The extruder has
appropriately sized teeth, and a gear ratio that gives a good balance
of precision and speed.

Hope this helps![/spoil]
posté sur le google group de thingiverse,
je trouve ce qu'il dit plutot censé et il te rejoins pour les extrudeurs en prise directe.

je vois bien l'intérêt d'une démultiplication a deux étages mais cela risque aussi d'augmenter le jeu a moins peut etre de passer par de petites courroies, comme celles ci que j'ai récupérées aussi:
[spoil]

[/spoil]

si un nema14 avec la bonne démultiplication fonctionne bien, ça ouvre la voie a de beaux dualheads! (voire trois )

 

[Anonymous]

Le nema 14 est intéressant pour l’extrudeur, je pense personnellement que les extrudeurs en prise directe sont une erreur de conception. On s'en rend compte quand on regarde l'extrudeur tourner, même avec la démultiplication que j'utilise, le moteur pas à pas ne tourne que très lentement, demande beaucoup de couple et donc un courant d'alimentation important (je l'ai fixé à 700mA) je pense pouvoir augmenter la précision de l'extrudeur tout en réduisant son poids et sa consommation en utilisant un moteur plus petit avec une démultiplication à 2 étages.

Bonjour
Faux, un PàP ne consomme pas plus de courant lorsqu'il force.
Il consomme moins à grande vitesse,
Et consomme le maxi à l'arrêt (sauf driver spécifique)
a+
ced

 

[OrOoX]

Hello,

Désolé de te le dire mais tu es dans le faux toi aussi, un moteur brushless ou non consomme forcément plus de courant
lorsque celui-ci force, les moteurs à un rendement de 100% n'existe pas il me semble, et c'est encore moins le cas pour un
moteur Pap chinois.

Niveau consommation, perso je suis à 1.80 A à l'arrêt et je suis monté à 3.20 A en fonctionnement
pour des drivers réglé sur 2.8A donc ...

 

[Petros]

Le jeu des engrenages ne posera pas de problème pour l'extrudeur, vu que le moteur tourne toujours dans le même sens pour imprimer. et il n'y a pas besoin de précision quand l'extrudeur doit rétracter le filament pour arrêter l'extrusion.

si un nema14 avec la bonne démultiplication fonctionne bien, ça ouvre la voie a de beaux dualheads! (voire trois )

C'est aussi à ce que je pense, avec des petits moteurs on pourra facilement mettre deux extrudeurs sur le porte-outil et alors faire de l'impression avec un support soluble : http://blog.makezine.com/2012/01/27/fused-filament-fabrication-with-water-soluble-support-material/

En ce qui concerne le courant, je voulais dire qu'avec ma réduction actuelle, je doit pousser le réglage de courant sur le driver à 700mA, le moteur deviens alors assez chaud, d'où le ventilateur sur le moteur de mon extrudeur:
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[/spoil]
Avec une meilleure réduction, je pourrais baisser le courant d'alimentation et passer à un moteur plus petit.

 

[Anonymous]

Désolé de te le dire mais tu es dans le faux toi aussi, un moteur brushless ou non consomme forcément plus de courant
lorsque celui-ci force, les moteurs à un rendement de 100% n'existe pas il me semble, et c'est encore moins le cas pour un
moteur Pap chinois.

Niveau consommation, perso je suis à 1.80 A à l'arrêt et je suis monté à 3.20 A en fonctionnement
pour des drivers réglé sur 2.8A donc ...

Héhé, tu te fais rouler par ce que t'indique ton métrix, qui ne sait pas mesurer une tension découpée ! Essais de mesurer la consommation en 220V, tu verras, plus ton moteur tourne vite, moins il consomme ! C'est évident, puis-qu’avec l'augmentation de la fréquence, l'impédance des bobines augmente ; et l'intensité diminue, malgré la régulation d'intensité... plus ou moins efficace...

Ensuite, ton driver, au repos, passe en stand-by, et envoi parfois 50% de moins d'intensité, ce qui explique tes mesures !

Quant à avoir un rendement de 100% ou pas, je ne vois pas comment tu calcules ça ? C'est pas parcequ'on tourne plus vite en consommant moins que le rendement augmente, ou ce stabilise à 100% !!!!! Cela dépend aussi du couple à la vitesse donnée !!!

Un moteur PàP est un moteur de positionnement, il ne ressent pas la charge qu'on lui applique. Il la déplace tant qu'il peut, et ensuite, perd des pas, en consommant toujours à peu près la même chose. MAIS VU que le découpage PWM varie légèrement durant toutes ces étapes, un métrix ne mesure rien de réel.

a+
ced

 

[Fab22]

en mode récup'

ça y est j'ai récupéré l'imprimante/copieur dont j'ai parlé dans la semaine, voila ce que ca

donne:

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[/spoil]

c'est un minolta qms magicolor 3100, avec un scanner sc 215 de la même marque, le tout sur
chariot.

la surprise sous un cache latéral en démontant:
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[/spoil]

trois moteurs nema17 a portée de main + la carte de contrôle avec les drivers et quatre autre
petits moteurs pap avec les drivers aussi.
en suivant les fils depuis la carte j'ai trouvé un quatrième nema17!
plus deux petits moteurs et leurs drivers dans le scanner ainsi que des bagues de guidage et leur

tige dia.8

voici le butin!

[spoil]

[/spoil]

bémol ou pas?

les moteurs au format nema sont des unipolaires,
les drivers sont ceux la:

SMA7029M
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/Sanken/mXqrrwx.pdf

a priori pas de translator, mais est-ce un problème dans le cas de moteurs unipolaires? j'ai lu

sur le wiki des moteurs pap que la commande était plus simple dans ce cas.

bref, belle récup reste a voir si tout cela pourra convenir.

l'impression avec un support soluble ouvre plein de possibilités c'est vrai, je vais commencer a préparer des pièces pour l'extrudeur, comme la vis inox a percer, j'ai ce qu'il faut déjà comme ça je pourrais assembler le hot-end mais je pense attendre de pouvoir fraiser pour faire les pièces imprimées, comme tu as fait avec la tienne. la on pourra tester avec un nema 14 y a pas de souci.

edit: les 4 autres drivers sur la carte sont ceux la:
STA471A
http://pdf1.alldatasheet.fr/datasheet-pdf/view/38424/SANKEN/STA471A.html
le datasheet n'appelle même pas ce composant "driver"

 

[Petros]

On peut câbler des moteurs unipolaires sur des drivers bipolaires, mais ils ont souvent une impédance élevée pour être pilotés sans régulation de courant, par un simple réseau de transistors darligton. Le problème c'est qu'avec une impédance élevée, on ne peut pas bien les piloter avec des drivers dignes de ce nom, le moteur va beaucoup chauffer et la vitesse sera limitée.
Quel est la résistance mesurée sur une phase ?

 

[Fab22]

quest-ce qui est génant dans le fait d'utiliser des drivers unipolaires? (a part la régulation du courant) ne peut-on pas limiter le courant autrement?

a ce que j'ai lu, piloté par un driver bipolaire, le moteur va chauffer et tourner moins vite, mais le couple sera plus élevé aussi...

j'ai relevé 12 ohm par enroulement complet, 6 par 1/2 enroulement.

 

[Petros]

Avec le réseau de darlington, il faut aussi faire un translator et comme il n'y a pas de régulation de courant, le moteur va sur-chauffer à faible vitesse et en maintien de position (12W dans un bobinage si il est alimenté en 12V) en plus, on est limité en pilotage en pas complet ou 1/2 pas, pas mieux
Mais 12 Ohms, ça devrait aller avec un driver bipolaire. Ma mauvaise expérience, c'était avec un moteur de scanner qui faisait dans les 100 Ohms.