Réflexion autour d'une CNC, format 80x120cm

[speedfender]

bonjour,

Je souhaiterai réaliser une seconde cnc 3 axes, la première montrant ses limites..
J'ai pour cela un cahier des charges sommaire :

-Je souhaite usiner principalement du bois, plastiques et éventuellement de la tôle d'alu de manière occasionnelle.
-Les temps d'usinage devront être courts (je suis plutôt patient mais pressé de voir les pièces sortir..) ; la machine devra donc être rigide.
-Je souhaite qu'elle soit plutôt silencieuse et éventuellement limiter la poussière, j'envisage donc une conception sous forme de cabine, avec un encombrement compacte.
-Usinant principalement des panneaux de mdf (122x244cm), l'idéal serait une surface d'usinage de 61x122 ou 82x122 cm (sous multiple d'un panneau de 122x244).
-la broche sera une défonceuse, ce qui est à mon sens plutôt adapté au travail du bois. Il sera tout à fait envisageable de la remplacer par la suite.
-Je souhaite conserver l'électronique et moteurs en place sur ma cnc actuelle (nema 23 - 4nm ; driver tb6600)
-Ne possédant ni tour ni fraiseuse, et devant souder et couper le métal à l'extérieur je souhaite utiliser du profilé aluminium, qui me permettra d'obtenir un montage propre et rapide, avec éventuellement la possibilité d'usiner de la tôle sur ma cnc actuelle (jamais trop testé)
-Coûts de fabrication contenus.

J'ai commencé à dessiner la chose, mais avant de poster j'aimerai faire des choix parce que là ça part dans tous les sens..

J'ai plusieurs interrogations m’empêchant de faire des choix :
-quelle section de profilés alu utiliser ? Quelqu'un connait-il leurs coefficients de flexion ?
-j'envisage un guidage par rail linéaire tbs en raison de son coût raisonnable. Quelle précision espérer ? Peut-on le fixer tête en bas (sous un profilé) ? une alternative?
-J'aimerai un entrainement par crémaillère pour les axes X et Y et à vis a bille pour Z. Comment fixer des crémaillères sur un profil alu?

Je pense ne pas avoir oublié grand chose..

D'avance merci pour vos remarques / critiques et réponses

 

[speedfender]

Bonjour,
Je viens apporter quelques précisions..
Etant de plus en plus ennuyé avec ma cnc a transmission par chaine, je suis décidé à lancer ce second projet.

Finalement je vais m'inspirer très fortement du modèle de la mechmate, avec des dimentions moindres. La surface d'usinage sera toujours 800*1200 mm.
Le guidage s'effectuera avec des roulements en v, et la transmission par crémaillere.

J'ai déjà reçue les roulements en v, mais, après lecture des plans de la mechmate, jme suis rnedu compte que jme suis planté.. je les ai commandés trop petits.. Ils ne font pas 45mm de diam, mais 32.. ce qui n'est pas forcement grave après tout.
Ce qui me pose problème est que l'alésage des roulements fait 3/8" soit env. 9.525mm. .
Quelqu'un a une solution pour mettre en place ces roulements? parceque je n'ai pas de boulons de 9.525mm de diam.
Je reconnais que c'est pas trop bien parti, pas encore commencé que je bloque déjà..

Je me demande également jusqu'à quel point réduire les sections de profilés. Par exemple ils préconisent un UPN de 180 mm sur 2m80 pour ne pas subir de flexion sous le poids du portique et de l'usinage. De quelle section de profil puis-je me contenter pour avoir le mm coéficient de flexion sachant que mon profil ne fera que 1m50 de longueur?

Voila pour le moment,
et merci d'avance pour les éventuelles réponses...

 

[Devil-Nic]

Bonsoir,

Les vis épaulées sont une solution plus sérieuse pour fixer un roulement dans ce genre d'application, tu les trouvera facilement avec des cotes en pouces 3/8" en l'occurrence.
Par conte le filetage d'extrémité sera lui aussi avec une cote en pouces, apriori 5/16".

Nicolas

 

[Manuforg]

Les guidages Tbs sont pas super. Tout dépend des passes, avances et précision que tu souhaite.
En tout cas je ne te recommande pas du tout de les utiliser a l'envers. Quel est l’intérêt? Surement une structure spéciale!
Entre la chaine et les crémaillère, tu as la courroie crantée. Comme El patenteu https://www.usinages.com/threads/big-cn-a-loeuvre.66593/
Cela ressemble fortement a l'utilisation que tu veux en faire.
Si ce n'est déjà fait, regarde mon post également, cela te donnera peut être des idées.
Manu

 

[speedfender]

Bonjour,
merci pour les vis épaulées, je ne savais pas que ça s'appelait comme ça.. je vais essayer d'en trouver avec des écrous et surtout un taraud...
Pour la courroie, j'ai hésité à remplacer ma chaine avec, mais le prix d'une courroie fibrée justifie, selon moi, le fait de passer directement à la crémaillère..
En ce qui concerne les guidages, je vais utiliser les roulements en v que je viens de recevoir.., je pense, vu les mechmates sur la toile, que ce sera suffisant, mm si mes roulements sont plus petits..
la grande intérogation pour moi et de savoir quelle section de profilé acier acheter..
SF

 

[Manuforg]

Pour ma machine qui fais +-1700 de long, j'ai utilisé du 120*120*3. Tu peut te mettre debout dessus au centre, ça de bouge pas.
"Pas" ca m'étonnerai, a mon avis ca bouge quand meme. Je vais essayer de mesurer au comparateur de combien ça bouge réellement avec 60kg au centre.
J'ai des 50*50*2mm pour les traverses. La ca bouge de +-0.1mm quand je pousse fort avec mon bras au centre de 1M.
J'espère que ces infos pourront t'aider dans ton choix.
Manu

 

[el patenteu]

Tu vas etre surpris de voir ce que tu considerait comme ''ca bouge pas''

 

[speedfender]

Bonjour, j'ai vu récemment des cnc verticales, ce qui a pour effet de moins encombrer l'espace.. est que vous pensez que ce type de structure peut etre efficace à des couts raisonnés ?

 

[stanloc]

La réponse est simple ; elle tient dans cet adage :"Pourquoi faire simple lorsqu'on peut faire compliqué". Maintenant des coûts raisonnés c'est très subjectif. C'est une question de niveau de vie de l'individu.
Stan

 

[speedfender]

Oui c'est vrai, je suis d'accord. En règle générale, j'essaie toujours de faire au plus simple (ce qui s'avère souvent compliqué..).
Pour dire vrai j'ai dans l'idée de faire aussi une scie à panneaux, et je me disais que ça pouvait être l'occasion de ne faire qu'une structure pour les deux usages,
et me permettrait ainsi d'avoir une plus grande cnc.. et peut-être même de faire de la découpe numérique à la scie.. (quel soft existe... ?)
Je suis conscient des complications, ce qui ne m'empêche pas de l'envisager.. quitte à rester sur la création d'une cnc plus conventionnelle..

 

[stanloc]

Voici une base de réflexion :
http://www.otocoup.com/
Il y a deux problèmes à priori. Le premier c'est qu'on doit faire un support de toutes pièces du moins si on veut que la machine ne soit pas rigoureusement verticale et ce support sera donc tout en obliques. L'accrochage au mur est souhaitable mais cela entraîne une contrainte supplémentaire dans sa réalisation à l'inverse d'un support simplement posé sur le sol. Le deuxième problème est encore plus ennuyeux. Ce n'est plus l'axe Z qui est vertical mais l'axe Y plus l'axe Z qu'il faut retenir de tomber et surtout soulever avec une certaine accélération alors que toute cette mécanique se déplace selon l'axe X. Il y a là une demande de puissance importante de la part des moteurs pas à pas.
A mon humble avis il faut de très fortes motivations pour passer outre à cette augmentation de difficulté, du genre je veux faire cohabiter dans mon garage ma voiture (au moins lorsque je ne travaille pas) et une cnc de très grand format.
Stan

 

[xenobus]

des idées en compléments

http://www.cnc1.eu/en/kompash2000en.htm

 

[el patenteu]

Pourquoi ne pas faire une cn qui servira a la découpe de pannaux?
Alors l'espace de cette unique machinne prendra pas plus d'espace que de faire une petite cn PLUS une scie a pannaux.
Comme dit Stan la machinne n'est pas completement verticale,avec l'angle l'empreinte au sol n'est pas si ''économique'' que ca.

 

[vres]

Bonjour
Le problème de ces machines c'est qui faut gérer les parcours outils en pensant a ce que va devenir la pièce une fois coupée.
Si la découpe se termine par le bas, la pièces va tomber sur la fraise et ça risque au mieux de faire une belle marque et au pire de ce prendre la pièce dans la figure.
Je connais une machine professionnelle de ce genre elle à des ventouses à placer de façon précise pour maintenir les pièces en évitant de ce trouver sur la trajectoire de la fraise.
Ca interdit l'usinage de petite pièces a moins de les coller au double face.

 

[speedfender]

Bonjour,
merci pour vos avis et liens..

Tout bien réfléchi, et surtout en prenant en compte vos avis, j'oublis l'idée, qui n'aboutirai que sur un résultat moyen..

Du coup je vais en faire une conventionnelle, quitte à couper mes panneaux dessus même si je ne vois pas trop comment faire..
Je vais probablement partir sur une base mechmate, mais l'espace disponible est réduit (env. 2.5 de large x 2m, devant porte de garage..)
J'ai déjà commandé, et reçu, des roulements de guidage en V, mais j'ai pris des w2x au lieu des w3x utilisé pour la mechmate.. est-ce que ca poserait problème pour une machine de la taille d'une mechmate? ci joint les caractériques des roulements..

encore merci,

Renaud

 

[speedfender]

Bonjour,
le projet trottant dans un coin de ma tête je déterre ce sujet.. A vrai dire ma première cnc m'a donné satisfaction après quelques petites améliorations.. (je posterai une photo). La petite surface d'usinage (env 45*70cm) me limite trop, du coup j'aimerai vraiment en faire une plus grande.

J'hésite sur de nombreux points..
Un bref cahier des charges :
Je n'usinerai que des panneaux de bois avec ; donc je n'ai pas besoin d'une grande hauteur sous broche ; éventuellement un peu d'alu (exceptionnellement)
La surface d'usinage sera de 80 *122cm (1/3 d'un panneau de bois)
L'accessibilité sera facile pour poser un morceau de panneau.
La broche restera ma kress (appropriée je crois, pour couper des panneaux)
Éventuellement la possibilité de faire un support de broche amovible pour utiliser plusieurs outil de coupe en changeant une partie de la tête qui inclue la broche. (nécessite plusieurs broches)
Je souhaiterai une résolution de coupe inférieure au dixième, parceque je fais pas mal d'assemblages avec mes pièces découpées et un écart supérieur pose souvent problème..
Au niveau de la structure, je préférerai une structure en caniveau, plutôt qu'un portique, avec dans l'idée de pouvoir faire dépasser de la machine les plaques plus grandes que la surface d'usinage. (exceptionnellement).
J'aimerai aussi une 'cabine fermée autour', j'en ai marre de manger de la sciure de mdf..
Les panneaux à découper seront fixés par une table d'aspiration, avec quand même des possibilités de brider. un exemple qui me plait bien..

Je pensais dans un premier temps la réaliser avec des tubes alu rainurés ; gain de temps, facile à assembler et en plus j'aurai été tenté d'utiliser ce type de guidage mais je n'ai jamais vu de retours ni même avis... si quelqu’un connait..

Après avoir regardé le cout des profilés alu, je suis un peu refroidi ; du cout je me demande si je ne vais pas la faire en acier. J'ai 4 m d'upn de 100 sous la main. Je me demande si je vais pas les utiliser pour les axes X, Y et Z; et faire le reste en tube de 80 ou 100 mm ep3.
J'ai rien contre le fait de faire un mix acier alu. Ce qui m'ennuie avec l'acier, c'est les tolérences dimentionnelles de fabrication, qui font que un upn est loin d'etre droit. Apparement il existe des produits résine pour niveler les portées de rail. On trouve ça où ?

Pour résumer, j'hésite entre alu et acier (à cause du cout) ;
entre galets/stub, ou meme roulement en v (J'en ai un stock), et rails type hgh ;
entre crémaillère avec démultiplication et vis à billes..
Actuellement j'ai des moteurs 4Nm avec des drivers TB6600 que je compte garder. La transmission est par crémaillère en prise directe; je trouve que ça manque de précision.

 

[speedfender]

J'ai regardé le defaut d'un de mes Upn avec une regle rectifiée ; il y a entre un et deux dixième d'écart sur un metre (longeur de ma regle) .. je suis surpris ; du coup c'est peut etre pas si mal. J'essaierai de faire des rails du genre mechmate, mais j'ai des doutes. Si ca ne va pas j'utiliserai des rails prismatiques.
J'ai fait un petit schéma simplifié en 3d de ce que j'ai en tete. Les vis à billes seraient positionnées dans les creux des upn, pour etre a l'abris de la poussiere.

Une deuxieme idée serait de faire la meme chose avec des profilés alu et avec les stub acier clipés dedans.

 

[joumpy]

Pourquoi faire une machine petite si une grande fait e même boulot pour le même prix?
Il y a en ce moment un forumeur qui finit de monter une bécane de 3M*2M pour des plaques de bois;
Plus qu'à copier!

 

[AndersFaust]

-Usinant principalement des panneaux de mdf (122x244cm),

Je plussoie @joumpy si tu à la place, fait une seule plus grande directement, la rapport coût/surface ne sera pas beaucoup différent, mais le rapport confort/temps de travail en sera grandement amélioré!

Ce que je notes ici, c'est que tu usines des panneaux entier, et d'expérience, pour avoir travaillé avec des panneaux de 122x244, on était très vite limités sur les grands projets, et on a du passer à des panneaux de 200x300, et même à l'usage sur les projets plus moyens, le confort de ne pas avoir à changer de plaque, etc ... c'est agréable.

Après c'est certain, tu aura besoin de plus de place, et le budget augmentera un peu, mais du coup, réfléchis bien à ce que tu veux, et à ce que tu peux installer.

 

[speedfender]

oui je suis d'accord avec vous, mais justement, je n'ai pas la place pour une plus grande.. déja qu'avec ces dimensions je suis obligé de faire le portique du coté le plus long (pour l'accès)..
J'ai vu la machine dont tu parles, elle fait de belles découpes.
Je préfère une transmission par vis à bille ou par crémaillère. Je vois souvent que certains parlent de jeu avec les crémaillères, du coup ça me refroidi un peu..
A vrai dire j'hésite entre deux types de conception. Soit je pars sur une version en Upn de 100 avec des rails prismatiques ou cornière et roulements en v (faut que je teste avant..) ; soit je pars sur du rail alu avec les fameux supports de stub.. mais je me demande si c'est vraiment bien .. je ne trouve aucun avis la dessus..

 

[joumpy]

rails prismatiques: plus chers, plus précis (donc aussi plus chiant à monter), possible de charger davantage, plus grande durée de vie.
rail stub + support alu: solution intermédiaire
cornière + roulement: solution bas de gamme

 

[Rom']

Salut,
Les rails à galets sur les profilés alu genre 40x80, que tu trouve chez Mo****s par ex, pour une cn un tant soit peu pas trop naze... Non. Juste Non. j'ai essayé dans plusieurs cas et plusieurs tailles, c'est vraiment bof. A commencer par la moindre poussière que la roulette te colle bien comme il faut sur les rails et qui te font des points dur. Donc pour une cn, c'est juste mort...

 

[el patenteux]

Tu veux un conseil,ne fais pas de portique mobil dans ce sens.(axe le plus long sur le portique)
Ce genre de silhouette peut etre correct sur une machine a portique fixe puisque le poid n'est pas un probleme.
Sur un portique mobilC'est autre chose,aucun avantage.....que des inconvénients.
L'argument voulant que ca laisse une meilleure accessibilité,bof bof bof.......l'accessibilité est bien correct dans l'autre sens.

 

[speedfender]

Oui Rom, c'est bien de ces rails dont je parlais. C'est simple et pas cher. Je prendrais pas ca du coup.. toi qui les as testé, est-ce que c'est rigide avec un effort latéral ? ca n'aurait pas tendance à pivoter et sortir de la rainure?
je suis d'accord, c'est pas terrible de mettre le portique dans ce sens, mais j'ai pas vraiment le choix par rapport a son emplacement. Je vais y réflechir..

 

[Rom']

est-ce que c'est rigide avec un effort latéral ? ca n'aurait pas tendance à pivoter et sortir de la rainure?

La rigidité n'est "pas pire", et les rails restent bien en place. En même temps, vu la grosse merde que c'est à monter et a faire rentrer dans la rainure, ca risque pas de sortir tout seul
Quitte a faire, autant partir sur du rectangle acier et des roulements qui roulent dessus comme pas mal de cnc "low budget", tu sera plus rigide et moins cher encore...

Le portique dans ce sens, j'y vois tout de même un avantage ( même si j'y vois beaucoup d'inconvénients aussi hein ) , c'est de pouvoir usiner sur toute la surface d'un panneau 1200x2400 entier en faisant des reprises... Une cn c'est toujours trop petit... pour ma part 1500x1500, et dès que j'ai la place et le temps de m'en occuper, je passe à 3000x1500....

 

[AndersFaust]

@Rom' en effet, mettre le portique dans ce sens, c'est la seule manière de pouvoir faire glisser les plaques devant/derrière, cela dit pour que ça glisses, il faut avoir de l'espace devant ... et derrière ce qui veux dire, que tu peux au moins faire la machine de la taille de ta plaque .... a deux-trois millimètres près ...

Après il y a le ratio taille/encombrement, on pourrait argumenter sur le fait que, quand tu n'usines pas de grand panneaux, tu pourra laisser du bordel traîner devant, mais la c'est pareil, tu va bouger/ranger pour usiner les grand panneaux, etc ... et tu devrait toujours laisser de la place pour faire passer les grande plaques ...

donc impossible de mettre dans cette espace une autre grosse machine, ou des rangements fixes, ou quoi que ce soit!

 

[speedfender]

Merci pour vos conseils. Je suis tout a fait d'accord avec vous pour le portique ; non seulement je pourrai reprendre des panneaux en plusieurs fois (exceptionnellement) mais en plus, si jamais je peux avoir un atelier plus grand par la suite, je n'aurais qu'a refaire un chassis plus grand qui acceptera les panneaux complets et a remettre mon portique dessus..
L'avantage des profilés alu c'est qu'ils ont des tolérences de rectitude plus faible que les tube acier. (ce qui est plutôt cool)
par exemple, si j'utilise un upn de 100 pour le portique d1m50 env. L'upn de 100 fera au pire un arc de 7.5 mm au max sur une longueur d'1m50 pour un poids de 10.6kg du m. Je n'ai pas retrouvé de valeur pour l'alu mais en tout cas ca ne change pas grand chose au niveau du poids( un tube alu de 80x120 pèse 8.12 Kg du m) (si qq connait les tolérences alu des profils de chez motedis..? )

 

[Rom']

Pour la précision et rigidité il faut utiliser des profilés fermés.
Sur ton 3d, ta poutre de portique se déformera de peur à la moindre sollicitation en torsion

 

[speedfender]

Comment est-ce qu'on peut quantifier cette torsion? Je ne sais pas lire ce qui suit...

 

[speedfender]

Oui effectivement, mieux vaut utiliser un tube. j'essai de trouver un moyen de calculer un peu tout ça...
simple question, estce qu'un tube rainuré alu est plus rigide qu'un simple tube alu sans rainures?