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Réflexion sur la fabrication d'une CNC multi broches

F
Folky
Apprenti
20 Juin 2011
67
Saint Dié
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour à tous,

Dans le but d’accroitre mon rendement de fabrication de pièces détachés en bois, j'envisage de construire une CNC multi broches. J'ai vu les tarifs pour du made in china (7000 / 10000€), bien trop grande pour mon utilisation, et je me dis, cela me reviendrait sans doute moins cher de la fabriquer, et au moins, acheter du matos de qualité, de connaitre la machine pour sa maintenance.

Cette CNC a pour but d'usiner essentiellement du bois, tel que le sapin et le hêtre (pouvant aller jusqu'à 80mm d'épaisseur). Je ne compte pas du tout usiner de métaux.
Il y aura aussi du PMMA de 3 voire 5mm d'épaisseur.

Je pense à 4 broches avec refroidissement par eau, le bois pour la production sera standardisé à une largeur de 22cm voire 25 cm. Chaque broche aura une zone de travail de 25x100cm environs.

Ce qui fera une zone de travail de 100x100cm environs. Pour la limitation de place, cela sera avec un portique mobile.

Pour l'utilisation que je compte en faire, il faudrait une 4axes, avec les mandrins fixe en tête de machine et les contres pointes mobiles, le tout sur rails supporté. Histoire de pouvoir les mettre hors zone de travail si j'en ai pas utilisation.

Après, c'est surtout l'électronique ou c'est un peu le flou, je pense que vu le poids avec les broches, il faudra un moteur de chaque côté pour chacun des axes. Mais j'en suis pas là.

Avant toute choses, je me pose la question suivante, je rentre dans un domaine que je maitrise très peu à l'heure actuelle.

J'ai besoin d'une CNC de production, d'où la multi broche, mais aussi d'une CNC pour le prototypage / petite série ou création unique.

Faut-il que je commence avec la CNC Prototypage de même dimension, en 4 axes pour me faire la main et ensuite faire la multibroche ? Soit deux machines indépendantes mais double coût de fabrication.

Soit deux machines en une, c'est à dire une multi broche de 5, avec le relevage automatique des autres têtes lors d'un prototypage. J'ai peur qu'avec cette dernière, la précision ne soit plus au rendez-vous sur le long terme, mais le coût est plus réduit.

Est-il possible de réaliser ces machines avec un bâti en profilé alu ? Style 40x80 ou plus grand, en plus de pièce alu sur-mesure pour rigidifier le tout. Il n'y a pas de grosse contrainte car c'est du bois. J'ai vu plusieurs photos de machine qui peuvent être sympa.

Que feriez-vous ? deux CNC distinct ? une plus grande et un peu polyvalente ?

Pour les autres étapes, je débute avec Fusion 360, j'ai des bases avec Autocad 2d et j'ai de bonnes bases avec Sketchup. J'ai de très bonne base en électricité, j'aurais pu avoir mon habilitation EDF Théorique pendant les études.

J'aimerais vraiment les avis de pro pour le coup, avant de me lancer sur les dessins (qui sera la prochaine étape). La multi broche sera l'outil principal de ma réorganisation, mais j'ai peur de la complexité de la chose pour de l'auto-construction.

Est-ce jouable pour une première machine ?

En vous remerciant de votre aide, je me fixe une date pour la fin d'année, donc ce n'est pas un projet en urgence.

Bien entendu, je sous-traiterais la fabrication des pièces de portique spécifique, car je ne pourrais pas être aussi précis qu'une machine (et je ne suis pas équipé non plus)

Très bonne soirée,
Bruno
 
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S
stanloc
Compagnon
29 Octobre 2012
5 120
Je ne suis pas un pro donc mon avis ne vaut pas grand chose.
Une telle machine pourrait avoir un portique comportant une "zone de garage". La surface de travail ayant une largeur de 1000 mm la largeur du portique pourrait être telle que les 3 broches inutilisées pendant le prototypage seraient sur la partie dépassante du portique et la 4ème broche dispose de toute la surface de la table. Cela se gère par logiciel donc sans grande dépense ni complication.
Si vous voulez faire une machine de production et pas trop chère ne commencez pas par vouloir faire le châssis en profilé aluminium. L'acier est un impératif technique et financier.
Attention tout de même si vous montez 4 broches sur un portique vous n'obtiendrez pas 4 cnc car l'axe Y que représente le portique est unique pour les 4.
Perso je distinguerais plusieurs scénarios du genre faire 4 cnc distinctes ou 3 ou 2 ou 1 seule et voir à chaque fois les cadences obtenues sur la fabrication des pièces et leur prix en tenant compte de l'amortissement des machines et du travail du ou des serveurs. La sagesse d'ailleurs c'est de commencer par en faire une seule de cnc avec une broche et ensuite vous serez beaucoup plus capable de prendre une décision. D'une façon générale tout le monde s'accorde (c'est tellement rare) à dire qu'une cnc polyvalente c'est une erreur. Ne pas oublier par ailleurs qu'une machine unique tombant en panne et c'est le chômage technique.
Stan
 
F
Folky
Apprenti
20 Juin 2011
67
Saint Dié
  • Auteur de la discussion
  • #3
Merci beaucoup pour ton avis, en effet, la zone de garage peut-être intéressant et cela peut-être un bon compromis en effet.

Je prends note pour l'acier.

Pour les 4 broches, j'en suis bien conscient de ne pas avoir 4 CNC, et c'est justement ce que je recherche (la duplication de la même tâche). Les pièces en bois que je vends, c'est parfois par lot de 50 pièces. L’intérêt du multibroche est bien là, 4 pièces au même moment.

Je vais suivre le conseil, je vais d'abord faire une mono pour le prototypage déjà, et avoir une redondance si la multibroche tombe en rade.

J'ai bien pensé a 4 CNC, mais c'est le manque de place qui va faire défaut, je suis en recherche d'un atelier de 100 / 120m2 (stock / matière première et machines)

J'aime beaucoup l'idée de la voie de garage pour la multi, ce qui fait que je pourrais mixer de 4 / 3 ou 2 suivant les projets ? Mais quid du portique ? il n'y aura pas un trop grand porte a faux sur l'axe Y avec les broches stocké sur le côté ?

Merci pour ton aide :wink:
 
Y
Yakov TOPRAK
Compagnon
24 Décembre 2014
732
Côte d'Opale
Bonjour Folky,
pour moi le principal est de te savoir si une machine 4 têtes est vraiment indispensable pour ta production.
La question est : est-ce que la production de ces pièces est un goulot d’étranglement dans mon processus de production ?
Si oui dans quel mesure ?
Pour cela il te faut calculer le volume de production et le temps moyen de fabrication.
Avec ces données tu pourras avoir un aperçu de l'utilité ou pas d'une machine multi-broches.
N'oubli pas que l'avantage d'une machine automatisée est que le temps d'usinage est un temps masqué, tu peux donc faire autre chose pendant ce temps.
 
Y
Yakov TOPRAK
Compagnon
24 Décembre 2014
732
Côte d'Opale
En fonction de tes données, peut être qu'il serait plus intéressant de travailler :
* sur une amenée automatisée d'un stock de planches sur une machine 1 broche plutôt qu'une machine multi-broche
* deux machines 1 broche avec un opérateur qui met en place ta planche sur une machine pendant que la deuxième machine usine
ce n'est que quelques réflexions, nous pourrions en discuter mieux en fonction de tes données de production.
 
J
Jmr06
Compagnon
14 Février 2017
1 542
Cannes
Je ne suis pas un pro de la machine outil, alors je ne fais qu'évoquer des questions et je me guarde bien de donner des conseilles.
En production bois, un problème à traiter impérativement il me semble est l'évacuation des copeaux. En 4 axes, c'est un peu moins simple que pour un simple routeur.
J'ai un peu d'expérience en machine spéciale et lorsque le projet nécessitait d'utiliser des vis à billes, on cherchait toujours à bien les protéger car dans le temps leur fonctionnement devient facillement chaotique. Regardes aussi les autres solutions, courroies, crémaillères... En bref, le système d'aspiration et la protection contre les poussières est à concevoir avec le reste de la machine.
Songe aussi à en faciliter l'entretien (et dans les ateliers de production, le temps consacré à l'entretien est souvent considéré comme perdu, alors qu'au début de ma carrière, en usinage traditionnel, chaque compagnon entretenait sa machine... et y concrait le vendredi après-midi !).
 
S
stanloc
Compagnon
29 Octobre 2012
5 120
Il est clair que notre ami n'a pas suffisamment réfléchi à la situation de faire fonctionner plusieurs broches en même temps sur une seule machine.
Bon si c'est plusieurs fois la même pièce qu'il s'agit de produire, l'axe des X est le même pour toutes mais qu'en est-il des Y ? Il peut être aussi unique tout comme le X c'est à dire qu'il n'y a qu'une vis à billes sur le portique mais il n'est plus possible de mettre sur une voie de garage les broches non utilisées et ne faire travailler qu'une seule. S'il faut mettre plusieurs vis sur le portique cela va être un sacré challenge.
En prenant en compte les points soulevés par Y.Toprak, je pense que la solution raisonnable c'est de faire une première cnc classique puis si la cadence de production l'exige faire une seconde ce qui permet à un seul serveur de charger l'une pendant que l'autre travaille. En effet selon le type d'usinage (à noter qu'une fois encore on ne sait rien de ce que l'on veut faire, or c'est capital) les temps morts risquent d'être plus longs que les temps d'usinage. Enfin niveau entretien, usure et maintenance vouloir une cnc multi-broches unique n'est pas la bonne voie, à mon avis.
Stan
Une autre réflexion qui me vient c'est la nécessité, à mon avis, de passer avec des servomoteurs sur une telle machine de PRODUCTION car la moindre perte de pas et c'est 4 pièces de foutues.
 
Dernière édition:
F
Folky
Apprenti
20 Juin 2011
67
Saint Dié
  • Auteur de la discussion
  • #8
Bonjour,
Merci beaucoup pour vos réponses, pour mieux voir ce que je fabrique, vous pouvez le voir sur mon site internet : https://www.rencard-des-plumes.fr/ (ne voyez pas cela comme de la pub)
Il n'y a pas tout car je fais aussi beaucoup dans le sur-mesure.

Bonjour Folky,
pour moi le principal est de te savoir si une machine 4 têtes est vraiment indispensable pour ta production.
La question est : est-ce que la production de ces pièces est un goulot d’étranglement dans mon processus de production ?
Si oui dans quel mesure ?
Cela me prend énormément de temps à produire manuellement, les pièces en bois que je fabrique c'est du consommable, et j'ai beaucoup de forme dans les tiroirs mais faute de CNC, je ne le fais pas.

Au départ, j'avais pensé à une multi broche pour percer les trous de facon automatique, sauf que le percage doit être de 8 ou 16mm suivant les blocs.

Si je prends exemple du plus petit bloc de bois que je commercialise, c'est du 3x3x1cm, sur une planche calibré de 22cm, j'ai jusqu'à 231 perçages à faire avant la découpe via la scie sur table. Ce qui représente que 4 lots et un peu de stock par planche.
Le bloc de bois le plus épais est un cube de 7cm, et mon plus imposant est du 9x9x4cm pour vous donner une idée.

Pour schématiser mon futur process, pour les pièces simples, ca serait : perçage en série (en prenant compte du trait de scie) de la planche, ponceuse à rouleau pour enlever les éventuelles bavures, et débit via la scie sur table.
Actuellement, je dois faire les pièces, les percer un par un, puis les poncer. (ce qui prend un temps monstre quand même)

Après, pour les pièces plus complexe, style étoile, cercle, coeur et autres formes, ca sera découpe 100% CNC. Et ce, de toute les tailles, le cercle le plus petit serait de 3cm de diamètre pour le plus grand a 9cm.
Le catalogue final sera composé d'au moins une cinquantaine de pièces différentes en terme de taille et d'épaisseur et de forme.

Avec cette CNC, je souhaite aussi faire la découpe du plexi pour ajouter d'avantages de produit.

J'avais pensé à une 4axes pour le perçage des structures, pour gagner en précision, car actuellement c'est toujours à la main. Mais aussi de produire des pièces détachés cylindrique (style bobine de fil pour vous donnez une image)


Le but de la manœuvre serait vraiment d'économiser du temps pour les pièces consommable afin de pouvoir continuer sur mes autres fabrications (comme les volières en alu par exemple), j'ai beaucoup trop de projet en stand by faute de temps.

Après, oui, il y aura un système d'aspiration, c'est inévitable pour le coup, que je pense intégrer sur chaque broche.

Je pense qu'il y aura aussi une mono broche à part pour les plus petites séries comme pour ce genre de produit


Et de pouvoir travailler sur des plus grande section en hêtre comme pour



Pour info, je travaille seul pour l'instant, je n'ai pas de salarié. J'espère que le cahier des charges est plus clair maintenant :)

Merci en tout cas pour votre aide, ca permet de voir les choses plus clair
 
Dernière édition:
Y
Yakov TOPRAK
Compagnon
24 Décembre 2014
732
Côte d'Opale
Si je comprends ta machine devrait principalement percer et faire des découpes non cubique (étoile, rond, ...), est-ce bien cela ?
 
Dernière édition:
Y
Yakov TOPRAK
Compagnon
24 Décembre 2014
732
Côte d'Opale
mais la principale fonction des 4 broches c'est le perçage ? ou il y a d'autres usinages répétitifs qui prenne du temps ?
 
F
Folky
Apprenti
20 Juin 2011
67
Saint Dié
La principale fonction des 4 broches serait le perçage et l'usinage des pièces non cubique, je la destine qu'a cela.

Au départ, j'avais pensé à un système plus "simple", style perceuse automatique, ou seulement le X est variable suivant la taille des cubes.
J'installerais les pré-débit sur la machine (et non plus la planche complète), et avec juste l'indication de la taille des cubes via écran ou autre.
Avec une mini programmation via Arduino par exemple.

Cette solution a moins de jeu, car par d'axe Y, et portique fixe. Juste le X qui se déplacera de xcm+trait de scie défini. La descente du Z étant une valeur fixe aussi.

Seul hic que je vois, c'est pour le changement de fraise, car je dois percer soit en 8mm soit en 16mm, ce qui ferait un long réglage si changement de fraise.
Où alors je fais deux spécifique et je n'y touche plus.
Et pour les autres pièces, CNC standart, mono et c'est tout.

Ca c'était mon idée de base et sans doute la plus simple a mettre en place, en terme technique et financier.

Puis je me suis dis, c'est très proche d'un portique CNC, et si j'ajoute un Y, je serais beaucoup moins limité dans la production de pièces en série dans le futur. D'où cette réflexion sur la faisabilité du projet.

Mais d'après les différents échanges, je pense que le système de départ serait sans doute la plus simple a mettre en place.
Qu'en pensez-vous ?
 
Dernière édition:
Momoclic
Momoclic
Compagnon
4 Octobre 2016
1 281
Bonjour,
Ton idée de perceuse automatique aurai l'avantage de la simplicité...
Des gabarits de bois pour caler, positionner la pièce pourraient suffire ensuite.

Commencer par une petite CN, comme conseillé plus haut, serait riche d'enseignements et te ferait prendre la bonne décision en connaissance de cause !
 
Y
Yakov TOPRAK
Compagnon
24 Décembre 2014
732
Côte d'Opale
Seul hic que je vois, c'est pour le changement de fraise, car je dois percer soit en 8mm soit en 16mm
tu perces avec des fraises ?
pourquoi pas avec des forets, c'est tout de même plus rapide.

ce qui ferait un long réglage si changement de fraise
Tu ne changes que la hauteur de fraise (ou de forets :) ) donc c'est un paramètre outil qui ne change pas en fonction de l'outil spécifique et qui est lié numériquement à la CN donc aucun réglage, juste à modifié l'outil dans la CN et le paramètre se met tout seul.
 
La dernière réponse à ce sujet date de plus de 6 mois
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