Vitesses linaires usuelles pour CNC bois

[Shaukou]

Bonjour, je planifie la fabrication d'une CNC pour usinage 4 axes dans le bois et occasionnellement si la machine le permet dans l'alu.

Parmi les sujets, d'étude, il y a le choix de la motorisation des différents axes.

Entre servomoteurs et moteurs pas à pas, je ne sais trop vers quoi aller.
J'ai l'impression de les servomoteurs en boucle fermée sont le top, mais quand je vois une vitesse nominale de 3000tr/min et vmax 6000tr/min, je me dis qu'en prise directe ça semble compliqué.

Les plages de vitesses de travaille doivent se situer autour de la vitesse nominale du moteur je suppose. Avec une vis à bille au pas de 5mm, on se retrouve avec une vitesse linéaire de 250mm/s.
Je n'ai pas vu de projet utilisant des servomoteurs, mais il doit nécessairement y avoir un étage de réduction avant d'attaquer l'entrainement?

Et en même temps j'ai aussi l'impression que le perfectionnement des moteurs pas à pas et des servo est tel qu'il n'y a pas vraiment d'avantage sur la précision finale à utiliser l'une ou l'autre solution.

Qu'en pensez-vous?

Et donc pour revenir au sujet du titre, quels sont les plages vitesses linéaires usuelles pour de l'usinage bois?

 

[Jules63]

Je n'ai jamais vu de servo AC qui dépasse 3000tr/min. Ils sont parfait en direct sur une vis à bille 5 ou 10mm de pas. Ca te donne 15 ou 30m/min
Les servo seront beaucoup plus puissant que des moteurs pas à pas.
J'utilise des servo sur mes CN ; autant en servo DC que AC.
J'usine à 4-6m/min avec des fraises de 16-20mm de diam et des passes de 40mm max.
La broche fait 7.5kw 12000tr max.

 

[Alex31]

Bjr

il y a 2 vitesses utiles

- la vitesse de travail= vitesse d'avance
qui change suivant les matériaux à usiner bois ≠ alu ≠ acier
et qui change en fonction de la matière de la fraise HSS, carbure, revêtue...etc
les fabricants de fraises donnent des vitesses élevées, pour avoir une productivité élevé, avec une usure maitrisées, on est pas obligé de tourner à ces vitesses, mais il faut être au dessus du copeau mini,

- et la vitesse de déplacement rapide (hors usinage), avec les rampes d'accélération / freinage qui vont bien

commence par te faire un tableau des différentes vitesses

 

[mpvue91]

es fabricants de fraises donnent des vitesses élevées, pour avoir une productivité élevé, avec une usure maitrisées, on est pas obligé de tourner à ces vitesses, mais il faut être au dessus du copeau mini,

Bonjour,
Certes MAIS en fin de compte c'est la machine qui fixera les vitesses qu'elle supportera
Les fabricants de fraises travaillent avec les industriels et pas avec les amateurs dans leur sous sol

 

[Alex31]

Certes mais
qui construit sa machine et s'intéresse aux vitesses après?

on voit souvent revenir des questions d'auto constructeur qui veulent usiner du bois au départ
, puis se disent pourquoi pas de l'alu puis de l'acier, après coup, sans oublier, la gravure laser ou découpe plasma

avec des broches à 24000tr/min en se disant "je vais réduire la vitesse à 3000tr et prendre des petites passes"

 

[mpvue91]

Nous avions coutume de dire que c'est à la troisième cnc que l'on a à peu près la machine qui répond à ses attentes. C'est pareil dans l'industrie : on fait un proto puis un modèle de pré série et enfin le modèle que l'on va vendre

 

[Shaukou]

Bonjour et merci pour vos réponses!

En effet je n'ai pas attendu que les réponses me tombent tout cuit, j'ai cherché les données des fabricant de fraises, qui ne sont pas faciles à trouver sans avoir déjà acheté du matériel.
J'ai posé la question à fraisertool les paramètres qu'ils préconisent pour certaines opérations particulières, en attente de réponse.

J'ai trouvé quelques infos dans le catalogue de Freud. Pour une fraise de finition une dent:

Et pour 2 dents:

Et pour une fraise d'ébauche 3 dents:

On est largement au dessus des 4m/min. Il faudrait être capable de 16m/min...

Les servo seront beaucoup plus puissant que des moteurs pas à pas.

Ça manque un peu de contexte. C'est comme dire un moteur turbo est plus puissant qu'un moteur atmosphérique. Oui à cylindrée égale, et sur certaines plages de fonctionnement. Mais un bicylindre de moto a énormément de couple à bas régime, avant qu'un turbo n'ai pu se "lancer"

De ce que j'ai vu, les servos fonctionnent à couple constant dès les bas régimes, jusqu'à 3000tr/min, puis le couple diminue linéairement jusqu'à environ 6000tr/min ou l'on n'a plus rien du tout.
Les pas à pas eux ont une courbe de couple non linéaire, mais globalement qui est maximum à vitesse basse et diminue constamment avec l'augmentation de la vitesse.
Donc les servo auraient une plage de vitesse utilisable beaucoup plus large qu'un pas à pas.
Cela si les quelques courbes que j'ai vues sont bien représentatives respectivement des servo et des pas à pas.

Au sujet de la polyvalence bois / alu / acier:
J'essayerai peut-être de l'acier pour voir ce que ça dit, mais on sait déjà que la broche sera un problème.
Le bois est l'utilisation largement dominante.
Pour l'aluminium, j'imagine peut être avoir un premier étage de réduction à courroie près les moteurs d'entrainement, avec la possibilité de changer rapidement les poulies pour changer la réduction et adapter les plages d'avances possibles si je veux faire de l'alu... Je n'ai pas encore cherché les plages de vitesses nécessaire à l'aluminium, donc je ne sais pas encore.

Pour avoir un ordre de grandeur de puissance, avec un portique de 40Kg, devrais-je partir sur un servo de 400w? 750w?

 

[mpvue91]

A la lecture de votre présentation et de vos messages, je vous conseille d'oublier les servomoteurs car beaucoup plus chers que les pas à pas et beaucoup plus difficiles à bien programmer Attendez une deuxième cnc pour y repenser
A propos de la présentation de votre projet je dois dire que votre choix de la structure en profilés d'alu va être ruineuse et pas terrible si vous voulez des hautes vitesses d'exécution
Dernier point : on donne généralement lr nom d'axe X à l'axe supporté par le portique

 

[Shaukou]

Merci mpvue91 pour votre avis, et d'avoir pris le temps d'aller voir mon autre sujet.
Je ne cherche pas forcément la solution la moins chère, je souhaiterai pouvoir pondérer les avantages de chaque solution, les mettre en face du coût et faire mon choix en fonction.
Le sens de ruineux au sujet de la structure alu a pour sens couteux ou "désastreux"?
La représentation sur mon autre post est juste un montage rapide pour avoir un encombrement de départ. J'ai travaillé un peu sur une structure hybride, avec châssis acier et profilés alu lourds aux interfaces de montage.
Mon profilé 90x180 pour le portique de l'axe X du coup, a des moment d'inertie de flexion comparable à une poutre acier de 200x100 en épaisseur 4 à 5mm. Je peux la renforcer après essais par des plaques sur 3 faces si besoin.

Je peux effectivement partir sur des pas à pas dans un premier temps. Et si la structure me satisfait mais pas les moteurs, aviser plus tard.
Dans tous les cas, il me faut une plage de vitesse d'avance de départ pour concevoir l'entrainement qui va en face,
Mon critère le plus important est la précision en profilage 4 axe, et pas la vitesse d'usinage.

 

[mpvue91]

Mon profilé 90x180 pour le portique de l'axe X du coup, a des moment d'inertie de flexion comparable à une poutre acier de 200x100 en épaisseur 4 à 5mm. Je peux la renforcer après essais par des plaques sur 3 faces si besoin.

Bonjour,
Plutôt qu'un gros tube moi je préfère deux tubes entretoisés qui permettent d'augmenter le moment quadratique sans augmenter trop le poids ( en jouant sur l'écarteent)
Si votre garage fait 10 m de profondeur et votre voiture 4 m de longueur vous n'aurez que 6 m pour bouger la voiture dans le garage
C'est parei pour une cnc les dimensions du chassis découleront des courses demendées PLUS l'encombrement de l'élément mobile
Moi je commence par figer les courses et viendra ensuite les dimensions du chassis et non l'inverse

 

[el patenteux]

16m/min en usinnage.......j'aimerais bien voir ca!!!
Oubli Freud pour une cnc c'est pas terrible.Moi j'utilise du Onsrud.
Mes vitesse d'avance selon la matiere et la fraise que j'utilise varient de 1500 mm/min a 5000mm/min,mis appart quand je surface la table au complet 15 000 mm/min mais c'est une toute petite passe d'environ 1mm avec une fraise de 40mm.
Je comprend mal ton idée de réduction pour ralentir tes axes? Nul besoin tes moteurs ont tout leur couple a basse vitesse et pour la haute
ca va encore avec une vab au pas de 10 en prise directe.C'est plutot la broche qui devrait avoir un systeme de réduction pour l'alu.
Et encore la,avec les fraises d'aujourd'hui elles sont concue pour tourner a 15 000 rpm donc...
Le meilleur choix pour tes moteurs est sans doute des pap hybride.Ce sont des pap mais munient du codeur qui détecte si il y a perte de pas
et le couple est pratiquement le double ainsi que leur vitesse max en comparant avec des pap satandar de meme puissance.