Règles de mesure et LinuxCNC

Bonjour à tous,

Cela fait un moment que je possède une petite fraiseuse CNC 3 axes (X 300 mm, Y 160 mm Z 250 mm) que j’ai équipée d’un 4e axe rotatif (A 360°).

Les 3 mouvements X, Y et Z sont assurés par des moteurs pas à pas entraînant chacun une vis à billes à filet roulé de diamètre 12 au pas de 4. Afin de supprimer le jeu axial, chacune de ces vis est équipée de deux écrous à billes, légèrement précontraints entre eux.

Le 4e mouvement A (rotatif) est assuré par un moteur pas à pas entraînant une vis sans fin à un filet entraînant à son tour une roue en bronze de 90 dents. Pour cette configuration de roue et vis sans fin, le jeu est rattrapé en rapprochant plus ou moins de la roue la vis montée sur un excentrique.

Le tout est piloté par Mach3.

La conception générale de cet ensemble va très bien tant que l’on se satisfait d’une précision de l’ordre du 1/10e de mm (Par exemple l’erreur d’entre axes entre deux trous distants de 200 mm).

Toujours dans le même ordre de grandeur de précision, en usinant deux plans par retournement de 180° grâce au 4e axe, on constate entre eux un défaut de parallélisme de 0.12 mm/100.

Ce qui m’intéresse ici serait d’approcher une précision du 1/100e de l’ensemble, et plusieurs solutions seraient possibles :

Pour les axes X, Y et Z, remplacer les vis à filets roulés par des vis à filets rectifiés ;

Pour l’axe A, remplacer le couple « roue et vis sans fin » de mauvaise qualité par un autre de précision ;

Faire un relevé métrologique axe par axe (tous les 10 mm par exemple pour les translations et tous les 10° pour la rotation) afin d’obtenir pour chacun de ces axes la courbe « déplacement programmé / déplacement réel » et l’injecter dans un tableau de correction (Screw mapping de Mach3). L’intérêt est que, lors d’un usinage, Mach3 tiendrait compte de ces courbes de correction pour assurer des déplacements réels qui « colleraient » au mieux avec ceux programmés. Toutefois, je ne suis pas sûr que ces corrections soient effectives lors d’une interpolation circulaire par exemple. Néanmoins cette solution serait séduisante car elle ne nécessite aucun investissement ni en matériel ni en démontage. Je dis bien serait car la version de Mach3 que je possède, incluse dans le pack Chinois (moteurs pas à pas, drivers et carte de com) refuse obstinément de faire fonctionner cette option de « Screw mapping ».

Enfin la dernière solution (celle qui m’intéresse donc) serait d' équiper chaque axe d’un système de mesure indépendant (règles pour les translations et codeur pour la rotation), ainsi, en ayant dissocié le couple « juge / partie » on s’affranchi des erreurs de pas des vis, des jeux en tous genres et des erreurs de division du 4e axe.

Le décor étant planté, j’en viens au problème qui m’amène ici :

Deux signaux A et B en quadrature sont émis par chaque règle ou codeur. C’est à partir de ces signaux que l’on sait dans quel sens se fait le déplacement, mais aussi de combien on se déplace en les comptant.

Mon problème est que je ne sais ni où ni dans quelle carte fille gérée par quelle carte mère injecter ces signaux. (Néanmoins je louche du côté des Cartes MESA et de LinuxCNC).

Pour ces règles, il y a donc 4 fois 2 signaux en quadrature ce qui fait 8 fils qui devront « attaquer » 8 entrées, et pas n’importe où car il serait bien de savoir où brancher ces 8 fils au moment du câblage.

J’ajoute que cette carte devra aussi piloter les 4 moteurs pas à pas à l’aide de sorties « pulses » et « dir », mais en plus elle devra capter les changement d’état des capteurs « POM », sans parler de l’arrêt d’urgence, du 0 volt et des différentes tensions d’alimentation.

Ouf !! J’arrête là de peur d’avoir été trop long…

Merci d’avance pour vos réponses et vos conseils avisés pour le choix des cartes ainsi que de leurs entrées à connecter.

Cordialement.

22Tonton

PS: j'ai bien essayé d'insérer 2 photos de cette petite fraiseuse mais n'ai pas réussi...(Je suis moins mauvais en usinage !!)

Bonjour

Bienvenue sur Passion-usinages.

Je ne peux pas t'aider pour les CN DIY. Par contre, plutôt que de modifier une machine mal fichue, je te suggere de regarder  l'offre en Realmeca d'occasion. Il y a souvent en vente de petits centres d'usinage en provenance des lycees techniques. Et ça, c'est compact, mais c'est de la vraie machine conçue pour usiner des métaux. Ça ne se vend pas forcément plus cher qu'une machine de bricolage.

Pour mettre des photos dans un post sur ce forum, il suffit de passer par un hebergeur gratuit.

Bonsoir et merci pour ton accueil.

Demain j'essaie de poster quelques photos et je pense que tu changeras alors d'avis à propos du côté "bricolage". (J'usine de l'acier).

A demain donc.

Cordialement

22Tonton

Bonjour à tous,

Je vais tenter de joindre 2 photos (Ce n'est pas gagné...)



Comme ça semble bien réagir, je vais tenter une deuxième (je croise les doigts !!)

Re bonjour à tous,

Quelques précisions à propos de cette petite fraiseuse:

- Les différentes pièces constituant le bâti sont en fonte dont épaisseurs et nervurages ont été largement dimensionnés, ce qui lui confère une structure suffisamment rigide pour pouvoir usiner de l'acier

- L'usinage de ces pièces ayant été réalisé avec soin, la géométrie de l'ensemble n'a rien à envier à ce qu'on peut trouver sur le marché.

- Là où le bat blesse c'est sur la transmission de mouvements car la précision des déplacements pourrait être sérieusement améliorée. (Je vise le centième alors qu’actuellement cette précision tient dans un cube d’environ 0.10 mm de côté).

L’adjonction de règles de mesure et d’un codeur serait la solution car la partie « mesure » devenue indépendante de la partie transmission permettrait de s’affranchir des jeux en tous genres, des erreurs de pas des vis à filets roulés ou de division pour le 4 e axe.

Je serai surpris d’être le premier à tenter cette greffe qui ne me semble pas contre nature.

C'est la raison d'être de ma présence ici sur ce site de passionnés.

J’espère bientôt avoir vos remarques, vos conseils, vos idées.

Cordialement

22Tonton

Un cube de 0,1 de coté, ça fait une incertitude globale de 0,173 2 mm.

Rien de tres savant là-dedans, on a tous appris les bases à l'école primaire. Même si beaucoup ontvoublié par manque d'utilisation.

Pour calculer, on applique le theoreme de Pythagore en 3 D

L'incertitude globale est la racine carree de la somme des carrés des incertitudes.

"Le carré de l hypothenuse est egal si je ne m'abuse a la somme des carres des deux autres côtés. "

Pour tenir le centieme, il faut que sur chaque axe, on soit capable de tenir une incertitude de 57 microns. C'est calculé par la même méthode.

Ces 57 microns d'erreur sont la somme de l'erreur du codeur, plus l'erreur de pas de la vis, plus l'erreur due au jeu dans le guidage, plus la deformation de la machine de l'outil et de ka broche.

On comprend bien pourquoi les centres d'usinage modernes sont fortement hyperstatiques. Il s'agit de precontraindre les pieces pour eliminer tous les jeux.

On voit aussi que les flexions d'outils peuvent ne pas être negligeables. Pas plus que les dilatations differentielles.

Le centieme en fraisage, ça reste une vue de l'esprit si on ne dispose pas d'un atelier climatisé, d'une machine qui coûte très cher parfaitement entretenue, d'un operateur qualifié.

Bonjour TRD,

Merci pour ces rappels de géométrie dans l’espace qui ont le mérite de clarifier les choses.

Quand je parle du centième, bien sûr que c’est une vue de l’esprit car j’en parle en terme de « viser » et non pas « d’atteindre ».

En effet, dans un projet, si l’objectif à atteindre n’est pas défini, il y a peu de chances qu’on puisse s’en rapprocher.

Ces considérations générales étant posées, un petit bout de solution, une piste, un conseil, une idée, un retour d’expérience me feraient bien plaisir.

Cordialement.

22Tonton

Bonjour TRD,

Je crains m’être trompé de porte.

En effet dans « Passion Usinages », il y a le mot « Passion ».

C’est ce mot-là qui anime les créateurs, les inventeurs et les bricoleurs de génie.

Par contre je ne connais pas de consommateurs passionnés, mais à l’inverse, des consommateurs insatisfaits, j’en connais plein.

Or tu me proposes sur Leboncoin une machine vendue sous prétexte de « pas de place ».

Moi non plus je n’ai pas de place, et même si j’en avais je ne voudrais pas de cette machine équipée en BT 25 qui doit caler dès qu’on prend plus d’1 mm dans l’acier avec une fraise de 10.

Merci quand même pour l’info, mais ce n’est pas ce genre d’infos que j’espérais trouver ici.

Finalement ce n’est pas de porte que je me suis trompé, ni d’étage, mais de site.

Cordialement.

22Tonton, Concepteur et fabricant d’une machine de bricolage « mal fichue ».

Bonjour

Le Realméca C2 fait 5 kW. Dont 2,6 utiles sur la broche soit un peu moins de 4 chevaux.

Avant de caler en prenant des passes d'un millimètre dans l'acier il y a un peu de marge.