Portique CNC exotique

Bonjour a tous,

Nouveau sur le forum, je viens vous présenter mon projet et espère profiter de votre expérience pour éviter les erreurs de débutant.

De part mon métier je pratique l'informatique et l’électronique couramment, mon principal hobby consiste a construire des prototypes de drones et c'est par le biais de cette activité que j'ai été amené a m’intéresser en premier lieu a l'impression 3D. Cela m'a permis de découvrir les principales techniques entourant les machines CNC et de dégrossir un peu mes connaissances en construisant une imprimante TOBECA et en l'améliorant

Ceci fait je passe donc a l’étape suivant qui consiste a se lancer dans la construction d'un portique de fraisage CNC de A a Z.

En premier lieu voici ma stratégie. Le but final est d'arriver a construire une machine suffisamment rigide pour pouvoir fraiser de l'aluminium sur des épaisseurs allant jusqu’à environ 20mm. Cependant je sais que je n'y arriverai pas du premier coup car je suis conscient de mes handicaps.
1-je n'ait pas l'outillage pour l'usinage de précision ni le savoir faire du reste.
2-Mon inexpérience totale dans le monde des machines d'usinage
3-je réside en Guadeloupe et même si les cocotiers ont de bons cotés il y a des contraintes au rang des quelles le prix très élevé des matières premières et de métaux, le peu de choix dans l'approvisionnement, le cout très élevé des prestations d'usinage ainsi que le cout astronomique des frais de port des que le poids augmente.

Aussi je pense valider mon concept de fraiseuse en réalisant un premier modèle plus léger avec un châssis dans une matière pas trop couteuse et si possible dispo localement. A ce stade je sais que je ne pourrait pas en attendre des merveilles mais l'objectif est de pouvoir faire de la gravure de PCB ou de bois, de la découpe de plaques de carbone jusqu’à 3mm et d'aluminium jusqu’à 3mm. ainsi que de faire du pointage pour des pièces en aluminium de plus grosse épaisseur.

Ca me permettrait je pense de minimiser les risque d'erreurs de conception et en tout cas d'avoir une base facile a travailler et a modifier.

Malgré tout je compte faire de mon mieux pour réaliser une machine la plus rigide et précise possible vu le matériau de base. L'idée étant de me servir de cette première version pour m'aider a réaliser les pièces métallique permettant de l'améliorer et ensuite qui sait de construire une V2 plus pro.

Voici donc ou j'en suis dans ma réflexion.

De quoi je dispose: Un atelier assez vaste, une petite perceuse a colonne et de l'outillage électroportatif classique, une imprimante 3D, le logiciel openscad que je commence a maitriser assez bien et que j'utilise pour la conception de l'impression 3D

J'ai déjà réalisé plusieurs ébauches de dessin en 3D que je vous poste en PJ.

Cherchant pour cette V1 a minimiser au maximum le nombre d'usinages a réaliser je me suis orienté vers un châssis en profilé aluminium

j’étais parti sur une première version avec un portique en translation mais après réflexion, ça ne me semble pas être une bonne idée sur un châssis léger de réaliser 3 axes en translation les uns sur les autres car les jeux et la flexibilité s'ajoutant le résultat ne sera pas bon.

j'ai donc choisi de m'orienter vers un portique fixe. L’inconvénient est une surface d'usinage utile plus faible pour une même taille de machine par contre ça permet selon moi une meilleure rigidité sur un châssis léger

A ce stade j'ai utilisé du profil 40x40 et 40x80. le portique est rigidifié par deux joues en alu de 10mm et une plaque arrière de même épaisseur
le guidage X et Y sont réalisés en guides supportés de 20mm le guidage Z en rails prismatiques de 15 ou supporté de 20
Pour la transmission j'ai utilisé des vis a bille de 16
pour les moteurs d’après ce que j'ai lu du NEMA 23 pourrait convenir peut être entre 2 et 3 N/m suivant les axes

La broche sera je pense une kress

j'ai déjà passé commande de 4 x Drivers M542 et d'un breakout board comme celle ci http://fr.aliexpress.com/item/Brand..._6&btsid=4a21afc0-4459-4e6a-8866-97d36e3e68cc

La commande de la fraiseuse devrait être réalisée avec mach3

Voila ou j'en suis, pas mal de phosphorescence et plus de doutes que de certitudes

Mais le problème numéro un reste l'approvisionnement dans les DOM et le cout induit suivant le poids donc il y aura surement des choix a faire a ce niveau

j'aimerai donc aussi avoir votre avis sur la conception du châssis et échantillonnage du guidage et de la transmission

PS: J'ai essayé de joindre une image du rendu 3d mais ça ne passe pas, je ressaierai plus tard.

Voici les images

Pendant que j'y suis je me pose une série de questions concernant les capteurs de la machine.

faut il sur chaque axe, un capteur d'origine et un capteur de fin de course max ou juste des capteurs d'origine suffisent?

Ensuite sur le type de capteurs. En basique il y a le microswitch, cependant sur mon imprimante 3D j'ai expérimenté un capteur sans contacts capacitifs et ça fonctionne plutôt bien. D'apres vous lesquels permettent la meilleur précision/fiabilité.

Sinon en plus de cela faut il prévoir des butées de fin course mécaniques par sécurité?

Dans l'ensemble c'est pas mal mais je suis surpris par plusieurs choses.
Pourquoi prendre Mach3 ? alors que LinuxCnc est gratuit et fonctionne sur les pc de vieille génération.
Le dessin blanc sur fond blanc ça trouble un peu la vue...
Les détails sont important sur ce genre de machine, montrer des éléments en alu rigide c'est très bien (même si c'est loin d'être la solution la plus économique) par contre les fixations sont fondamentales, des éléments parfait avec des fixations mauvaises fera une machine mauvaise.
Il faudra aussi définir la broche avec surtout du couple mais pas une vitesse de rotation trop importante sinon ça peut chauffer la matière et les fraises surtout dans un pays chaud
Concernant les fin de courses, en faite le choix est large dès l'instant qu'ils fonctionnent sans risque de s'abîmer par les chariots.
Evite d'acheter des éléments tant que tu n'as pas finis ton étude, ça t'évitera les mauvaises surprise

Oui c'est tout a fait vrai mais je suis faché avec linux. ça c'est une vrai raison, lol


Oupss j'avais pas pensé a cela mais je vais corriger


J'en ai conscience mais a ce stade de la réflexion je recherche surtout a définir une architecture générale qui ne soit pas trop complexe a construire.
pour l'instant je fait des simulations pour m'aider a visualiser les problèmes que j'aurais a résoudre dans chaque configuration de manière a choisir la mieux adaptée.

J'ai découvert qu'il y avait un fablab pas très loin de chez moi et je vais leur rendre une petite visite car j'ai besoin de savoir dans un premier temps ce que je peut trouver sur place pour construire le châssis. Ca vas être aussi une donnée importante qui vas alimenter l’équation du choix. Une fois que je saurais sur oui je peut compter je ferais un plan plus détaillé ou effectivement je me poserais les questions des fixation des éléments du châssis, de la transmission et du guidage.


Pour la broche une Kress de 1000W est il un bon choix pour ce type de machine ?

Concernant les achats, je n'ai lancé que ceux de l’électronique de commande car c'est relativement standard pour ce type de machine. pour le reste je vais attendre car j'ai bien vu que beaucoup de choses étaient interdépendantes

Une petite question complémentaire. une transmission par courroie si elle est correctement démultipliée est elle totalement hors de propos pour une petite fraiseuse ? (souplesse). parceque si c'est envisageable, j'ai vu une architecture qui me plais pas mal. j'ai mis la photo en PJ, dans l’état ça manque de triangulation mais avec les renforts qui vont bien, je trouve ce concept de portique a plat assez simple a réaliser

Voici les photos sur un fond plus sombre, c'est vrai que c'est mieux.

Si je devais réaliser cette version de châssis, je fixerai les rails entre eux par des équerres et peut être des tiges filetées pour bien tenir le tout en tension

pour les deux joues pleines, fixation en bas sur la travers par vis et écrous prisonniers dans les gorges, idem sur le profilé vertical du portique. ensuite deux tiges filetées traversantes de part en part les deux profilés horizontaux du portiques et solidarisant le tout

plaque arrière pleine fixée par vis et écrous prisonniers dans les gorges des deux profilés horizontaux

Sans aucune hésitation, le chassis jaune est 100 fois mieux en plus tu peux le simplifier
Si tu as regardé les sujets de ce forum sur les cnc, tu as dû voir une photo de chassis très simple que j'ai déjà montré plusieur fois, il ressemble au jaune mais avec moins de pièce, c'est un chassis passe partout, on peut faire toutes les cnc avec même une simple imprimante 3D
Concernant les courroies ça ne pose aucun problème si elles sont crantées, armées, bien guidées et bien tendues en permanence.

Sans aucune hésitation, le chassis jaune est 100 fois mieux en plus tu peux le simplifier Wink Si tu as regardé les sujets de ce forum sur les cnc, tu as dû voir une photo de chassis très simple que j'ai déjà montré plusieur fois, il ressemble au jaune mais avec moins de pièce, c'est un châssis passe partout, on peut faire toutes les cnc avec même une simple imprimante 3D Very Happy a écrit:

Bon je ne vais pas essayer de réinventer quoi que ce soit dans un monde ou les solutions éprouvées son connues des spécialistes depuis longtemps et je vais donc m'orienter vers cette architecture que tu me conseille.

Aujourd'hui je suis allé faire le tour des fournisseurs de métaux en Guadeloupe et une chose est certaine, les profilés alu a gorges sont introuvables ici.
Je vais donc devoir me rabattre sur une structure en acier. J'ai bien compris que la soudure était pas conseillé a cause des déformations difficiles a maitriser pour un amateur. Mais du coup sur quel type de profilé acier dois je partir la je me pose plein de questions
- tube carré ou rectangle, fer U, cornière
- Ensuite pour l'assemblage es ce que je dois prévoir vis traversante + écrou ou perçage taraudage et vissage (je suppose que dans ce cas il faut des profils épais)
-Dans le cas des tubes, assemblage traversant les tubes de part en part ou autre

Bref je nage un peu du coup

Après un inventaire de mon atelier, voila ce dont je dispose pour l'instant:

tube carré galva 30x30
tube rectangle galva 40x60
cornière galva 45x45

Je vais faire un dessin en essayant d'utiliser cela et je reviendrai le présenter pour en discuter et surtout évoquer les assemblages

Fouille dans mes messages sur ce forum, j'en ai parlé plusieurs fois, au pire tu va sur un forum où j'étais avant et tu auras plein de message de moi qui explique tout ce que tu veux savoir
Tu peux prendre du profilé rectangle c'est le plus simple, sinon les profilés en I ou en H sont bien aussi mais un peu moins pratique à usiner.
Le plus important est que le profilé doit être plus grand dans le sens des contraintes, donc en général les côtés verticaux sont plus grand que les côtés horizontaux à cause entre autre du poids des pièces.