Portique CNC exotique

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.

Bonjour
Si tu veut une structure costaud et qui ne se déforme pas il faudra mettre des entretoises dans tes profilés ou les vis traverse sinon à la longue même des profilés épais se déformeront.

Voila, j'ai fait un nouveau dessin en prenant comme base l'architecture conseillée. pour l'instant j'ai essayé de faire avec les profilés en acier dont je dispose (voir msg plus haut). La table fait 600x400mm. A ce stade je n'ai dessiné que le guidage des deux premiers axes car il y a encore trop d'inconnues.

les quatre pieds et les deux longerons sont en équerre acier de 45mm.

Les supports de la table sont en tubes de 30x30 vissés sur les longerons. les deux tubes d’extrémités sont aussi vissés sur les pieds pour rigidifier l'ensemble.

Les deux cotés sont en tube de 40x80 et sont a la fois vissés sur les pieds et sur les longerons en prenant en sandwich les tubes de 30 de la table.

les guides X seraient réalisés en rail supporté de 20 vissés directement sur la face supérieure des tubes latéraux.

Deux plaques en alu de 15mm font la liaison entre les chariots du rail X et la poutre du portique qui est réalisée avec un section de tube 40x80. Cette dernière a la fois vissée dans la plaque de liaison et rigidifiée par 4 équerres.

Les guides Y sont montés sur la face supérieure et inférieure due la poutre afin de maximiser l'entre-axe. Ce seraient des rails supportés de 20mm vissés directement dans le tube.

Donc je livre cette esquisse a votre critique avisée, n’hésitez pas
Pour ma part, j'y vois un inconvénient c'est qu'une fois rajouté la table + l'axe Z il risque de ne pas rester grand chose comme passage sous le portique

Sinon dans la liste de mes nombreuses incertitudes, il y en a une a laquelle je n'ai pas vraiment trouvée de réponse. je m'explique, sur un axe de guidage plus les chariots sont écartés plus on obtient une grande rigidité mais par opposition on réduit la surface de travail utile. comme dans toute chose c'est un compromis a trouver donc je vous livre ce que j'imagine choisir:

Axe X longueur 600mm entre-axe des chariots 200mm
Axe Y longueur 400mm entre-axe des chariots 150mm.

Es ce trop ou pas assez

Voila pour les cogitation du jour

C'est très correct mais je ne vois pas l'intérêt des cornières du bas vu que tes traverses sont fixées sous les poutres rectangulaire
Par contre si tes cornières de pieds ne sont pas très épaisses, tu peux mettre sous les traverses une croix de saint André ou des équerres pour éviter une déformation de ta surface d'usinage.
Si tu as des chutes, il serait plus intéressant de remplacer tes cornières de pieds par des tubes rectangulaires ou carrés, ça fera un ensemble plus homogène.
Les cornières c'est bien mais uniquement quand elles sont épaisses sinon ça ne ne vaut pas grand chose sur les machines CNC.
Pendant que j'y pense, concernant les rails avec douilles à billes, ça ne sert à rien d'en mettre une de chaque côté, ça impose des réglages et donc des jeux.
On doit mettre qu'un seul rail d'un côté pour guider le chariot et de l'autre un simple montage avec roulements à billes suffit, ainsi pour régler la perpendiculaire des axes ça ne te fais qu'un rail à régler.
C'est valable pour tous les axes. Pour l'axe Y il faudra mettre le rail à douille en bas et les roulements en haut parce que tous les efforts iront sur le bas.

Par contre si tes cornières de pieds ne sont pas très épaisses, tu peux mettre sous les traverses une croix de saint André ou des équerres pour éviter une déformation de ta surface d'usinage. a écrit:

les cornières font entre 4 et 5 mm d’épaisseur, ça parait assez costaud comme profilé mais effectivement j'avais remarqué que ça pouvait bouger donc je vais voir a ajouter une croix en dessous des traverses ou un dispositif pour rigidifier

On doit mettre qu'un seul rail d'un côté pour guider le chariot et de l'autre un simple montage avec roulements à billes suffit, ainsi pour régler la perpendiculaire des axes ça ne te fais qu'un rail à régler. C'est valable pour tous les axes. Pour l'axe Y il faudra mettre le rail à douille en bas et les roulements en haut parce que tous les efforts iront sur le bas. a écrit:

Je comprend bien le concept, mais j'avoue que je ne vois pas du tout comment réaliser cela pratiquement.

Sur l'axe Y par exemple admettons que je mette uniquement un rail supporté en bas. mais en haut il faut donc que mon montage a base de roulement puisse circuler sur quelque chose de parfaitement rectiligne avec un état de surface impeccable . le tube galva brut c'est bof bof a ce niveau. et du coup si l'on rajoute un rail ou un profilé quelconque on retombe dans le même problème d'alignement.

Je vais essayer de trouver un exemple pour voir la réalisation.

Si tu ne vois pas comment faire et que tu peux te permettres d'avoir autant de rail à guide à billes alors dans ce cas tu en met un de chaque côté mais tu ne fais une fixation solide que sur un des guides à billes et sur l'autre tu fais un montage glissant uniquement perpendiculaire aux rails.
Le problème est que si tu fixe des deux côtés tu auras obligatoirement besoin d'un jeu sinon ça va coincé à un moment ou à un autre.
Certes on peut garder un parallélisme presque parfait mais ça n'empêche que c'est possible que si il y a du jeu d'un côté or le jeu est l'ennemi de la précision.
Si tu bloque d'un côté mais pas de l'autre alors tu prend référence sur un seul rail et donc tu n'as aucun soucis de parallélisme.
De toute façon il faudra des points de réglages parce que deux rails parallèle c'est impossible mais en plus ça cré un plan et donc comme il est impossible d'avoir tout bon pendant l'usinage des pièces, il te faudra donc des points de réglages pour rattraper l'imprécision de l'usinage et du montage

Pendant que j'y pense, concernant la soudure, ce n'est pas interdit mais conditionnel, c'est à dire que tu peux faire de la soudure mais à condition que ça ne cré pas des contraintes ni des déformations dans ton chassis.
Par exemple tu peux souder des points de fixation (c'est ce qu'on fait pour éviter de percer des poutres) pour ensuite les boulonner au reste, par contre tu ne peux pas faire un chassis tout soudé parce que tu n'auras pas de point de réglage et il sera plein de contrainte ce qui t'imposera de le détendre dans un four, autant te dire que si tu ne maîtrise pas cette technique tu auras un chassis tout tordu

Comme je n'aime pas rester sans comprendre j'ai fouillé un peu les forums et je crois que je commence a voir le principe du montage glissant avec arbre de référence. Visiblement c'est systématiquement employé sur les machines de grande taille comme les scies a panneau.

J'ai fait un petit schéma pour une application par exemple sur l'axe X. Es ce que c'est bon sur le principe

Bon la j'ai fait rouler mes roulements sur un rail cylindrique supporté c'est peut être pas l’idéal mais c’était juste pour synthétiser l'idée. Du reste vaut il mieux que les roulements roulent sur un rail a face plate ou cylindrique (j'aurais tendance a pencher pour le second car le frottement doit être plus faible).

Normalement toutes les machines pro utilisent le principe du côté de référence et l'autre glissant. Prend exemple sur le chariot d'un tour, il est toujours guidé parfaitement du côté de l'outil (avec un rail en triangle le plus souvant) et glissant de l'autre côté. C'est valable aussi avec tous les autres éléments mobile du tour.
Ton dessin est correct mais il y a plus simple.
Imagine que tu ai de chaque côté le même rail monté de la même façon avec les mêmes guides à billes.
Tu va relier le guide de chaque rail avec une poutre qui fera ton axe Y par exemple, sur un guide le montage est fixe et donc impossible à bouger par contre sur l'autre (donc à l'autre extrémité de ta poutre Y) tu fais un montage glissant dans le sens perpendiculaire aux rails (donc dans le sens de l'axe Y) afin de ne pas être gêné par l'écart entre les rails qu'il peut y avoir.
Si d'un côté les rails sont plus ou moins écartés alors la partie glissante s'ajustera et ça ne changera ni la précision en X ni en Y.
En mécanique tu ne peux pas avoir deux référence pour le même axe, c'est impossible !!!
Tu ne peux avoir qu'une référence fixe et à l'opposé ça sera forcément un maintien glissant mais ce maintien glissant ne doit jamais détruire la précision des axes donc il doit être réalisé avec précision.
Il faut savoir que l'absence totale de jeu est impossible, tu as forcément un jeu même infime quelque part mais ce jeu ne doit jamais être supérieur à la précision que tu souhaite obtenir sur tes axes donc à toi de voir si tu peux garantir cette précision avec le montage que tu va choisir

Si je reste pour l'axe X avec deux guides supportés et chacun deux chariots a billes.

voila comment je comptait procéder pour l'alignement.

Fixation du premier coté (rail et chariots) avec le plus de précision possible dans les perçages et blocage des fixations de  l'ensemble (pas de jeu).

Pour le coté opposé, reperçage des trous de fixation du rail supporté avec un diamètre légèrement supérieur. Montage des chariots et fixation de ces derniers au portique
montage du rail supporté sans serrage. et serrage progressif en faisant circuler le portique de bout en bout pour arriver progressivement a un bon alignement.

Es ce bon ou faut il avoir le rail opposé a la référence qui reste non bloqué au niveau de ses fixations ?

EDIT: Ce genre de chariot avec une vis pour le rattrapage de jeu peut il aider a régler l'ensemble ? ou es ce juste un argument commercial attrape couillon

Tu appliques tout simplement la technique que tout le monde appliquent quand ils pensent que deux rails parallèles vont le rester à vie et sans jeu, malheureusement ce n'est que de la théorie, en pratique il y aura du jeu sinon ça coincera à un moment.
Le jeu ça ne se mesure pas en millimètre mais en 10ème voir 100ème donc le montage que tu propose ne pourra pas faire face à ce jeu infime.
Bien évidemment que ton montage fonctionnera mais pour combien de temps ? tu imagines qu'un matin un peu frais tu lance ta machine pour un usinage et que ça se bloque pendant l'usinage ?
Alors qu'avec un système guidé que d'un côté et libre de se prendre les déformations de l'autre tu n'auras jamais aucun problème.
Internet est rempli d'exemple de machine avec deux rails parallèle et soit disant aucun jeu mais bizarrement on en entend jamais plus parlé après et bizarrement souvent on voit apparaître des versions 2 et 3 de la même machine mais faite différemment au niveau des rails.
Le plus important est de définir la précision de ta machine en fonction de son utilisation, si c'est pour usiner du polystyrène, plastique ou du bois, faire de l'impression 3D ou de la découpe plasma, laser, etc..., tu peux aller à 0.1mm de précision sans soucis donc dans ce cas tu prend ton système de rails et tu rajoute un peu de jeu quelque part pour que ça ne coince jamais.
Par contre si tu usines du métal alors tu devras tenir une précision de 0.01mm tout le temps.
Une fraise qui rebondit sur du plastique ça ne gêne pas mais sur du métal ça peut être catastrophique.
Pourquoi autant de machine CNC fonctionne avec les deux rails parallèle et guides à billes ? c'est parce que tout simplement ce sont des guides acheté par cher en chine qui ont pas mal de jeu (environ 0.1mm) donc forcément ça tient dans le temps mais ce ne sont pas des machines pour usiner le métal.

La vis de ratrappage de jeu c'est juste un moyen de simplifier le réglage de la machine, ce n'est pas un gadget mais disons que ça ne sert pas à grand chose parce que si ta machine est bien conçue normalement elle a un système de réglage, disons que ça te simplifie un peu le travail, après il faut voir si le réglage est vraiment efficace et se tien dans le temps.
Ce que tu peux faire avec ce genre de guides à billes c'est d'en mettre un d'un côté qui sera bloqué avec très peu de jeu et de l'autre le laisser avec plein de jeu, ainsi tu as ton guide de référence et l'autre est libre d'amortir les déformations.
Par contre fait très attention que le jeu ne soit que sur un axe par exemple Y, si le jeu permet de "soulever" le guide dans le sens du Z alors ça ne va pas du tout, un système de réglage ne doit jouer que sur la précision d'un axe mais ne doit jamais détruire la présicion d'un autre.

Bonjour Ordinerf
Merci de tes explications toujours très claires.
Bien amicalement