Portique CNC exotique

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

Le roi du pavé c'est moi

C'est vraiment super de pouvoir profiter des conseils avisés et limpides d'Ordinef

je n'en manque pas une miette et a chaque épisode je me plonge dans la lecture d'autres sujets de forum pour approfondir les concepts que je découvre.

Je me suis fait sur papier un petit recueil des règle et principes a respecter ainsi que des bonnes pratiques de construction. Au fur et a mesure que le doc s'enrichit je progresse dans la connaissance et donc dans la bonne direction.

Parfois la tentation est grande de me lancer dans une commande et de démarrer. Pas facile car l'envie de concrétiser cette machine est très forte mais promis je vais tenir bon. Plus j'avance, plus je découvre de problèmes a prendre en compte et plus je me dit que ça vas être compliquer a réaliser donc raison de plus de bien étudier l'affaire pour pas se planter et finir avec un tas de ferraille inutile

Donc pour le guidage je pense avoir compris les grandes lignes et je m'occuperai de ce volet plus en détail lorsque le temps sera venu mais pour l'instant il faut que je revienne a la base c'est a dire le châssis.

J'ai fait le tour des profilés dont je dispose, la chute de 40x80 n'est pas droite et le carré 30 me semble trop faible donc je ne vais pas les utiliser. par contre la cornière c'est du costaud 50x50 en 6mm d’épaisseur donc je pense la conserver car de plus étant un profil ouvert ça vas faciliter le boulonnage qui avec deux tubes n'est pas évident. il vas falloir que j’achète une barre de 6m et je pense m'orienter sur du 50x50 carré car ayant la même dimension que la cornière ça facilitera les assemblages.

J'ai repris le dessin avec ce nouveau profil. 4 pieds en équerres, 2 longerons inférieurs en équerre sur lequel sont boulonnées 5 traverses en 50x50. 2 longerons supérieurs en équerre servant de support aux profils 50x50 supportant les guides Y. Il y aura aussi une croix en fer plat sous les longerons inférieurs.

Si j'ai bien compris maintenant tu sépares la partie "machine" de la table sur laquelle se pose la matière ?
En fait la matière va donc être plus basse.
L'idée n'est pas bête mais attention à la distance outil/matière, si tu veux faire comme ça pense peut être à descendre ta poutre Y.
Ce qui m'embête à chaque fois ce sont tes cornières du bas, tu surcharges un peu trop ton chassis, fait le plus simple parce que tu auras les réglages à faire donc plus c'est simple plus c'est facile à fabriquer et régler

Oui je suis d'accord c'est un peu compliqué et ça ne me satisfait pas vraiment. seulement les cornières limitent les possibilités d'assemblage donc je vais partir que sur tu profilé nouveau. je vais essayer de construire l’intégralité du châssis en n'utilisant que deux types de profiles.

J'ai choisi du profil U 60x30 en 6mm d’épaisseur et du tube carré de 50 en 3mm d’épaisseur comme base. le choix du fer U permet a la fois d'avoir un profil d’épaisseur respectable permettant la rigidité et d'autre part la facilité de boulonnage car c'est un profil ouvert.

Les 4 pieds sont réalisés avec du fer U sur lesquels sont fixés 2 longerons de 660mm en fer U également

3 traverses centrales en tube 50x50 de 500mm sont fixées sur le dessous des longerons.
2 traverses avant et arrière sont réalisées en fer U de 620mm et fixées a la fois sous les longerons et sur les pieds afin de bloquer la géométrie de l'ensemble.

2 tubes 50x50 de 660mm viennent se fixer au dessus des longerons et sur les pieds.

Voila pour le châssis fixe. ça parait ainsi plus simple et a la fois plus costaud. Bon au passage on a pris quelques dizaines de kilos sur la balance

L'idée n'est pas bête mais attention à la distance outil/matière, si tu veux faire comme ça pense peut être à descendre ta poutre Y. a écrit:

Ok, donc pour abaisser la poutre j'ai du déplacer les guides X sur les faces extérieures des tubes support. Ainsi je peut descendre la poutre a 10mm au dessus du châssis fixe. ce qui laissera la place d’insérer un morceau de PVC sur le tube pour protéger les guides X

En gardant les guides Y en haut et bas de la poutre ça limitait le déplacement a 250mm avec un entre-axe de 100mm pour les chariots. ce que je trouve insuffisant. Du coup j'ai passé le guide inférieur sur l'avant de la poutre de cette manière je peut l'allonger. celui du dessus reste a la même place. de cette façon j'ai un déplacement de 340mm, c'est mieux . Pour l'instant j'ai représenté les chariots ainsi pour simplifier mais il est fort possible que je mette des roulements a bille pour le haut.

La poutre Y est réalisée avec deux tubes de 50x50 espacés de 50mm en hauteur et solidarisés entre eux par 4 cornières de 50x50 ep6mm. deux plaques verticales font la liaison entre les chariots X et les cornières de la poutre.

Bon, je vais peut etre faire un peu d'autosatisfaction mais ça commence a me plaire !

Pour les fixation de la structure du châssis, es ce que 2 vis M8 par fixation avec rondelles freins et écrous Nylstop sont suffisantes ou faut il que j'envisage de prendre du M10 ?

Pour la transmission, voila ce que j'envisage.

Pour le X 2 courroies crantées de chaque cotés. les deux poulies arrière étant solidaires d'un même axe traversant toute la largeur du châssis. au milieu de ce axe un autre poulie. en dessous de cette dernière la poulie moteur d'un diamètre inférieur pour la démultiplication avec une autre courroie entre les deux

Pour le Y entrainement par courroie crantée avec moteur a une extrémité du chariot Y et poulie de renvoi a l'autre extrémité du coup pas de démultiplication. mais a priori moins d'effort sur cet axe

pour le Z comme je ne me sent pas trop de réaliser cet ensemble qui demande pas mal de précision et d'usinage dans une surface reduite, je vais peut être acheter un ensemble complet déjà assemblé avec 2 guides supportés et vis a bille.

Voila pour la cogitation du jour je m'en remet a la sagesse d'ORDINEF qui vas surement trouver mille défauts rédhibitoires a ma merveille mais c'est cool c'est comme cela qu'on apprend

C'est déjà plus "propre" toute fois méfie toi du U, c'est un faux ami en CNC parce qu'il est rare d'en trouver des bien droit et en plus parce que trop souvent il est utilisé sur sa partie la plus faible c'est à dire exactement comme tu as mis les traverses de la table.
Souvent on renforce le U en y soudant un renfort triangulaire sur une de ses "ailes" (aile = petit côté du U, l'âme = le grand côté).
Le U est bien quand il a été usiné dans une barre pleine ou qu'il a été rectifié ce qui coûte très cher, très souvent il est remplacé par le I du fait qu'il a son âme centré et ses ailes équilibrées de chaque côté.
Du fait de son "déséquilibre" géométrique, le U va se déformer dans deux directions en même temps ce qui n'est pas top pour une CNC.
Il te suffit de mettre un bloc de métal un peu lourd dessus et zou tu éffondre tout.
Il faut savoir que pour le U et le I il éxiste deux grandes familles, les IPN et IPE et les UAP et UPN.
Le xPN ont un inconvénient c'est que leur ailes n'ont pas leur deux faces parallèles ce qui est gênant pour le montage avec des boulons.
Si on fait un montage soudé ça ne pose pas de soucis mais avec un montage boulonné il faudra prendre les UAP et IPE.
Faire une CNC n'est pas chose facile, certes on peut voir ça de façon plus large et faire un peu ce qu'on veut en espérant que ça tienne mais le soucis est que la CNC ne pardonne absolument pas le manque de sérieux.
Dans le meilleur des cas ça posera un problème de précision mais dans le pire ça sera une panne voir une casse voir un accident.
Ta machine est petite donc pas trop soumise à de grosses difficultés mais il faut savoir qu'une CNC ne doit pas être conçue pour fonctionner que pendant un an mais pour toujours et c'est la que tout se complique, certes on peut la faire simple et la faire tenir un an surtout pour des CNC servant peu souvent et avec une précision de 1/10ème maxi mais quand on usine du métal on doit systématiquement viser une plus grande précision et une structure qui tient tout le temps.
C'est d'ailleurs pour ça que les CNC pour usinage métallique semble énorme par rapport au volume de la pièce usinée (en général le volume de la machine est minimum de 4 fois le volume de la matière maxi qu'on peut y mettre).
La raison vient du fait que le métal est très dur et que le volume de la machine est surtout consacré à sa rigidité pour amortir tout risque de vibration et garantir une grande précision.
Dans le cas des autres matériaux courant on a un peu l'effet inverse c'est à dire que le volume matière usinable semble plus important que le volume de la machine qui souvent favorise une grande table mais une structure plus "fine".
Souvent pour faire comprendre ça je propose aux personnes septiques de regarder un tour à métaux et un tour à bois, la différence saute aux yeux, on sent que le tour à métaux est plus massif alors que le tour à bois semble plus léger.
Dans le cas des CNC pour découpe au laser, plasma, etc... on a carément des très grandes tables mais un chassis qui semble ridiculement léger, la raison est qu'il n'y a pas de contact de l'outil sur la matière donc les efforts sont très faible, la structure est surtout la pour tenir la tête de découpe.
Ce que j'aimerais comprendre c'est quelle est la matière qui te coûte le moins cher, qui est le plus facile à obtenir bien droite et que tu peux usiner ?
Qu'as-tu comme machine pour faire tes pièces ? as-tu un poste à souder ?

Oupss, ben ça c'est de la réponse !

Sur le principe et en théorie je suis complètement d'accord avec tout cela.

Maintenant la difficulté c'est que de vivre dans une ile outre mer passe en permanence par le fait de faire des compromis. Construire quelque chose ici que ça soit un meuble, une maison ou une machine ça passe par la même problématique de la disponibilité des matériaux.

Coté acier, on trouve de l'acier de construction laminé, galvanisé a chaud ou grenaillé et pré peint. UPN 80,100,120... HEA minimum 100, HEB minimum 200, IPE 80,100,120, Poutrelle US en U 60x30, 70x40,

Sinon dans les profils creux formés a froid et galvanisés on a du tube carré de 40 a 90 par pas de 10 et en ep 3mm sinon du 100 en ep 4mm
Pour le tube rectangle on a en 3mm 80x40, 100x50 en 4mm 100x50 120x60 140x70 en 5mm 150x50.

Voila, tout ça en longueur de 6 mètres et encore c'est ce qui est au catalogue et rien ne dit que tout est en stock.
j'aimerai me limiter a deux profils au maxi pour limiter les chutes qui ne me serviront a rien et sont quand même couteuse dans les grandes tailles de profilés.

Sinon pour usiner je possède une petite perceuse a colonne, une meuleuse pour découper. S'il faut des coupes précises je peut le sous traiter a un atelier. Après ce sont des outils a main, de l'huile de coude et une grosse motivation.

Maintenant mon objectif reste de faire de la découpe de plaques carbone et aluminium ep max 3-4mm et accessoirement fraiser des petites pièces en alu mais vu le coté occasionnel je peut me contenter d'une vitesse faible. la machine servira peut être 3 a 4 heures par mois donc c'est pas de l'intensif je ne fait pas de production et ne compte pas en faire.

EDIT: Je n'ai pas de poste a souder mais je sais souder a la baguette donc si c’était nécessaire je pourrais me débrouiller pour le faire

Ok ce n'est pas si mal que ça
Dommage que les HEA et HEB soit si imposant.
Si on choisit de tout faire en rectangle 100x50 ep 3 ou 4 mm ou en IPE 100 ou 120 ça serait possible niveau budget ? Avec 6 mètres c'est parfait.
Pour info il n'y a jamais de chûte parce que tout est ré-utilisable quand on aime bricoler
Par contre dans tous les cas il te faudra un tourneur et/ou fraiseur pour réaliser des pièces, surtout pour faire des entretoises.
Pour le sciage une bonne lame de scie suffira, je sais que c'est un peu pénible mais crois moi avec le temps et la volonté tous les profilés se scient à la main
Essaye de faire le dessin d'un chassis simple avec la totalité d'un IPE 100 et un chassis avec la totalité d'un rectangle 100x50

Bon, pour avoir les idées plus clair je suis allé voir les fiches techniques des profilés utilisables (tableau en photo jointe)

Donc sur cette base voici ce que j'en pense.

finalement si je ne fait pas d'erreur a taille égale l'IPE est plus faible que l'UPN. Quand au tube 100x50 il est a peu près équivalent a l'UPN dans la hauteur et deux fois plus raide dans la largeur.

Concernant l'assemblage d'un châssis entièrement constitué de tube ça vas demander un paquet d'entretoises et si je fait faire cela par un tourneur ça vas me couter dix fois le prix des profilés vu le prix astronomique de l'usinage ici

La solution IPE ne m'inspire pas trop car ce profil n'a que deux faces extérieures parallèles utilisable et je ne vois pas trop comment faire un assemblage en angle avec et de plus semble mois bon a profil égal que de l'UPN qui lui est bien plus pratique a assembler.

Tenant compte des données ci-dessus, et de la problématique de la disponibilité de la matière ainsi que de mes faibles possibilités d'usinage, j'aurais une préférence pour un châssis réalisé avec un mélange de tube rectangle ou carré et de profil UPN de 80. je sent bien cette configuration et je me sent capable de maitriser les problèmes qu'elle implique. Bien sur ça n'est sans doute pas idéal mais je pense que c'est le meilleur compromis car dessiner la machine idéale si je ne suis pas en mesure de la réaliser n'a pas beaucoup de sens.

Si j'en avais la possibilité dans l'absolu, la meilleures solution pour moi serait d'acheter une fraiseuse manuelle d'occasion et de la motoriser malheureusement ici ça ne court pas les rues mais qui sait je surveille les petites annonces on peut toujours rever

Donc en partant de la réflexion précédente j'ai essayé de simplifier encore le dessin en supprimant cette fois les pieds et les doubles longerons.

Cela donne le dessin ci-dessous.

Utilisation de 4.9m d'une barre UPN de 80.  5 UPN de 500mm verticaux pour les traverses et 2 UPN de 600 pour les longerons ainsi qu'une croix de st André en dessous en plat de 40 que viendra compléter 4 pieds réglables.
Le portique est constitué d'une poutre réalisée avec deux UPN tête bêche, 4 morceaux de cornière de 50 que j'ai déjà , deux plaque latérales le tout fixé sur les deux rails supporté positionnés sur les cotés des longerons

Une autre option serait de mettre les guides X au dessus des longerons avec deux plaques horizontales pour faire la liaison entre les chariots et la poutre constituée de 2 UPN positionnés verticalement et boulonnés l'un a l'autre et un équerrage a définir.

Devis de poids du châssis avec portique nu, environs 50kg

Voila pour les cogitations du week end  

Je comprend parfaitement ton point de vue mais on parle d'une machine qui ne fait que 600mm de long donc les caractéristiques des profilés de même dimensions n'ont que peut d'intérêt, sur 600mm de long il faudra des tonnes au milieu pour déformer la poutre d'un millimètre
Pour te donner une idée, sur une poutre rectangle de 100x50 sur un mètre, il faut plus de 50 kilos au milieu pour déformer la poutre de 10 microns...
Si je te disais d'éviter les xPN c'est à cause de la forme de leurs ailes qui est en pente et donc plus difficile pour l'assemblage par boulons.

Concernant ton dessin il est plus simple, à la limite si tu sais détendre les soudures par martelage, tu pourrais presque te faire un chassis tout soudé ce qui supprimerait la croix en dessous ou sinon remet des pieds en bout, si possible carré ou cornière de très forte épaisseur.

Concernant les entretoises dans les tubes carré il y en a qu'une en bout de chaque poutre, le reste peut être vissé directement sur une face par contre il te faudra un moyen pour emmener les écrous à leur emplacement intérieur, ce n'est pas très compliqué mais c'est un peu pénible à faire.

Concernant les cornières de ton chariot du dessus prend les le plus épais possible, ça n'en sera que mieux, si tu peux prend les mêmes pour les pieds

Sinon pour le reste au vu de ce que tu peux avoir en matière ça me semble bien, certes on a toujours les soucis de parallélisme et de plan mais je suppose que tu va faire des systèmes de réglages
Si ça coince quelque part tu pourras toujours faire une modification, disons que tu as une bonne base de travail déjà.