CNC 5 axes

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flylowgofast
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CNC 5 axes

Messagepar flylowgofast » 30 août 2017, 16:24

Bonjour,

Je m'appelle Fabrice, j'ai fait ma visite du Hackerspace hier soir. C'était super intéressant et j'ai été très étonné de toutes les possibilités de fabrication. J'adore cet esprit coopératif bénévole.
Je suis ingé à CDG au service technique de la tour de contrôle. Du coup, je bidouille un peu l'électronique, l'énergie, le réseau, le développement, Linux. J'ai déjà fait un petit projet Domotique chez moi (forcément) à base d'arduino, de raspberry, de NRF24L01, Mysensors et de Domoticz. Je contrôle deux températures, j'ouvre et ferme deux volets roulants, j'allume l’éclairage extérieur et de contrôle l'ouverture de deux portes.
Aujourd'hui je pars sur un projet de fraiseuse à commande numérique pour produire des pièces en bois (sculpture) issues d'un modèle 3D (peut-être un modèle 3D scanné (tête)). Je vise une machine 5 axes pour pouvoir réaliser tout.
J'espère ne pas être complètement à côté de la plaque à cause de la difficulté de création ? J'ai déjà acheté les rails et vis à billes, mais la personne qui nous a fait la visite hier soir (j'ai pas entendu son nom hélas !) m'a fait comprendre qu'en Chine ce n'est pas forcément moins cher et forcément de la mauvaise qualité ! trop tard c'est fait.

Je suis en train de me faire la main sur FreeCad pour les plans, pensez-vous que c'est un bon choix ?
Je compte faire la structure en acier soudé à l'arc.
Je suis un peu dans le flou concernant le choix des moteurs pas à pas. J'ai vu des méthodes de calculs super complexe qui m'ont pas beaucoup aidé au final ! Je m'oriente vers moteur au format Nema 23. Je ne sais pas trop quoi prendre comme driver non plus.

Enfin voilà, je suis en cours de réflexion, ce qui correspond bien au Hackerspace pouisque tout est Work in progress aussi :hehe:

N'hésitez pas à ma donner tous les conseils que vous pouvez.

Merci et bonne fin de journée

Fly
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3dsman
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Re: CNC 5 axes

Messagepar 3dsman » 30 août 2017, 16:53

Et bien tout d'abord welcome! :)
Celui qui a géré la visite hier soir c'est zenos, un de nos deux permanents. Il est la tous les jours pendant les horaires d'ouverture (14-19h) et presque tout le temps les mardi et jeudi soirs en mode membre.

C'est un gros projet dans lequel tu te lance. Une CN 5axes c'est pas le truc le plus simple a faire.
Tu imagine quoi comme degrés de liberté?
Un ordre d'idée des dimensions usinables?

Il faut aussi que tu réfléchisse à la broche que tu vas y mettre (taille, poid, puissance,...) tu as des modeles en tete?

freecad c'est tres bien pour la 2D mais il me semble que c'est un peu limité pour la 3D. Malheureusement il n'y a pas de soft 3D open aussi efficace que ce qui se trouve en commercial.
Perso j'utilise solvespace qui permet plus de trucs en 3D que freecad (et blender pour la recherche et le desing a l'arrache)
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yannick
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Re: CNC 5 axes

Messagepar yannick » 30 août 2017, 17:28

Boh ! Si... FreeCAD est par nature 3D... :)

Bon, il n'y a pas toutes les contraintes tiptop d'un soft pro genre solidworks, maiiiiis... Si on accepte ses limitations (qui ne sont pas forcément rédhibitoires), c'est vraiment bien !

Côté broche, si l'obhectif est l'attaque du bois, on est typiquement dans le domaine de compétence des broches type Kress, comme ce qu'on a sur la grande Charly (un des routeurs qu'on a au lab).

Après, ya mieux et surtout moins bruyant avec de la broche haute fréquence avec VFD, mais on passe de 350€ à >1k€ de budget.

Un point de vigilance pour un projet comme ça, c'est aussi la partie contrôle (quel interpréteur/indexeur/interpolateur 5 axes par exemple ?)

Dans tous les cas : super projet ! Je suis certain que tu vas trouver ton bonheur parmi nous pour avancer dessus !
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Steve
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Re: CNC 5 axes

Messagepar Steve » 30 août 2017, 17:59

Hello, et effectivement, super projet !
Est-ce que tu peux nous donner plus de détails, comme les dimensions des pièces à usiner, la précision requise ?
Vitesses, accélérations, ...
As-tu choisi la cinématique ?
Tout cela va déterminer la puissance nécessaire sur les moteurs, et beaucoup d'autres choses.
Si ta cinématique est complexe, tu peux jeter un oeil du côté de ROS.
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flylowgofast
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Re: CNC 5 axes

Messagepar flylowgofast » 30 août 2017, 18:32

Merci pour vos réponses (rapides),

Je ne sais pas exactement ce que veux dire combien de degré de liberté ? Pour être un peu plus précis, dans mon idée, je pars d'une conception du genre d'une 3 axes (comme la grande Charlie au fond de l'atelier Meca light) sur laquelle j'ajoute un plateau rond tournant (dans la zone de travail) et la broche pourrait tourner de 90° (vers l'avant par rapport aux broches habituelles). J'ai acheté des guides ronds avec glissière à bille (ouverte). Les tailles sont 1000mm pour les longues 600 de large et 300 pour Z. Je ne vise pas une grande précision (0.1mm) ni une grande vitesse de déplacement. J'envisage d'utiliser Linux CNC pour le logiciel. J'avoue que je n'ai pas réfléchi des masses pour le hardware ! je voulais utiliser ce genre de broche :
https://fr.aliexpress.com/item/CNC-milling-spindle-motor-2-2-kw-ER20-220v-Air-cooling-spindle-motor-2-2kw-air/32803624943.html?spm=a2g0w.search0104.3.33.D5ImM3&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_1_10152_10065_10151_10068_10305_10304_10307_10306_10137_10060_10302_10155_10154_10333_10334_10056_10335_10055_10336_10054_10059_10332_100031_10099_10103_10102_10052_10053_10107_10050_10142_10051_10326_10084_10083_10080_10082_10081_10177_10110_10111_10112_10113_10114_10312_10313_10184_10314_10316_10078_10079_10210_10073-10102,searchweb201603_21,ppcSwitch_2&btsid=8ba8daa5-c66c-4d8c-b53e-c8b3901ef841&algo_expid=715b50c9-60a6-42a2-9256-9ee2b7817fb8-4&algo_pvid=715b50c9-60a6-42a2-9256-9ee2b7817fb8&transAbTest=ae803_1

Les pièces à usiner devraient faire maxi 250 de haut sur un diamètre maxi de 500. Zenos me disait que dans l'idéal il faut prendre des axes deux fois plus grand que la pièce, là je pars mal !
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3dsman
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Re: CNC 5 axes

Messagepar 3dsman » 30 août 2017, 19:10

alors attention a la sciure de bois. Ca attaque bien les roulements chinois ;)
Plus sérieusement avec un routeur bois l'aspiration des copeaux n'est pas une option. Il faut la prévoir dans ton installation.

Tu as bien 5 axes donc.
Sont ils tous motorisés? la rotation a 90° de ta broche peut etre une opération manuelle par exemple. pareil pour ton plateau tournant.

Le plateau tourne il autour d'un axe vertical ou horizontal?

Avec une rotation de la broche en manuel et une rotation du plateau avec un axe vertical motorisée tu aurais exactement la configuration de la fraiseuse a commande numérique qui est au fond de méca heavy
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flylowgofast
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Re: CNC 5 axes

Messagepar flylowgofast » 31 août 2017, 12:43

Bonjour,

Oui je comptais bien équiper la machine d'une buse d'aspiration.
Je compte motoriser les cinq axes, je suis un peu faignant ! J'ai une question à ce sujet. J'avais trouvé un renvoi d'angle pratique :
https://fr.aliexpress.com/item/NEMA-23-Worm-Gearbox-Stepper-Motor-CE-ROHS-Motor-Length-56mm-153oz-in-Nema23-Worm-Reducer/32592421027.html?spm=a2g0s.8937460.0.0.6cjD6V

Est-ce que vous connaissez ? Je me demande si il y a du jeu et du coup la précision serait super mauvaise !

bonne journée
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Re: CNC 5 axes

Messagepar f4grx » 31 août 2017, 17:47

le problème c'est le soft: très peu de logiciels a ma connaissance sont capables de produire du g-code qui pilote plus de 3 axes.

un motoréducteur de ce genre utilise une vis sans fin donc il y a du jeu quand on change de sens.
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flylowgofast
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Re: CNC 5 axes

Messagepar flylowgofast » 01 sept. 2017, 10:43

Ah oui effectivement c'est un gros problème ! Est-ce qu'il y a des solutions abordables ?
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Eric
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Re: CNC 5 axes

Messagepar Eric » 03 sept. 2017, 21:39

Hello,

Sauf si tu as déjà une vraie expérience dans la conception de machines outil, démarrer par la réalisation d'une 5 axes me semble un peu ambitieux/risqué. Mais si c'est ton souhait de commencer d'emblée par un projet un peu hors normes, pourquoi pas. D'ici 12-18 mois, tu pourras faire un premier bilan de ce que tu auras conçu.

Règle de base : plus il y a d'axes, plus la rigidité, l'absence de jeu et la précision de chaque axe devient stratégique.
Pour que la machine soit vraiment utilisable, les calculs + mesures pour la rigidité des structures (RDM) et du choix des moteurs sont - à mon sens - un passage obligé.

Seconde suggestion : une machine sérieuse dispose d'axes asservis en position (simple voire double asservissement). Tu peux par exemple utiliser ce type de systèmes d'entraînement :
http://www.orientalmotor.com/stepper-mo ... otors.html

f4grx a écrit :le problème c'est le soft: très peu de logiciels a ma connaissance sont capables de produire du g-code qui pilote plus de 3 axes.
grx a raison : dans ce cas précis, chercher d'abord le logiciel avant de construire le matériel.
Vois sur ce forum ou il y a un lien pour configurer le système Machinekit sur BeagleBone Black en 5 axes :
https://groups.google.com/forum/#!msg/m ... W-gyCPCAAJ

f4grx a écrit :un motoréducteur de ce genre utilise une vis sans fin donc il y a du jeu quand on change de sens.
flylowgofast a écrit :Ah oui effectivement c'est un gros problème ! Est-ce qu'il y a des solutions abordables ?
Oui il y a, mais dans certaines configurations le poids (en kg) de cette solution oblige à considérer cet aspect dès la conception de la machine.
L'idée est d'utiliser des tables rotatives aussi appelées "diviseurs") : les modèles de qualité on très peu de jeu (quelques secondes d'arc au maximum) et disposent d'un blocage mécanique. Un diviseur utilise aussi une vis sans fin mais l'usinage particulier des filets limite le jeu http://www.yuriystoys.com/2013/01/shop- ... table.html

* Configuration machine 3 axes + table bi-axe :
voici une table bi-axe pro : http://nickunj.com/product_inside.php?id=301
principe d'installation : sur une machine orthogonale tri-axe, fixer sur la table existante la table bi-axe : https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1lUFkLpXX ... b-font.jpg
Inconvénient de cette config : nécessite une hauteur de portique et un débattement en Z important

* Configuration axe Z inclinable + table rotative mono-axe.
Comme réducteur sans jeu tu peux utiliser des diviseurs de qualité (= de marque) comme ceux-ci :
Pour l'inclinaison de l'axe Z : https://www.rc-machines.com/fr/accessoi ... ques-incl1
Pour la table rotative mono-axe : https://www.rc-machines.com/fr/serrage/ ... -mm-vertex
Pour numériser un diviseur, tu remplaces la manivelle par un poteur pas à bas (éventuellement avec un asservissement) : http://taig.com.au/images/6-2011.jpg
Inconvénient de cette config : augmenter la rigidité de la machine pour tenir compte du poids important du diviseur d'inclinaison de l'axe Z (14 kg pour le 150 mm, sachant que l'on doit pouvoir enlever un peu de matière pour l'alléger un peu)

Eric
...est dans la boucle (d’asservissement)

PS : un beau projet de table bi-axe CNC : https://www.youtube.com/watch?v=joGv4ErUJgY
Le plan complet : http://digitalcommons.calpoly.edu/cgi/v ... ntext=mesp (ça a l'air facile mais en réalité, c'est loin d'être simple à réaliser)

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