BF16 à vario en CNC

[ducat31]

Bonjour à tous,

j'ai le projet de modifier ma petite fraiseuse (BF16 à vario)
en CNC, avec des moteurs PAP (3 Axis Nema23 CNC Stepper Motor 425oz.in 3A 112mm+ Driver USBCNC Controller).
Ma question est , dois je obligatoirement changer les vis d'origines , car le budget n'est pas le même.
merci

 

[Papy54]

J'ai modifié ma BF20 en CNC avec des PAP. Un projet similaire.
En CNC les vis sont beaucoup plus sollicitées qu'un usage à la manivelle, donc ça use un peu plus.
D'autre part en CNC il vaut mieux avoir le moins de jeu possible au changement de sens.
Pour régler ces questions sans mettre des vis à billes, sur ma BF20 j'ai remplacé l'écrous en fonte fendus par deux écrous en bronze plus large pour user moins ou laiton contraints par des ressorts assez forts pour rattraper le jeu.
L"avantage c'est que même si les vis sont inégalement usées la contrainte est constante sur toute la longueur de la vis.
Sur la BF20 le Y est un pas à gauche. Du coup, je me suis fait un outil dont je peux incliner l'embout en HSS pour tailler les écrous avec pas à droite ou à gauche.
Et pour m'entrainer j'ai fait des petits vérins à vis.
C'est un peu de boulot mais c'est économique.
Quelques images:

 

[ducat31]

Bonjour Papy54 et merci pour ta réponse. Justement c'est le rattrapage du jeu qui m'inquiète

 

[Papy54]

Le lien ici pour voir toutes les photos de la modif.
Si tu mets le PAP en bout d'axe directement avec un accouplement type Oldham qui n'est pas exigeant sur la co-axialité, il n'y n'aura pas de jeux de transmission et les écrous contrains fonctionnent biens pour supprimer l'effet du jeu en usinage. Il ne faut pas que l'effort de coupe soit plus élevé la force des ressorts.
Si la vis de la machine n'est pas parfaite, c'est pas un problème car la reproductibilité est top. Et les pièces que tu fabriques s'emboitent impeccablement.
Chez moi j'ai 2 à 3/100 de jeu au changement de sens X et Y que je ne peux pas réduire parce que j'ai mis un engrenage entre le moteur et l'axe pour ne rien changer au bout d'axe et gagner en encombrement.
Mais c'est possible d'être en prise directe comme je le referais si c'était à refaire.

Je sais pas sur la BF16, mais sur la BF20, j'ai aussi modifié la manière dont la vis X est fixée sur ses paliers. D'origine il y a 2 butées à billes d'un côté qui bloquent bien l'extrémité sur le palier et de l'autre il y avait aussi une butée à bille. Or il faut qu'une extrémité soit libre. J'ai remplacé cette 3° butée à bille par un roulement qui peut coulisser sur sa portée.

 

[ducat31]

Joli travail . Encore merci pour ces conseils.
Par contre tu as quoi comme moteur à boucle fermée ? driver, alim etc...?
Tu travail avec Mach3 ?

 

[phil135]

j'ai mis un engrenage

tu as quelle démultiplication ? une courroie n'était pas envisageable ?
je vois que tu as simplement ajouté une manivelle sur l'axe du moteur. le moteur vit bien ça ? il n'y a pas un effet "gégène" vers les drivers ?

 

[Papy54]

J'ai approvisionné en 2009, (ça date un peu) chez Soprolec 3x 57HS13 pour XY et A et 1 x 57HS25 pour Z en prise directe.
4 drivers 5042
Une carte Soprolec et le logiciel Galaad Hobby qui a toutes fonctionnalités pro mais pas le droit de commercialiser. J'en suis super content. Plus de détail si souhaité en MP.
La seule chose qui a été remplacé c'est 2 alim 42V 300W il y a quelques semaines.
J'avais mis 2 Alim, 1 pour X et A, l'autre pour Y et Z.
Une a rendu l'âme sournoisement, la tension chutait, je perdais des pas sans m'en rendre compte. J'ai remplacé les 2 alim.

 

[Papy54]

tu as quelle démultiplication ? une courroie n'était pas envisageable ?

Aucune démultiplication.
Rapport 1/1. J'avais regardé et je me disais que la pignonnerie était faisable, j'avais la matière et les fraises modules, et pas de pièces à remplacer avec le temps....mais c'est pas la meilleure idée..on peut se tromper.

Edit...erreur
Franchement même si ça date de 2009, j'ai la mémoire qui déconne.. La réduction est de 1/2 sur XY. Un tour de moteur=1mm la vis a un pas de 2. Seul Z est en accouplement direct

 

[phil135]

et donc, avec un moteur d'un peu moins que 2 N.m sur une vis trapézoïdale, tu prends quel genre de passes ?
vis très lubrifiée ou juste un peu de graisse parfois ?
si je comprends , tu te passes d'info de retour sur les déplacements réels (pas de codeur) et tant que les alims étaient bonnes ça marchait bien comme ça

 

[Papy54]

vis très lubrifiée

J'huile la vis et les glissières à chaque utilisation avec de l'huile pour engrenage Alpha SP100 de chez Castrol.
Je trouve que la graisse est un nid à copeaux, c'est difficile à nettoyer.

tu te passes d'info de retour sur les déplacements réels

Le logiciel fonctionne comme ça. En l'absence de retour c'est sûr que les jeux ne sont pas compensés. On peux informer le logiciel du jeux au changement de sens et il corrige.
Le moteur de broche ne fait que 0,55Kw. On peut pas tailler très fort., Il faut aussi que les outils coupent vraiment bien.
Le petit vernier installé sur le bout d'axe des moteurs permet de voir si il est bien à zéro quand on demande une valeur entière par le logiciel puisqu'on a 1mm par tour..
Dans l'acier je pratique des passes max 0,5mm avec une fraise de 8 à 10 avec une avance de 3 à 4mm/s.
Dans l'alu qui s'usine bien, au max passe de 1, à partir de fraise de 8 à 10 et avance 4 mm/s
Exemple une tôle alu ep.20, profondeur usinée 11mm.
Il n'y a pas eu de perte de pas.

 

[phil135]

merci. la pièce a une bonne allure je trouve. je n'aurais pas dis qu'une bf16 était capable de ça

 

[Papy54]

je n'aurais pas dis qu'une bf16 était capable de ça

La mienne est une BF20 Optimachine.
Ça ressemble à la BF16 qui est un peu plus légère. Mais les solutions de numérisation doivent être assez proches, raison de mon intervention.

 

[ducat31]

oui en effet c'est propre .
A propos des moteurs PAP,j'ai vu qu'il y a 2 categories : A boucle fermée et boucle ouverte. lequel faut il de préférence?

 

[Papy54]

oui en effet c'est propre .

C'est la pièce support moteur triphasé de la BF20

Concernant le choix des PAP, je pense que ça dépend du logiciel de pilotage.

-Soit le logiciel n'envoie que des impulsions aux différents PAP correspondant au déplacement souhaité (c'est mon cas) et c'est un système à boucle ouverte.

-Soit le logiciel gère la position réelle de la table en recevant une mesure par un codeur ou mieux d'une règle électronique (l'idéal car la règle s'affranchit des jeux divers et variés) et c'est en boucle fermé.

La boucle fermée n'exclut pas des erreurs en finition dues à la flexion de la machine qui varie avec l'effort de coupe selon que l'outil est neuf ou pas, par exemple, ou selon la dureté des matériaux et avec nos petites machine on a vite une erreur de l'ordre du 1/10 sur une cote pour ces simples raisons.
Faut essayer de travailler avec des attachement courts par exemple une fraise fixée sur une pince tirée à raz de la broche est plus rigide qu'au bout d'un porte pince type ER25.
Par ailleurs un codeur sur le PAP raconte que le PAP a bien tourné selon la demande mais ne prend pas en compte les jeux en aval sur la vis, ou la transmission.

J'imagine que sur les machines industrielles, il doit y avoir une mesure réelle de la pièce usinée et la correction des 1/100 ou des microns nécessaires. Mais c'est pas notre cours de récréation.

En conclusion il me semble que le logiciel en boucle ouverte est compatible avec les précisions que l'on peut attendre de nos petites machines avec les quelques précautions déjà citées..
Pour avoir usiné des centaines de pièces depuis la numérisation de ma BF20, une des caractéristiques principale c'est la reproductibilité des pièces qui permet des ajustements que je ne sais pas faire autrement. Et ça permet des trajectoires impossibles à la manivelle (pour moi).

 

[phil135]

est-ce que je peux en conclure que:
1- avec des moteurs + alims dimensionnés "assez", il n'est pas nécessaire de se mettre en boucle fermée (2 N.m x2 pour une broche de 500 watt => 4 N.m x2 pour une broche de 1 kW ?)
2- les vis à billes ne sont pas indispensables. tu as une estimation de la force de tes ressorts sur l'écrou de rattrapage de jeu ?

 

[ducat31]

J'utilise Mach3. comme j'ai déjà une petite CNC 30/40 (Vevor).
et donc je ne sais pas s'il faut des moteurs à boucle fermée.
Joli ton carter. Beau boulot.
La photo c'est ma BF16 modifiée

 

[Papy54]

La photo c'est ma BF16 modifiée

Ah oui super. Beau montage avec courroie. C'est vraiment des montages voisins pour des machines cousines.... Si j'avais vu c'est peut-être ce que j'aurais fait, tu y gagnes en niveau sonore.

je ne sais pas s'il faut des moteurs à boucle fermée.

Je sais pas non plus, plein de personnes utilisent Mach3 et devrait répondre.

1- avec des moteurs + alims dimensionnés "assez", il n'est pas nécessaire de se mettre en boucle fermée (2 N.m x2 pour une broche de 500 watt => 4 N.m x2 pour une broche de 1 kW ?)

Je crois que plusieurs logiciels de CNC fonctionnent comme ça. Tu peux télécharger mon logiciel ici et voir ce que ça raconte.

estimation de la force de tes ressorts sur l'écrou de rattrapage de jeu

Produit HPC
Les 2 ressorts en X sont des R204204
Les 2 ressorts en Y sont des R204104

 

[ducat31]

merci Papy

 

[ducat31]

est-ce que je peux en conclure que:
1- avec des moteurs + alims dimensionnés "assez", il n'est pas nécessaire de se mettre en boucle fermée (2 N.m x2 pour une broche de 500 watt => 4 N.m x2 pour une broche de 1 kW ?)
2- les vis à billes ne sont pas indispensables. tu as une estimation de la force de tes ressorts sur l'écrou de rattrapage de jeu ?

Merci Phil

 

[shodan47]

Les codeurs servent a voir les anomalies lié a des pertes de pas. En déplacement relativement lent et avec des moteurs suffisamment dimensionné il est possible de faire sans. Sur les déplacements plus rapide il faut bien gérer les accélerations. J'ai une 45 qui fonctionne avec des gros PAP, 6 et 12 NM pour le Z et ca marche bien, et j'ai aussi une 30 qui fonctionne avec des servos avec codeurs, la c'est beaucoup plus rapide.

 

[Rattrapage de jeux]

Salut shodan
Avec tes modifications moteur .Quelle est sa vitesse de rotation maintenant ?
Je me pose la question suivante : si je met un stop course npn au centre de la table et si je positionne mes butées à chaque extremité d et gauche est-ce que Mach3 géré les coupures ?

 

[shodan47]

Voila une vidéo de ma machine (Celle qui a les servos la 30) en fait je suis obligé de limité la vitesse en déplacement pour avoir des accélerations raisonnables : Deplacement
Pour ma part je te conseille pas le modèle que tu décris. Moi je me suis appuyé sur le fonctionnement suivant.
Lorsque tu mets en marche la machine, elle fait ses POM (prise origine machine) sur les fins de course. La machine ne doit jamais ensuite toucher les fins de courses sauf incident car les fins de course après les pom servent a detecter un depassement éventuel.

Sur l'autre machine (la 45) j'ai des fins de course souple... pourquoi? parce que en cas de dépassement elle peut décélérer, parce que bloquer instantanément une table de 1mètre ca secoue...

Sur mon robot de cave j'ai un capteur central, mais il sert a éviter les déplacements longitudinaux sans avoir le translateur centré, par ce qu'un robot de 80 kgs en pleine vitesse ca peut faire des dégâts s'il est désaxé

 

[shodan47]

pour le fun … une de mes machines, 999s on aime ou pas, peinture maison nacre diamant avec 6 couches de vernis

 

[Rattrapage de jeux]

Ok je comprend ce que tu dis
Je me suis mal expliqué
Je vais travailler avec mach3 donc je pourrais limiter mes déplacements maxi avec le logiciel , mes pom se feront au demarrage de la machine tous cela c'est ok
Il faut quand même mettre des fins de courses pour créer une coupure en cas de beug informatique ? Non
Je ne vois pas sur ta machine si tu en a mis ?
Je pense mettre ses stops courses ,ma question comme je ne connais pas Mach3 est-ce je pourrai régler dans le logiciel
1/les deplacements maxi x,y,z en les programmants dans le logiciel( je pense que oui)
2/les POM ( je pense que oui puisque tu me le dit)
3/mes stops course ( qui sont des NPN) et ma question était si je met un NPN au centre de l'axe x avec un contact metallique a chaque extrémité de l axe x est ce que le logiciel gère le stop de la table .Je refait ceci pour l'axe y et z
Merci

Belle couleur ta moto j'ai roulé en moto 45 ans

 

[shodan47]

oui j ai fait des fins de courses et Mach3 gere sans problème mais comme je te le disais elles servent pour les POM et les dépassements éventuels uniquement

 

[Rattrapage de jeux]

Salut shodan47 je vois que tu as la même machine que la mienne ! J'ai changer les vis par des vis à bille c'est un régal au niveau des jeux
Par contre je n'arrive pas à trouver un tuto pour. Le parametrage de mach3 avec la petite carte fournie avec les moteur
Carte cnc usb mach3
Je crois avoir lu dans tes tûtes que tu utilise une carte arduino ?

 

[shodan47]

Mais j'ai plusieurs machine comme tu le vois dans ma signature
Mais la vraie CNC c'est la WMD30 avec carte WXHC , des servos et vis a billes, c'est une bonne configuration pour Mach3 et ca marche top.
Mon arduino gère (très bien) la 45 mais c'est le la motorisation des trois axes avec des PAP

 

[Papy54]

je vois que tu as simplement ajouté une manivelle sur l'axe du moteur. le moteur vit bien ça ? il n'y a pas un effet "gégène" vers les drivers ?

Je m'excuse, j'ai zappé la question.
En effet c'est à craindre, il y a sûrement cet effet génératrice et pour m'en préserver, dans le boitier sous le moteur j'avais installé un interrupteur 4 pôles qui isole le moteur des drivers.
Mais depuis, j'ai enlevé la manivelle, c'est dangereux, on risque de l'accrocher, je croyais que je ne saurais pas faire sans et en fait, je ne m'en suis jamais servi.

 

[Bambi]

Tu as augmenté la vitesse de rotation de la broche en passant au tri?

 

[Papy54]

J'ai mis 50Hz au max du VDF. La vitesse max obtenue compte tenu des divers rapports de pignonerie est 3100 t/mn