CNC - 5 axe - IPE+tole acier10mm - usinage bois

Mon principe simple, quelque chose dans cet esprit…

plaque et cornière de bonne section…
…mais je ne joue pas dans la même cour avec ma petite machine

Bonsoir,
J'ai mal au cœur pour ta 120, tu ne pourrais pas pulvériser un peu d'huile diluée dans du pétrole !
Tu ne te rends pas compte de la valeur de ces machines, de leur précision, surtout qu'elle est en très bon état !
J'ai une 101, elle n'as pas 5 microns d’écart avec une équerre en granit sur les 3 axes ...

Bigre. Heureusement que les logiciels de DAO existent car sinon avec la traditionnelle planche à dessin on n'en serait pas là.
Stan

papang974 a dit:

autodesk fusion 360 logiciel capable de générer du gcode 5 axe en continue avec du stl

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Bonjour,

Tu es sûr de ça ? Il me semble que Fusion 360 peux gérer pour le moment de l'indexé mais pas du continu. En gros l'orientation de l'outil se fait par rapport à une surface de référence pour une phase d'usinage complète.
Le 4 axe continu m’intéresse fortement également. Si tu as des infos sur le sujet, je suis preneur.

papang974 a dit:

Cette photo date de 2 ans au moment que je l'ai récupéré. Maintenant elle est bien graissé avec un mélange 50% huile hydraulique ISO32 et 50% huile filante ISO150. selon la règle d'Arrhénius, j'ai un viscosité final de ISO67 soit très proche de la ISO68 recommandé pour les glissières

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Merci pour elle !!
et bonne continuation

Bonjour ,
@ Papang 974 : joli projet ! il se trouve que je réfléchis sérieusement à la réalisation d'une machine 5 axes "amateur" et je tombe sur ton projet en cours de développement. (donc je viens de m'inscrire sur le forum)

Mon activité principale étant la conception de machines spéciales (Usinage 5 Axes et Laser) pour l'industrie, (très puissant , très rapide, très cher ...) mon problème est plutôt de bien cerner ce qui se fait en systèmes CN abordable et suffisamment fiable pour faire tourner une petite machine " fait maison" dans son garage sans y passer une fortune.

Alors si tu veux quelques conseils ou calculs complémentaires, ça sera avec plaisir, de mon coté il faut que j'avance sur la base soft (programmation et CNC 5 axes), je ne vise pas le 5 axes continu, mais en positionné / indexé, ça serait déjà pas mal.

Déjà, il me semble que ton budget mécanique est conséquent, la structure est conséquente, mais il y a encore pas mal de points à retravailler ... ( je sais, quand on met un avant projet sur la table, il y a toujours plein de monde autour pour critiquer) je suppose que si tu partages cette étude, c'est pour la faire évoluer en fonction des remarques de chacun.

Pour les axes B & C, il reste pas mal de boulot pour trouver un réducteur rigide et précis, c'est souvent (toujours) un point critique sur les machines 5 axes, on pourra en discuter si tu veux.

Pour la coulisse Z, rien a dire niveau conception sauf que : Attention à la masse ! plus un élément mobile est en bout de chaîne cinématique, plus sa masse est critique rapporté à tous les axes qui le supportent. En gros, les efforts d'inertie (et donc d'accélération) deviennent plus importants que les efforts d'usinage => prévoir des moteurs surdimensionnés, etc . etc. donc prévoir un bon calcul de structure pour alléger partout ou c'est possible.

Pour la traverse Y c'est assez classique, pas de souci, chasser les kilos en trop s'il y en a (comme pour tout ce qui bouge)

Au niveau du X par contre, il me semble que ça va être critique au niveau guidages et stabilité. Les double guidages si c'est pas parfait c'est mort (donc gros risques), et si tu fais le ratio entre la longueur de guidage sur X ( distance entre 2 patins sur un même rail) et la longueur de la traverse Z, le moindre défaut sur rails X va impacter la perpendicularité Z-X et donc le positionnement en pointe outil.

J'ai vu dans ta commande que les guidages sont à peu près de la même longueur que les vis à billes ... ceci explique peut être cela, il devraient être largement plus longs, dis moi si je me trompe, il y a peut être moyen de rattraper le coup...

Aussi au niveau rigidité latérale, ça me semble un peu limite ( quand le Y va bouger rapidement - vu de face - ) la structure n'aura pas la rigidité optimale , à la fois haute et étroite, c'est pas le meilleur choix. Bien souvent on préfère monter un coté plus large et résistant aux efforts transversaux, et l'autre plus léger servant juste de ligne d'appui.

En fait, vu les efforts d'usinage et la taille des profils acier, c'est certainement surdimensionné, le souci serai plutôt d'en enlever plutôt que de renforcer encore.
Les rails taille 25, je ne sais pas ce que ça vaut en "made in china" mais dans ce que je connais,(INA) c'est sacrément costaud !

Bon, j'ai du boulot qui m'attend, je ne vais pas t'em... davantage, si mon aide t'intéresse, on peu échanger avec ton expérience CNC amateur.

@+
J-Luc

Ce qui me rassure c'est que cette intervention d'un professionnel de la conception n'a fait que rappeler grosso modo ce que nous disons depuis longtemps.
Stan

Bonjour,

je dirai une chose, c' est que le réglage de toutes les glissières doit se faire , une fois que la table principale est fabriquée et rectifiée .
De cette manière , tu pourras corriger d' éventuels retraits de matière par la rectifieuse .

Et, oui, il faut faire ça avec un comparateur . Et, puisque tu fais un assemblage par boulons, si je peux donner un conseil, c' est de faire des trous obloncs afin de faciliter également les règlages.

Ouah ! réaction rapide et volumineuse ! je te remercie de me remercier ... donc reprenons point par point :

Pour le dimensionnement des guidages et VAB.: c'est très bien, avec ça tu peux attaquer bien plus que du bois, disons qu'avec ce type de cinématique, tu auras calé la broche avant d'avoir plié quoi que ce soit, mais comme c'est du chinois, mieux vaut prévoir un peu plus costaud. c'est comment au niveau du jeu ( Rails-patins ?, vis - écrou?) ça doit commencer à être bien rigide ? tu sens une légère précontrainte ou ça glisse plutôt (trop) facile ?

Pour les axes B & C :
Premièrement, ton calcul de réduction : 200 pas par tour moteur x 125 = 25000 pas par tour de plateau
360/25000= 0.014° , tg. 0.014x400 = 0.1 mm (c'est bon) mais il faut savoir qu'un pilote de moteur pas à pas est capable de gérer 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 eme de pas. Donc niveau résolution, ce que t’affichent certains constructeurs c'est juste issu d'une résolution logicielle. Avec un driver au 1/32 ème tu peux dire que ta résolution est de 3µ sur rayon 400 ! c'est du pipeau, surtout si ta précision mécanique est pourrie, mais c'est pas faux ...

Il y a à mon avis quelques astuces premier prix assez précises qui peuvent être applicables à ce type de besoin.

Pour l'axe B (Berceau) si tu ne cherches pas une amplitude trop grande (disons - 5° / +95° dans la zone la plus stable) une vis à billes en prise directe sur un grand bras de levier, c'est redoutable d’efficacité, pas linéaire, (c'est vrai) il faut mouliner quelques sinus/cosinus pour piloter le bon angle, mais très précis au final , sans jeu, et répétable.
Si tu cherches une rotation sur 360°, là il faut taper plus dans les roues dentées. Je te déconseille absolument tout réducteur compact s'il n'est pas de très très bonne qualité, le moindre jeu de denture va être amplifié par le diamètre de la table, ça va être catastrophique, alors de là à en fabriquer un type hypocycloide, oublie vite cette idée.

Il faut voir simple ; grande table <=> grande couronne.
Si tu attaques une couronne de 400 avec un petit motoréducteur, même si tu as 1/10 eme de jeu de denture entre les deux, ça ne fera "que" 2/10eme de défaut sur rayon 400 (c'est très grand 800 de diamètre !)
Si tu attaques ta couronne avec une courroie crantée , avec une petite poulie de 20 mm au moteur (motoréducteur) , pas de jeu, un poil d'élasticité (selon la section de la courroie) ça fait réduction 20 , si le moto réducteur a un rapport de 10, ça donne un rapport de 200/1
On n'en est pas aux calculs de couple et d'accel. (je ne sais pas quelles seront les masses embarquées) mais c'est un des meilleurs compromis si tu n'as pas moyen de mettre la main sur un axe B d'occasion.

Pour le C, c'est pareil, mais en 360° obligatoire, et léger en plus ! donc la courroie a toujours ma préférence.

Pour le Z, calcules un peu quelle serait la masse de ta coulisse, si les rails Z étaient montés sur le traînard Y (bien plus léger à mon avis).

J'ai une étude en cours avec un peu la même problématique, le portique XYZ pourrait te donner des idées pour une conception rigide et compacte (je vois ça lundi si je peux)

Et si tu peux faire ton mécano soudé en tôle de 10. je descendrait même à 8, tu vas réduire les masses (moins cher à l'achat) et simplifier la conception. ( si ! si ! )

Il faut que j'y aille
@+
J-Luc

Un autre commentaire en passant, par rapport à l'utilisation d'un IPE comme tu l'as dessiné, toute la cinématique (rails et VAB) est implantée dans l'intérieur du I , c'est à dire dans sa partie la plus fine, de plus tu devras l'usiner ( l'amincir encore) partout ou seront fixés rails et paliers, donc partant d'un profil très (trop?) dimensionnée, tu vas au final exploiter sa zone "faible" et l’affaiblir encore.
Moralité, partant d'un concept visant une "simplification" de structure (utilisation de profil IPE), on arrive à une "aberration" mécanique.
Surtout ne le prend pas mal, je suis passé par là moi aussi, la conception mécano soudée est parfois plus compliquée qu'il n'y parait, (mais finit en général par trouver des solution "élégantes" et simples à fabriquer)
@+
J-Luc

Il ne semble pas que ce soit des double écrou précontraints, donc en général, la précontrainte est faite en usine par appairage vis - écrou et diamètre des billes, je ne pense pas que tu puisse y faire quoi que ce soit.
Si c'est la vis de Z, pas de pb, elle sera toujours en contrainte du même coté.

Attention, pour B et C avec 350 Kg de charge, il faut aussi calculer l'élasticité torsionnelle qui est parfois pire que le jeu ( regarde les docs professionnelles de "réducteur sans jeu", et cherche "rigidité torsionnelle" ( généralement en rad/Nm) - ce sont des valeurs très très basses - mais c'est trompeur car 1 rad=57.29° et si tu cherches 0.1mm/R400 ça représente 0.015°, soit 2.63 . 10-4 rad

Tu devra sacrément dimensionner les axes rotatifs pour avoir une précision équivalente aux axes linéaires.

Pour le Z, en général la structure portant les rail est plus lourde que la structure portant les patins, donc pour alléger la partie mobile du Z on la monte sur patins, et c'est la traverse Y qui porte les rails.
Je reconnais que pour suivre un cube de 800, à 45° il te faudrait plus de 1000 de course en Z, et que dans ce cas vu la perche que ça représente, autant peut être choisir ta configuration.
Et le moteur du Z, tu le met ou ? tout là haut ?

Je reviens sur B & C, vu la masse de la pièce, je crois qu'il serait bien plus pratique de poser la pièce "au sol" ou presque sur une table axe C et de rajouter un axe A sur la broche d'usinage, il vaut mieux gérer 15Kg sur l'axe A que 350 Kg + env. autant de structure (soit 700Kg) sur l'axe B

papang974 a dit:

Afin de ne pas attaque l'intérieur des IPE, les rails seront posé sur un plat en acier de 10mm lequels seront soudé à l'IPE.

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A ne pas faire ! c'est un piège ! le plat soudé ne porte jamais parfaitement bien sur son support, au moment de serrer les vis du rail, on comprime le "sanswitch" IPN+plat de 10 et ça se tord dans tous les sens, une belle tôle ondulée!

Un renfort rapporté doit toujours être auto porteur (Plus épais) si'l supporte un rail ou un patin (ou un palier de vis à billes).

Ca va pas être facile de souder tout ces renforts proprement, et le souci c'est que ça va créer de grosses contraintes thermiques de refroidissement qui vont se libérer durant des mois après la fabrication. On stabilise les mécanosoudés avant usinage (passage au four durant des heures pour libérer les contraintes), sinon rien n'est jamais bon, et ça se déforme sans arrêt.

Pour l'axe B, je ne vois pas quel intérêt tu aurais a mettre la table verticale (axe horizontal + contre pointe) alors que c'est si facile de poser la pièce a plat sur un plateau horizontal. 350 Kg à brider en l'air, tu vas souffrir !

Bonsoir,

une petite suggestion , au passage .

Vu que je fais beaucoup de mécano soudé , pour être repris après en fraisage , Il serait peut-être envisageable de fixer du plat de 30x20 sur les fers IPE , et qui seraient boulonnés. Ainsi, on évite les déformations du fer I causées par la soudure ( bonjour le cintre ) . Et, cela permettrait de pouvoir les passer à la fraiseuse , une fois boulonnés .
Tout en faisant attention à ne pas forcer sur la table de la fraiseuse pour avoir le fer I droit . Parce qu' après, quand la pièce sera retirée, cela fera tordu .

Avec de l'IPE de 200 (à l’échelle ça semble être ça) il te suffirait de faire une rainure en fraisage sur le dessus du I il resterait largement assez de matière pour assurer la rigidité, et aussi de quoi tarauder pour fixer le rail .

J'ai modélisé vite fait, ça ne me semble pas déconnant pour le besoin que tu as.



Zéro soudure, zéro pièce rapportée, zéro vissage ...

@+
J-Luc

@ingenieu59 : désolé j'ai cru répondre à Papang974 , mais ça ne change en rien ma réponse, en fait, un IPE de 200 c'est ÉNORME ! alors rajouter des méplats en plus ça me semble faire beaucoup de travail pour pas grand chose.

Et au pire si Papang veut mettre 2 rails cote à cote (ce que je ne lui conseillerais pas) ça lui coûtera moins de boulot de coller 2 IPE côte à côte que de rajouter des méplats avec plus ou moins de difficulté et de réussite.

J-Luc

JL5X46 a dit:

Pour le Z, en général la structure portant les rail est plus lourde que la structure portant les patins, donc pour alléger la partie mobile du Z on la monte sur patins, et c'est la traverse Y qui porte les rails.

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Bonjour,
Là il faut faire une exception, à mon avis. les rails en tant que nervures participe à la rigidité de la colonne
et pour une colonne à grande course verticale, on a pas trop le choix: c'est rails mobiles et patins fixe sur le Y
l’extrémité de la broche dépassant juste ce qu'il faut de la colonne.
Pour le choix de la structure mécano-soudée, le tube carré ou rectangulaire à paroi épaisse est quand même beaucoup
plus pratique à assembler et à exploiter, 4 faces planes quand même, sans compter son état de surface.

@gaston48 : Tout à fait d'accord pour l'exception, avec 1000 de course on peut difficilement faire autrement (et il faudra prévoir un sacré moteur).

Pour le tube, même en paroi épaisse, avec des rails de 25, une rainure de 2 ou 3 de profondeur, il ne reste plus grand chose pour tarauder, et c'est quand même du M6 pour la fixation des rails, c'est limite non ? il faudrait du 100x100x8 ou 100x100x10.
S'il en trouve facilement à la Réunion ?

Si Papang est accro à l'IPE j’essaie au moins qu'il s’embête le moins possible, ensuite, quelques renforts en tôle, quelques tubes pour supporter ou rigidifier, à bien des endroits ça sera plus simple que les profilés.

En fait il faudrait s'adapter au moyens de l'entreprise de métallerie qui sera choisi. L'éventail de MP disponible
chez le fournisseur de cette entreprise.
Et de la course en X de la fraiseuse Dufour 120.
Ça n'est pas impossible, mais il faut penser chaque pièce suivant ces 2 impératifs.
LE problème de base de toute machine finalement est comment fixer les rails en
s'assurant de leurs rectitudes dans leurs 2 plans. Les solutions allant de l'usinage
de portées, jusqu'aux matelas de résine. Un rail est rigoureusement parallèle, mais
les tolérance de rectitude sont de plusieurs dixièmes, ce sont les assises qui "redresse" le rail
Ensuite c'est de l'ajustement de plus grosses structures pour assurer les parallélismes,
les coplanairités et les orthogonalités

papang974 a dit:

On ressent bien une précontrainte sur le rail

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Attention à la contribution des étanchéités

@papang974
Deux (trois) questions rapides :
- Les longueurs des vis à billes que tu as acheté, c'est la longueur utile ou la longueur totale ?
- Pourquoi ton portique est il "perché" aussi haut ?
- Pourquoi ne pas piquer 2 rails de 1500 du X (inutiles) pour les allouer au Z ?

bonjour a tous
je viens de parcourir le sujet, beau et gros projet
mais un petit truc me chagrine, le 5eme axe devient inutilisable quand tu as une longue piece avec contre pointe??
ne serait il pas mieux sur la broche? (axe de rotation // a l axe X)
ça te simplifierait la conception du 4eme axe, et il serait utilisable meme sur de longue pieces avec contre pointe