Conversion économique fraiseuse en semi automatique

[shodan47]

Bonjour

Voici une conversion relativement économique (500 Euros tout compris, jusqu’à la visserie)
3 Moteurs Nema34, 1 Alim 48 V, un driver et une carte relai, des joysticks, bouton, ecran LCD, carte arduino etc

utilisation simple, les boutons de droites règlent la vitesse, ceux de gauche les pas, ceux d'en bas les mémorisations de déplacement pour les 3 axes.les autres ce sont les paramétrages accès au menu.

Les axes peuvent se déplacer a n'importe quelle vitesse, avec des pas réglables de 0.005 mm a l'infini... dans la limite de la course totale

Pas de vis a bille, simplement les axes des arbres percés et aléser pour recevoir un prolongateur en Stub.
Une seul driver et une seule alim pour les trois moteurs car nous ne sommes pas en CN et les axes travaillent les uns après les autres.

La machine est resté entièrement d'origine.
Le moteur du Y est a l'arrière pour garder toutes les manivelles sauf la gauche du X.

La mémorisation des positions permets d'un simple appui sur un bouton d'amener par exemple le Z a sa position d'origine, ou de borner les déplacement du X pour faire des passes successives.

La machine est resté entièrement d'origine et donc la transformation est réversible. Aucun module extérieur a la machine, le boitier intègre la visu et un caisson électrique fixé sur la colonne permet d’héberger, alim et driver. une seule prise pour l'ensemble.

Tout est très fonctionnel et marche parfaitement

 

[rabotnuc]

bonjour,
peux tu mettre une photo de la table équipée?
Ai je bien compris: tu saisis directement des lignes de code pour la succession des mouvements? tu n'as pas prévu de travail avec un programme chargé de l'exterieur contenant les lignes de code, comme cela se fait pour beaucoup de cn?

 

[shodan47]

voila une video du fonctionnement de la table

bonjour,
peux tu mettre une photo de la table équipée?
Ai je bien compris: tu saisis directement des lignes de code pour la succession des mouvements? tu n'as pas prévu de travail avec un programme chargé de l'exterieur contenant les lignes de code, comme cela se fait pour beaucoup de cn?

je viens de mettre une vidéo du fonctionnement de la table.
Non dans mon systeme aucun besoin de saisir des lignes de codes, je voulais quelques choses d'autonome, pas sur un modèle de Cn.
Exemple : tu positionnes la broche a l'endroit ou tu commences a usiner tu enregistre la position de début et de fin et tu peux faire autant de passe que tu veux. Je vais ajouter un décalage du Y pour surfacer, et un décalage possible du Z a chaque passe.
J'ai aussi un mode dit "manuel" qui permet de déplacer la broche sur les trois axe juste en actionnant les joysticks en selectionnant uniquement la vitesse dans utiliser les positions
La philosophie est simple, usinage traditionnel avec l'assistance des avances.

 

[shodan47]

 

[tyros]

Si je comprend bien, tu as mis 3 avances et 3 déplacements rapides (1 par axe)?

 

[shodan47]

Si je comprend bien, tu as mis 3 avances et 3 déplacements rapides (1 par axe)?

les vitesses sont réglables dans les deux cas, a part que dans les avances j’ai intégré la notion des pas pour avoir la precision a 0,005 mm . En mode avance tu dis grosso modo a la machine “deplace toi de tant de pas dans telle direction a telle vitesse”

 

[shodan47]

Si je comprend bien, tu as mis 3 avances et 3 déplacements rapides (1 par axe)?

Les vitesses peuvent servir en usinages ou déplacement.
Il y en a 7 de pré programmées (colonne boutons droite) la plus lente permet de gérer, les avances au centièmes, puis au 10 eme, 0,5 mm etc jusqu'a la vitesse de déplacement max du moteur
Les déplacements par pas sur le même principe mais elle marque un temps d’arrêt une fois les pas effectués. Sélecteur du nombre de pas a faire colonne de bouton gauche . 1 Pas = 0.005 mm
Les positions : 5 pré programmés pour chaque AXE (rangée horizontale) avec la possibilité d'enregistrer la position se l'axe sur un bouton a n'importe quel moments, ce qui permet de définir la position de début et fin d'une passe et de les reproduire automatiquement

Le système de bouton est simple et permet des réglages et modifications très rapide par un simple appui tout en travaillant sans avoir besoin de regarder l'écran, et sans lunettes . J'utilise bcp la fraiseuse et le système marche vraiment bien avec le confort un d'utilisation incomparable que donne les axes motorisés.Je vais toutefois remplacer les vis par des vis a billes afin qu'elle soit CNC Ready , mais je vais la vendre dans quelques mois pour un passage sur une 45 sur laquelle je vais monter le même système.

 

[Charly 57]

Bonjour
Super comme montage. Bravo.
Peux tu , s'il te plait, partager le programme arduino + cablage ?
Merci d'avance

 

[shodan47]

Bonjour
Super comme montage. Bravo.
Peux tu , s'il te plait, partager le programme arduino + cablage ?
Merci d'avance

Oui concernant l'arduino je vais le faire , mais je vais commenter un peu le programme arduino et faire un ZIP car il est assez gros. Je vais encore faire quelques modification pour écrire les positions enregistrées par l'utilisateur dans l'eeprom.

Le câblage aussi peut être interessant car j'ai fait dans le non conventionnel en utilisant une carte relais derrière le DM860, qui avait pour but d'etre économique en divisant par trois les composants alim, driver et une seule arduino. De plus les moteurs ne sont pas en boucle fermé, les nemas 34 : 8.5 sur X /8.5 sur Y/12 nm sur Z peuvent tourner a la vitesse Max avant le décrochage grace au vitesses max pré programmées.

 

[shodan47]

Sans ordi, voila ce qu'elle sait faire....
Je lui programme le point en quelques minutes de départ du X et la translation Y plus pas du Z, plus le nombre de passe et avec ses 4 paramètres elle usine comme une grande , toute seule

 

[shodan47]

et après 10 mn les deux supports pour mes paliers sont usinés..
(il y en a deux juxtaposés)

 

[Charly 57]

Bravo, c'est un superbe travail

 

[vax]

Le paralaxial moderne est de retour.
Comment fais-tu la permutation de moteur si tu n'as qu'un seul drive ? Avec des relais certainement...
Si tu utilises des micros pas (ce qui doit être le cas en te lisant) tu prend des risque de perte de précision, car seul les pas entier sont des positions "stables" sur un moteur pas à pas. (le tout c'est de le savoir).
C'est toujours chouette de voir un projet aboutir, je n'arrive pas à visualiser tes vidéos par contre...

 

[shodan47]

Le paralaxial moderne est de retour.
Comment fais-tu la permutation de moteur si tu n'as qu'un seul drive ? Avec des relais certainement...
Si tu utilises des micros pas (ce qui doit être le cas en te lisant) tu prend des risque de perte de précision, car seul les pas entier sont des positions "stables" sur un moteur pas à pas. (le tout c'est de le savoir).
C'est toujours chouette de voir un projet aboutir, je n'arrive pas à visualiser tes vidéos par contre...

J'ai des moteurs Nema34 12Nm sur le Z et 8Nm sur les X et Y réglés sur 1000 Pas/tour. J'ai pris assez gros mais jamais de perte de pas et la précision d'un pas est de 5 Microns.
La permutation des moteurs se fait par carte relais oui, quand tu touches le Joystick d'un Axe, les 4 relais de ce moteur s'activent. En mode automatique le programme sélectionne l'axe de travail.
Très interessant et plein d'enseignement comme projet car je partais de 0, il y a 6 mois je n'avais jamais touché arduino ni une fraiseuse , j'ai commencé par modéliser une table croisée de petite taille pour apprendre a Usiner en précision et programmer les PAP avec l'arduino :

Puis converti la fraiseuse:

Au depart simple avance auto et après je me suis amusé a faire des programmes d'automatisation.

Ca marche vraiment très bien et très efficace. je peux faire des choses trop fastidieuse manuellement car une fois la passe programmée elle la répète X fois. En mode manuel c'est royal, j'ai choisi les rangées de bouton car c'est plus simple qu'un potar pour sélectionner la vitesse, les déplacements ou autre.

Les inconvénients :
un seul driver, une seule alim = un seul moteur a la fois
Pas de vis a bille : Calcul du nombre de pas pour compenser le backslash par le programme a chaque changement de sens pour le mode automatique.

Prochain projet (une fois fini mon robot de cave a vin) Monter le même système sur une 45 avec en plus trois driver et trois alim, vis a bille et interface PC pour qu'elle soit CNC Ready car je trouve la 25 un peu limite pour la passer en CN.

Belle machine

 

[lion10]

Bonjour

Votre programme en quelque sorte simule ce que vous feriez en fraisage manuel pour surfacer le dessus d'un pave c'est à dire dans les grandes lignes :
- soulever la broche et l'avancer à l'extrémité du pavé,
- descendre la broche et fraiser à la vitesse d'avance voulue en opposition jusqu'au bout,
- remonter la broche retourner à l'extrémité,
- décaler la broche en Y en fonction de la profondeur du pavé qui fixe le nombre de passe // à effectuer fonction aussi du diam de votre fraise,
- redescendre la broche,
- et ainsi de suite

Est ce bien cela ?

Pas de vis a bille : Calcul du nombre de pas pour compenser le backslash par le programme a chaque changement de sens pour le mode automatique.

Vous considérez que le jeu est variable pour un même axe à chaque nouvelle passe ou c'est une constante que vous avez fixée par expérimentation manuelle à vos débuts d'usinage sur cette fraiseuse ?
J'imagine que vous auriez pu assurer un asservissement avec une dro mais là ça complique les choses.
Autre façon de voir mais est elle fiable mesurer l'effort sur la manivelle qui augmente de nouveau dés que l'on a rattrapé le jeu.

Dans l'état votre logiciel pourrait très bien évoluer pour faire du perçage répétitifs en ligne voire détourer des arc de cercles en considérant un delta X puis un delta Y afin d'approximer un arc de cercle.

cdlt lion10

 

[shodan47]

Bonjour

Votre programme en quelque sorte simule ce que vous feriez en fraisage manuel pour surfacer le dessus d'un pave c'est à dire dans les grandes lignes :
- soulever la broche et l'avancer à l'extrémité du pavé,
- descendre la broche et fraiser à la vitesse d'avance voulue en opposition jusqu'au bout,
- remonter la broche retourner à l'extrémité,
- décaler la broche en Y en fonction de la profondeur du pavé qui fixe le nombre de passe // à effectuer fonction aussi du diam de votre fraise,
- redescendre la broche,
- et ainsi de suite
Est ce bien cela ?

Exactement. Les positions sur les axes sont mémorisables sur 6 possibilités X0 a X5 et XMax donc pour l'usinage auto il se déplace entre X1 et X2, s'il y a un décalage Y CAD que Y1 et Y2 sont différents il va l'exécuter et faire une passe rectangulaire sinon sans décalage du Y il fera une passe linéaire et descendra la broche suivant le pas de descente prévu.C'est simple a initialiser, il demande juste la descente du Z et le nombre de passe, si les positions sont mémorisés ça se fait en 10 secondes.

Vous considérez que le jeu est variable pour un même axe à chaque nouvelle passe ou c'est une constante que vous avez fixée par expérimentation manuelle à vos débuts d'usinage sur cette fraiseuse ?
J'imagine que vous auriez pu assurer un asservissement avec une dro mais là ça complique les choses.
Autre façon de voir mais est elle fiable mesurer l'effort sur la manivelle qui augmente de nouveau dés que l'on a rattrapé le jeu.

Le jeu est toujours le même et ne change pas donc programmé une seule fois
Asservissement sur DRO trop complexe, vaut mieux des hybrides en boucle fermée je pense

Dans l'état votre logiciel pourrait très bien évoluer pour faire du perçage répétitifs en ligne voire détourer des arc de cercles en considérant un delta X puis un delta Y afin d'approximer un arc de cercle.

cdlt lion10

Oui sans problème il peut faire tout ca, a part que pour les arcs de cercle il faut que je mette deux drivers séparés pour pouvoir gérer les moteurs du X et Y simultanément sinon le mouvement ne sera pas fluide

Dans le montage de la 45 je vais intégrer ces paramètres puisqu'elle sera CNC "Ready", ce que je veux surtout c'est la polyvalence, de pouvoir utiliser la machine en manuel (d'ou le moteur Y a l'arriere pour conserver la manivelle) en semi auto, c'est a dire avec le programme interne de la machine sans logiciel ni liaison PC pour les usinages simples mais automatiser. ou pouvoir a terme l'utiliser en CN mais pas systematiquement.

 

[lion10]

Bonjour

Le jeu est toujours le même et ne change pas donc programmé une seule fois

Ok sauf incident bien entendu si un lardon se dessere, mais j'imagine que vous veillez de près à votre investissement ou plutôt votre argent dépensée par passion.
C'est vrai que réflexion faite sur la manivelle de mon tour par exemple c'est assez constant.

Dans le montage de la 45 je vais intégrer ces paramètres puisqu'elle sera CNC "Ready", ce que je veux surtout c'est la polyvalence, de pouvoir utiliser la machine en manuel

C'est sans aucun doute une bonne chose vous évitant un saut technologique qui pourrait faire peur ou prendre trop de temps ou nécessiter trop de moyen d'un seul coups.
En plus les opérations de rainurage , surfaçage sont sans doute assez récurrentes en fraisage.
Sur une petite fraiseuse MF70 que j'ai mis en oeuvre dernièrement c'est finalement long de tourner les manivelles il faudra que je m'y mette.

Oui sans problème il peut faire tout ca, a part que pour les arcs de cercle il faut que je mette deux drivers séparés pour pouvoir gérer les moteurs du X et Y simultanément sinon le mouvement ne sera pas fluide

Ok je n'avais pas pensé à cela il faut en fait paralléliser au maximum les mouvements élémentaires des axes faire le delta X et delta Y en même temps ou autre cause la commutation des commandes des moteurs génèrent trop de régimes transitoires qui font des pertes de temps entre la reconfiguration logiciel des périphériques ou l'établissement des signaux car on multiplie les régimes transitoires.

cdlt lion10

 

[vax]

J'ai pris assez gros mais jamais de perte de pas et la précision d'un pas est de 5 Microns.

Tu travaille en pas entier ou en micro pas ?
Si c'est en micro pas, tu ne peux que avoir des pertes de pas (des perte de micro pas en fait), peut-être non mesurable pour tes besoins, mais les moteurs pas à pas sont fait ainsi... C'est l'intérêt que tu auras dans ta version future avec un driver par moteur. Le driver maintien la position tant qu'il est actif.

 

[shodan47]

Tu travaille en pas entier ou en micro pas ?
Si c'est en micro pas, tu ne peux que avoir des pertes de pas (des perte de micro pas en fait), peut-être non mesurable pour tes besoins, mais les moteurs pas à pas sont fait ainsi... C'est l'intérêt que tu auras dans ta version future avec un driver par moteur. Le driver maintien la position tant qu'il est actif.

tu as entièrement raison, c’est un des problemes que je n’ai pas cité, le maintien des axes lorsqu’on coupe l’alim des relais. sur le z ca ne pose pas de probleme mais sur le X oui

 

[fab2A]

Bonjour,

tout d'abord félicitation pour le travail accompli, c'est très ingénieux, la réalisation est soignée, et en plus ça marche tout seul !
J'aurais deux petites questions : comment est paramétré le driver pour obtenir 1000 pas/tour ?
Et la deuxième question : y-a-t'il un système mécanique qui désaccouple les PàP lors de l'utilisation manuelle de la machine ?

Bonne soirée.

 

[benny1964]

Bonjour
Bon projet et travail intéressant. Je projette de motoriser seulement l'axe X (longitudinal) de ma fraiseuse avec un nema34 et une carte Arduino.
juste une question comment t'as procédé pour piloter le driver avec l'Arduino ?
Merci

 

[shodan47]

Bonjour
Bon projet et travail intéressant. Je projette de motoriser seulement l'axe X (longitudinal) de ma fraiseuse avec un nema34 et une carte Arduino.
juste une question comment t'as procédé pour piloter le driver avec l'Arduino ?
Merci

Pour le déplacement en mode manuel c'est simple:

Jdg et Jdd sont les positions du joysticks a droite ou a gauche, tant que tu tiens le joysticks il se déplace
Vitesse max (SpeedX) tu testes jusqu'a ce que ca décroche, pour moi 3500 , (mais j'ai la vis d'origine, pas de vis a bille).Ce paramétre sert surtout a faire varier la vitesse et pouvoir se déplacer par Centièmes, dixième, mm etc...Les vitesses initiales sont dans des variables mais se modifie avec les boutons de gauche. tu peux mettre aussi un potar.

Comme je ne me sers pas des positions en manuel je les laisse a 0.
Les vitesses initiales sont dans des variables.

Petit extrait du code :

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Tu as quoi comme fraiseuse?

 

[benny1964]

Bonjour shodan47.
Tu peux me dire quelle bibliothèque tu utilise avec arduino: Stepper ou AccelStepper ?
Et quand tu vas nous poster le code source entier. ?
merci.

 

[shodan47]

Bonjour shodan47.
Tu peux me dire quelle bibliothèque tu utilise avec arduino: Stepper ou AccelStepper ?
Et quand tu vas nous poster le code source entier. ?
merci.

Bonjour
J'utilise les deux mais plutot AccelStepper qui adoucit les mouvements des moteurs.Le plus flagrant étant sur des mouvements d'amplitude a des vitesses plus importante comme dans la vidéo ci dessous .Le chariot tout équipé du robot fait maintenant une cinquantaine de kgs , un arret "sec" ne serait pas aussi précis, et la j'ai besoin de bcp de précision

 

[shodan47]

 

[benny1964]

Salut.
merci pour ta réponse rapide.la vidéo est impressionnante. quelle précision !
si tu as besoin d'une précision extrême ,il faut peut être envisager d'utiliser des servomoteurs ?
Merci

 

[shodan47]

Salut.
merci pour ta réponse rapide.la vidéo est impressionnante. quelle précision !
si tu as besoin d'une précision extrême ,il faut peut être envisager d'utiliser des servomoteurs ?
Merci

J'avais envisagé de monter le robot de cave avec un servo mais avec les PAP, tant que l'on a pas de perte de pas , il n'y a pas de problème et avec des moteur de 8nm tant qu'on dépasse pas 1000 tours il y a beaucoup de couple, tant que je peux vivre avec mes lots de 3 PAP Nema 34 8nm a 100 euros, je vais rester dans l’économie .
Par contre je viens de recevoir deux drivers supplémentaires pour remplacer la carte relais, ce qui me permettra de laisser les axes verrouillés et de faire tourner plusieurs moteurs a la fois

 

[benny1964]

tant que je peux vivre avec mes lots de 3 PAP Nema 34 8nm a 100 euros, je vais rester dans l’économie

Bonjour
les 3 Nema34 à 100€ ! port compris ?. c'est ou ça ?
et pour les drivers c'est toujours les DM860 .
Merci.

 

[shodan47]

Bonjour
les 3 Nema34 à 100€ ! port compris ?. c'est ou ça ?
et pour les drivers c'est toujours les DM860 .
Merci.

Les derniers que j’ai commandé sur StepperOnline j’ai payé 110€ les 3, apres le prix est variable et le transport aussi suivant si ca vient de chine , allemagne ou parfois Fr

 

[benny1964]

Merci . Je vais me renseigner..