Etude d'une fraiseuse CN 3 axes pour métaux en gros tubes

[Momoclic]

@gaston48, merci je vais regarder avec intérêt, l'Ethernet ne déplairai pas, mais comme l'anglais n'est pas ma tasse de thé...
Très rapidement j'ai cherché des info. sur UCCNC c'est un logiciel qui fait le même boulot que Mach3... ?
J'analyserai ça l'an prochain...

En attendant voici la machine au complet tous les axes au point milieu :

Bonne année à tous

 

[gaston48]

c'est un logiciel qui fait le même boulot que Mach3... ?

Oh que oui, il a l’avantage d’être récent et compatible avec W10 et 64 bits. Un très bon planificateur de trajectoire
paramétrable intelligemment, pour résoudre le délicat compromis à trouver entre une trajectoire exacte, mais lente et
hachée et une trajectoire fluide, rapide et à la précision contrôlée.
Le port ethernet est plus rapide et fiable que le port USB.
Je suis à fond Linuxcnc, par ce que j'aime mettre le nez sous le capot. Pour être parfaitement compatible avec W10
et un PC moderne, je choisirais UCCNC.

http://www.cncdrive.com/UCCNC.html
http://www.cncdrive.com/UC300ETH.html
http://www.cncdrive.com/UC400ETH.html

Bonne année à toi, en te souhaitant faire des copeaux numériques pour cette nouvelle année !!

 

[Momoclic]

Bonjour, Sans doute parce que jusqu'ici j'ai refusé de regarder comment fonctionnent les cartes contrôleurs CN à port parallèle je ne comprend pas bien ces carte UC300 et 400.
Ce que je retiens c'est que la 400 communique avec le PC via un port Ethernet et dispose de deux ports // vers le reste... ??
Par contre le 300 communique avec le PC via un port Ethernet et dispose de cinq ports // vers le reste... ???? et un port analogique... ?
Je comprends parfaitement l'intérêt de la liaison RJ45, mais la connectique des ports // me parait peu "industrielle".
Je possède une machine sous UBUNTU, la carte semble compatible, mais UCCNC ne me semble pas l'être et Mach3 certainement pas.
Ce que je crains aussi c'est que les documentations ne soient pas souvent en français et quand les problèmes commencent ça en ajoute en plus...

@gaston48 : Ouvert et curieux de nature, avant de commander quoi que ce soit j'aime bien comparer les options qui s'offrent à moi. Pour le moment j'en était à la longueur de mes rails et vis à billes. Je m'occupe de leurs sections et commence à comprendre comment fonctionnent les moteurs pas à pas, ce qui me permettra de les choisir, avec leurs driver et alimentation en connaissance de cause. Jusqu'ici je ne me suis qu'assez peu intéressé aux cartes contrôleurs CN. Et je n'ai pas trouvé d'information concernant les fréquences de pulse de ces cartes et l'incidence de ceci dans la chaine que constitue les dialogues PC-carte contrôleur-Drivers-Moteur PàP alors que ceci me semble essentiel lorsque l'on parle de précision et de micro-pas dans un cadre "temps-réel". Dans ce cadre aurais-tu quelques sites ou autres recommandations d'initiations à me fournir. Déjà mille mercis pour celles déjà apportée.


EDIT
===
Peut_être une solution aux problèmes de connectique évoqués : https://www.cncpart.hu/uc300-5441
La grosse difficulté c'est que tout est en Hongrois, même la monnaie...

 

[Momoclic]

Beaucoup de lecture, ici et ailleurs, sur UCCNC et LinuxCNC.
Un petit faible pour LinuxCNC à cause du français.

Si les logiciels sont convaincants j'ai beaucoup plus de peine avec les cartes de contrôle.
Beaucoup d'acronymes à décrypter, une connectique qui ne simplifie rien, pas de schéma ou de description claire, fréquences, cartes filles (pourquoi faire ?), des gammes larges comme un département (MESA) bref, encore énormément de choses à éclaircir avant d'orienter un choix.

Les produits CNCdrive ne semblent pas compatible avec Linux ?
De plus ces prises (connecteurs) électroniques ne m'inspire pas beaucoup, ça me semble peu "industriel" et ne trouve pas de moyens élégants pour assurer les liaisons électriques... ou je ne cherche pas au bons endroits ?

La solution de mon premier choix (plus haut) compatible Mach3 existe en version Ethernet. Mais vraisemblablement ne fonctionne que sous Windows et avec Mach3.

Compliquée cette orientation...

 

[fred03800]

Pour piloter une CN 3 axes normalement un seul port // suffit
dans un PC qui n'a pas de port // il suffit de rajouter une carte :
http://www.ldlc.com/fiche/PB00144360.html
ou
http://www.ldlc.com/fiche/PB00036506.html
et (par exemple)
http://www.ebay.fr/itm/For-Stepper-...733320?hash=item3ad0f3abc8:g:gOwAAOSwMVdYH56p
C'est la solution la plus économique et simple, bon après c'est pas non plus la solution miracle: vitesse limité (surtout si la résolution est importante comme en 16eme pas mais est-ce vraiment utile?), nombre d'entré/sortie limité (et encore sur ce point il suffi de mettre une deuxième carte pci), réglage vitesse de la broche...

Les produits CNCdrive ne semblent pas compatible avec Linux ?

pour les carte controller ?
Pour ce qui est des connecteurs, que ce soit les prises comme pour les nappe IDE et le pris RJ45 la fiabilité à été faite depuis longtemps, j'ai travaillé presque 5ans en sav informatique et j'ai changé des centaines de disque dur mais jamais de nappe IDE.

 

[Momoclic]

Merci fred03800,
Il ne s'agit pas de la connectique "informatique" mais de celle qui relie informatique et machine, comme sur cette carte : http://www.cncdrive.com/UC400ETH.html
Elle ne m'enchante pas car il s'agit de brancher des organes électriques à une machine outil. Ces cartes n'ont pas de bornier et je n'ai pas trouvé (?) de câbles pour les relier à un bornier. Sans doute faut-il connaître le type du connecteur ?

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[gaston48]

Bonjour,
Je suis tombé par hasard sur ce site aussi. Il expose un éventail sérieux de ce que propose le marché, je trouve.
https://cnc4pc.com/
un port // ne veut pas dire port d'imprimante. C'est un port qui propose un, certain nombre d'entrées et de
sorties indépendantes, en //.
la connectique type borne à vis est quelque-chose qui coûte cher, plus une surface de CI en rapport.
De plus elle ne convient pas à tout le monde. A toi de trouver ce qu'il te convient chez RS ou Conrad
le concept d'une carte à minima est rationnel. On te propose le même concept de carte une fortune,
uniquement parce qu'elles sont intégrées dans un coffret métallique avec une connectique dite pro.

Linuxcnc c'est en anglais, voir le forum officiel. un peu seulement de documentation est traduite.
et ça tourne sur un ancien Debian stable et maintenu mais très spartiate et Mesa n'en parlons
pas, c'est en anglais et doc à minima.

 

[Momoclic]

Merci Gaston48,
Le port // m'inquiète d'abord a cause de son incompatibilité avec les OS récents.
Ensuite les cartes PCI seraient la solution mais peu documentée et une connectique pas toujours adaptée à mon sens. Les cartes Ethernet me plaisent bien, dans l'absolu, une qui fonctionnerait sur LinuxCNC ET Mach3 me satisferait pleinement en offrant une alternative.

Un point qui me parait important mais sur lequel je ne trouve pas d'information c'est la fréquence des pulses de la carte et par conséquence des drivers. On trouve de cartes de 50Khz à 4000Khz, j'avais opté pour 200Khz mais sans vraiment savoir pourquoi. Ce que j'ai compris c'est qu'on améliore la communication avec les PàP, donc la précision potentielle, mais dans quelle limite ?
En terme de potentiel, ma machine, sur l'écran semble en avoir et je voudrais en profiter sans tout remettre en cause au bout de quelques mois. Mon budget de départ pourra éventuellement évoluer si la solution me satisfait.

Pour l'anglais choisir un matériel et l'installer ne me pause pas d'énorme problème, merci google traduction. Mais utiliser un logiciel sans traduction de la doc d'utilisation, là je refuse carrément car lorsque qu'on a des soucis en cours d'usinage je ne veux pas en rajouter...

 

[gaston48]

une qui fonctionnerait sur LinuxCNC ET Mach3

Sauf pour des BOB inertes sur port // (imprimante) Une carte ethernet compatible linuxcnc et mach3, ça n'existe pas
à ma connaissance. Mach3 et Windows c'est un OS multitaches. Linuxcnc avec Linux c'est un OS temps réel .
le mode communication avec la carte suivant l'OS est certainement différent.

L'une des caractéristiques d'un moteur pas à pas est que à chaque pas, son rotor oscille, à une fréquence propre, quand il arrive
à sa position stable. En fonction de la fréquence de commande des pas, cela abouti à un comportement
imprévisible jusqu'à des décrochages intempestifs. Avant l’avènement d'une électronique rapide et accessible, il fallait
passer par des solutions mécaniques d'amortissement visqueux. Maintenant, avec le découpage des pas en micropas il
y a moins de risque d'amorcer une résonance. D’où les fréquence élevées en plus d'augmenter la résolution de position.
D'autres exigences apparaissent concernant la stabilité des courants, par exemple. Cela aboutit à des drives pas à pas
dit numérique dont voici, par exemple, une description de chez Soprolec:
DMD4022 Driver numérique micropas
Le driver DMD4022 est un driver entièrement numérique basé sur une technologie DSP avec des algorithmes avancés de régulation. Il fait partie de la nouvelle génération de drivers micropas proposé par la société SOPROLEC.
Cette nouvelle technologie permet d'optimiser la fluidité en rotation tout en réduisant l'échauffement et en supprimant des résonances liées à la technologie de moteurs pas à pas. Le driver dispose d'une fonction d'auto-setup permettant l'optimisation automatique des paramètres de régulation.

Il est évident que la régularité des step et dir envoyés aux drive a toute son importance aussi, avec un minimum de jitage
cela fait un ensemble de maillons si l'un est négligé toute la chaîne s'en ressent.

 

[Momoclic]

Merci beaucoup tout ce clarifie petit à petit, les moteurs pas à pas, les drivers, mais ce qui me pose le plus de problème encore à ce jours ce sont ces cartes contrôleur.
Aussi parce qu'elles impliquent un choix d'un système d'exploitation, de composants et de logiciels.
Mais de toute façon il n'y a pas d'urgence et je finirais par prendre une décision...
Pour le SE je n'ai pas d'a priori je connais les µSoft, Ubuntu et d'autres Linux (pas Debian) donc tranquille de ce coté.

Bon je me lance, avec une carte à 200 Khz, si mes moteurs pas à pas disposent de 200 pas au tour avec des vis au pas de 4mm :

Fréquence x pas / nb pas au tour = 200 000 x 4 / 200 = 4 000 mm/mn (4m/mn ou 66mm/s)

Et c'est là que le bât blesse, c'est que ma CN aura 3 ou 4 axes à gérer, avec ce raisonnement je ne gère qu'un seul axe...
Ou alors les 200 Khz sont par axe ? Cela me semble un raisonnement erroné, elle avance pas très vite la fraiseuse...
En résumé je ne pense pas qu'il s'agisse de pulses de commande mais de fréquence de communication entre PC et driver ?

 

[gaston48]

200 Khz c'est un limite, comme toute bande passante, il faut voir le signal réel qui passe ...
Si tu travailles avec 16 micropas => 200 x 16 = moteur de 3200 p/tour
200 000 / 3200 = 62.5 tr/s x 60 = 3750 tr/mn.
il est évident que tu ne tournes pas à ces vitesse là avec un pas à pas, à voir avec un hybride closed loop

En revanche si tu considère un servomoteur AC avec un codeur 4000 i/tr
(ce qui nous fait l'équivalent d'un pas à pas de 4000 pas ) avec un drive qui
se commande en step/dir aussi,
200 000/ 4000 = 50 tr/s x 60 = 3000 tr/mn là ça se justifie car un AC garde son
couple à 3000 tr/mn on peut intercaler une réduction entre la vis et le moteur
(il garde son couple à 3000 tr/mn mais il est plus faible q'un pas à pas aux très basses vitesses)

 

[Momoclic]

Ce que j'ai retenu, entre autre, des pas à pas, c'est que plus l'inductance est basse plus ils peuvent tourner vite. Le corollaire c'est que pour les accélérer, en maintenant un peu de couple, il faut augmenter la tension. Cela impose que les drivers suivent. Tabler sur une vitesse pouvant atteindre 1500 rpm ne me parait pas inconséquent. Mais le choix des moteurs PàP et leurs alimentations doit être fait avec beaucoup d'attention.

 

[el patenteux]

Pour piloter
Un vieux pc sous win XP
Une carte tout ce qui a de plus basique a 20 euros et bingo.
Ca ne sert a rien de vouloir que ta machine soit piloter sous win 10 ou os (?)
Pour dessinner et concevoir LA ont peut le faire bien au chaud confortablement assis dans un fauteuil avec un portable.

 

[Momoclic]

Bien sûr el patenteux, tu as parfaitement raison.
En retraite, ça fait parti du plaisir de la création, j'aime bien connaître ce que je mets en œuvre et ainsi choisir en connaissance de cause. Ce n'est pas nouveau chez moi, ça en a même fait fuir ici Ça évite les regrets et ensuite en cas d'incident ça peu aider au dépanage et à comprendre les raisons du dysfonctionnement.

Comme pour l'architecture de la machine je regarde, essaie de comprendre, analyse différentes pistes et enfin je choisi. A partir de là mes choix m'appartiennent et rien ne me permet d'avancer qu'il sont ou seront les meilleurs. Cependant vous aurez contribué activement à mon orientation et pour ça je vous en remercie.

 

[ericT]

bonjour a tous, bonjour momoclic
il existe aussi des drivers M542H (que j utilise) ou M860H , ils ont l avantage de supporter une tension de 80v ac ou 100v dc
avec mon alim; 66v , mes nema 23 de 2.5 mH tourne facilement a1800 tr/mn (7200mm/mn avec vis pas de 4)
mais, il y a un mais!!!, mon pc sous linux cnc ne m autorise que 35kh sur le port //
donc je dois choisir entre resolution de 2000 pas /tr ce qui me donne 4000mm/mn
ou 1000 pas/tr qui me donne 7200mm/mn
j ai choisi 2000 pas

 

[Momoclic]

Bonjour,
@ericT : Merci, là c'est intéressant, on touche aux limites, précisément ce que je cherche !
En effet lorsque j'investis j'aime bien savoir ou se trouvent les limites dans le projet. Tu viens de taper dans du concret, carte à 50khz je suppose, et limitation effective à 35khz.
Ça vient du PC, de la carte ou d'autre chose à ton avis ?
Difficile d'obtenir de l'information sur de tels problématiques.

 

[ericT]

dans mon cas c est le pc,la carte et les drivers doivent avoir 200khz voir plus
je suis sous linux cnc (debian) et mon latency test me donne environ 12000 et des bananes
quand je donne une valeur de securité de 14000 a stepconfig , je me retrouve avec une frequence maxi de 35khz
dans le cas d une carte usb, par exemple, tu n auras pas ce probleme, le controleur d axe est dans la carte, pas dans le pc

 

[gaston48]

dans le cas d une carte usb, par exemple, tu n auras pas ce probleme, le controleur d axe est dans la carte, pas dans le pc

Bonjour ericT
Pas avec Linuxcnc justement aucun port USB n'est assez stable pour l'OS temps réel de linuxcnc.
quand il s'agit de rajouter une carte "motion control" de type Mesa, on dope les entrées/sorties avec un FPGA
ce n'est pas le contrôleur d'axe qui est déporté mais un générateur de fonction ou un compteur de codeur.
il fonctionne de façon autonome jusqu'à plusieurs méga s'il le faut et c'est linuxcnc, qui périodiquement,
un thread servo prend 1 ms, vient rafraîchir la consigne à l'entrée du géné de fonction ou lire le compteur.
les ports fiables (faible latence) sont le //, un port réseau, le PCI et le PCIe.
1 ms (1 Khz) de rafraîchissement semble très lent pour piloter un axe, mais en pratique les constantes
de temps mécanique sont beaucoup plus longues.

 

[ericT]

bonjour gaston48
oui oups, je me suis mal expliqué, linuxcnc ne gere pas l usb avec cartre controleur, linuxcnc etant lui meme un controleur d axes
et gerer les drivers directement depuis l usb n est pas possible, usb n est pas temps réel
voila en résumé ce j ai compris
par contre linux via un "g code sender" doit pouvoir piloter une carte usb avec controleur d axes, je ne sais pas ce vaut cette solution
pour MESA, je n ai pas ta compétence , et j ai beau lire tes posts , je ne comprends pas tout
mais je vais continuer de te lire pour en apprendre plus , j y viendrai peut etre un jour

 

[Momoclic]

Bonjour,
Après la coupure des fêtes de fin d'année mon ferrailleur était ouvert ce samedi.
Je suis donc aller lui faire une petite visite pour trouver des tôles de 10 ou 15mm.
Je n'ai pas trouvé ce que je cherchais, par contre j'ai récupéré pour 30€, 5 tubes carrés de 100x100x2mm de 1200mm et 7 tubes de 50x50x2 de différentes longueurs.
Ce sera parfait pour faire la table support de la fraiseuse et je vais même pouvoir utiliser ces volumes comme réservoirs de lubrifiant et/ou de refroidissement.

 

[Momoclic]

Il se pourrai bien que je commence par la table support, je serai plus à l'aise pour travailler.
Voilà ce que ça pourrai donner :

Le cinquième tube de 100x100 est dans le sens longitudinal (Y) de la machine.
ça me laisse pas mal de place en dessous pour le PC et l'électronique.

 

[RacingMat]

Super Momoclic !
je vois qu'il devrait y avoir de la place pour le bac à lubrifiant et pour une belle carterisation du monstre !!

Le PC dessous c'est bien mais où sera l'écran ? et où vas-tu mettre tes genoux ? souvent on voit des dessertes indépendantes...

 

[bendu73]

Bonjour,

Beau travail, ta machine m'inspire beaucoup! Pourquoi n'essayerais tu pas de faire une sorte d'armoire avec ta table. Deux portes sur le devant et tu mets drivers et pc à l’intérieur.

 

[Momoclic]

Salut,
T'inquiète pas Mat il reste le plafond et les murs...

Oui Bendu73 il y a pas mal d'opportunités à saisir à ce sujet, mais les triangles de rigidification sont indispensables et contraignants.
Il existe des solutions, il y a pas mal de place, et j'y réfléchis.
Les gros tubes offrent pas mal d'avantages. C'est la rigidité intrinsèque qu'ils peuvent apporter à la structure qui m'a séduite lorsque que je les ai remarqué chez le récupérateur de métaux. Ils m'ont obligé à tout repenser, à ce stade je ne regrette rien. La réalisation de la structure s'en trouve beaucoup simplifiée. Cependant il faut bien noter qu'il faut disposer de moyens de découpe pour de tels tubes. Et aussi de moyens pour surfacer les portés des rails, j'ai la chance de connaître un ami qui va m'apporter ces compétences et, moyennant paiement, le matériel de son entreprise.

 

[bendu73]

Ma première ébauche de cnc, à l'époque, était basé sur du tube comme toi mais vu les courses souhaitées cela ressemblais à un portique. Mais avant je n'avais pas les notions (notamment sur les portés de rails) que j'ai aujourd'hui ni le matériel. Mais maintenant je me lancerai bien sur une réalisation mécano-soudé en reprise d'usinage.

 

[Momoclic]

Maintenant que j'ai, virtuellement, une fraiseuse et une table, comment lier les deux, comment poser l'une sur l'autre.
Bon regardons les dessous de l'affaire :

Voici deux solutions, l'une à base de 3 patins de 80mm de Ø (en noir), l'autre à base de 6 patins de 50mm de Ø (en gris).
La première, qui à ma préférence, présente un inconvénient à mes yeux, les patins sont au centre d'une section plane d'environ 200mm et de 8mm d'épaisseur.
Notez que l'extrémité intérieur du tube est renforcé par un obturateur soudé de même épaisseur que le tube.
La seconde solution est hyperstatique, elle répartie peut-être un peu mieux les charges.

Une troisième option est envisageable, ne rien mettre sous la structure de la fraiseuse et la poser à plat sur la table, puis régler le niveau sous les pieds de la table.
De toute façon la mise à niveau de la machine sera faite à l'aide d'un inclinomètre (niveau) à 0,1° par mètre.

A votre avis quelle sera la solution à mettre en œuvre ?
Peut-être en avez vous une meilleure ?

 

[fred03800]

C'est que mon avis, mais je trouve cette table surdimensionné (des internaute on leur fraiseuse moins solide).
Cette table n'est la que pour supporté une petite fraiseuse (400/500kg), hormis le poids de la machine il n'y a pas grand autre effort.
Une petite structure en tube carré de 40x40 ou 60x60 serai bien suffisant (juste avoir un empattement suffisant pour la stabilité).
Pour la partie PC et électronique accroché au mur a hauteur de travail, quand je voix sur ma machine laser que j'ai passé presque 3jours accroupi pour faire les branchent ( je ne referai pas cette erreur sur ma fraiseuse).
Sous cette table juste prévoir le système d'arrosage ou d'aspiration des copeaux/poussière)
Comme le souligné RacingMat : dégager la place des genoux (et des pieds)
3 patins c'est bien ( c'est pas le tube de 8mm qui va plier)
Sur la fraiseuse ou la table: prévoir un bras pour l'écran/clavier

 

[bendu73]

C'est que mon avis, mais je trouve cette table surdimensionné (des internaute on leur fraiseuse moins solide).
Cette table n'est la que pour supporté une petite fraiseuse (400/500kg), hormis le poids de la machine il n'y a pas grand autre effort.
Une petite structure en tube carré de 40x40 ou 60x60 serai bien suffisant (juste avoir un empattement suffisant pour la stabilité).
r

Je n'osai pas le dire! La 3D est très trompeuse ( voir le sujet sur la cnc 5 axes !!!!) et on a tendance à surdimensionner les grosse structures. C'est simplement esthétique car sur ton 3D, c'est clairement harmonieux. Cela fait parti du jeu aussi, mais à ne pas trop amplifier tout de même. A vue de nez ce sont des tube de 100x100mm, c'est déjà énorme!

 

[Momoclic]

Certes j'ai fait large, la fraiseuse avoisinera les 250kg, en profondeur les 1200mm sont nécessaires pour prendre en compte la course du bélier lorsque la table est contre le mur.
En largeur les 1200mm ne sont pas indispensables. Cependant ils correspondent à peu près à la surface occupée par la table de l'axe X en fins de course.
Comme je l'ai écrit plus haut, je suis opportuniste autant pour les tubes qui ont constitué la structure de la fraiseuse que pour ceux de la table support. Il est rare de trouver des chutes de 1200mm de long...
An niveau budget pour le moment tout vas bien, structure de la fraiseuse + celle de la table = 80€. Alors je ne vais pas être bégueule sur la section des tubes...
Par ailleurs si je veux que la fraiseuse, compte tenu de la broche, aille vite en déplacement, il faut assurer une grande stabilité à l'ensemble pour garantir sa précision. Dans les entreprises on coule d'énormes blocs de béton abondement ferraillés pour assurer cette stabilité. Alors ce que je fais est TRES léger.
Le problème dans tout ça, même pour la fraiseuse j'aurais pu tout faire en tube de 2 ou 3mm. Mais dans mes objectifs j'ai défini une précision de quelques centième sur des alésage de roulement. Pour garantir cette précision ce n'est pas avec une structure "flottante " que j'y arriverai. Je ne suis pa scertain que j'obtiendrai ces résultats mais dans tout ce je prévois et conçois j'essaie d'assurer une grande rigidité et une grande stabilité.
Est-ce que je m'y prends bien ?
Merci de me le dire.

 

[Momoclic]

Bon, là je crois que je suis en train de m'enrhumer, je viens de tousser un grand coup.
J'ai reçu la proposition d'Oriental Moteur, sur leur site il y a possibilité de faire une demande.
J'ai renseigné cette demande et un monsieur m'a appelé. Il m'a fait une première propo. avec leurs guides maison (rails, vis et moteur). A plus de 1000€ l'axe qui ne correspondait absolument pas à mes besoins. Et de plus, au moins sur l'axe Y, les capacités étaient insuffisantes.
J'ai demandé qu'il me chiffre les moteurs pas à pas et drivers et je viens de prendre connaissance de la proposition...
La raison qui a troublé mes bronches :

Prix HT + 20€ de port depuis l'allemagne et trois semaines de délais.
En fait de pas à pas, ce sont des servos (PàP) à 0,38° (1000 pas au tour) avec leurs variateurs. Il me propose donc une solution grand luxe de course au regard de la vitesse possible.
En résumé Oriental Motor n'équipera pas ce projet !