Fabrication CN 3000X2000X850

tanguy999

Nouveau
Bonjour à tous,

suite à la fabrication réussie de ma première CN --> "Construction d'une CN portique fixe mécano soudée" , d'un tour CN puis d'une CN à portique mobile de 2000x1000x450, je me lance dans la conception et fabrication d'un gros bébé, une CN à portique mobile d'une surface d'usinage de 3000x2000x850.
L'utilisation principale de la machine sera pour usiner du bois, de la mousse (fabrication de moules composites) et de l'aluminium.
La structure est en tube acier mécano-soudé de 100x100 avec des épaisseurs de 3 à 4mm selon les endroits.
La machine sera une broche ATC BT30 de 4.5 kW 24 000 RPM.
je souhaite pouvoir usiner à une vitesse maximale de 12m/min.
Le tout sera piloté par un AXBB-E et UCCNC.
Les moteurs seront des pas à pas NEMA 34 Closed loop de 12NM. -> est-ce que ça vaudrait le coup de prendre des servo?
j'ai prévu d'utiliser des rails linéaires HGR20, une VAB 2005 pour le Z et des crémaillères à d'enture hélicoïdales Module 1.5 pour les deux autres axes.
la précision que je souhaite tenir est de 0.5mm sur les 3000mm de course.
(CAO non terminée)
unnamed-2.png


Au vu de la surface d'usinage, le choix des crémaillères est de mon point de vu le plus intéressant au niveau coût et faisabilité. Le gros problème de celles-ci est le jeu pour une utilisation CN.
Afin de le réduire au maximum, je pars sur une solution à double pignon et je souhaiterais votre avis dessus.
l'idée de ce sous assemblage est d'une part de faire office de réducteur et d'éliminer le jeu en jouant sur l'entraxe des deux pignons.
L'un est fixe. La distance entre les deux est un multiple du pas (Module 1.5) et en noir sur la photo de dessous, une "réserve" de jeu de 0.5mm qui me permettra avec du clinquant en tâtonnant, d'en ajouter ou enlever afin d'avoir les dents des pignons en contact avec la crémaillère tout en gardant un bon parallélisme entre les arbres.
Capture d’écran 2025-01-14 144217.png
Capture d’écran 2025-01-14 144333.png
Capture d’écran 2025-01-14 144509.png

Que pensez-vous de cette idée ?

Tanguy
 
je souhaite pouvoir usiner à une vitesse maximale de 12m/min.

Les moteurs seront des pas à pas NEMA 34 Closed loop de 12NM. -> est-ce que ça vaudrait le coup de prendre des servo?

Là déjà tu vas avoir un problème ou alors ton doigt a fourché en tapant la vitesse :idea: si t'arrives à 3m ça sera déjà bien avec ce type de moteur.
Va falloir trouver un compromis , soit avoir du couple et pas de vitesse soit l'inverse....
 
J'utilise le système de réduction pour crémaillère hélicoïdale et j'en suis content.
On pousse le boitier de réduction 5:1 pour que le pignon touche parfaitement à la denture hélicoïdale de la crémaillère
Il y a plusieurs dents engrenées en même temps, je me suis dit s'il y a un peu de jeux, je mets des rondelles de calage en cliquant d'un côté du boitier avec la légère rotation, il y a une ou deux dents qui vont toucher la crémaillère d'un coté de la denture et les autres plus loin qui vont toucher avec l'autre côté de la denture, en éliminant par ce fait l'éventuel petit jeux.
Je constate que je n'ai pas de jeux dans mes transmissions, je ne sais pas si j'ai appliqué la bonne méthode ? Que tout cela va être viable avec le temps ?

pignon-cremaillaire-vallder.jpg
 
Là déjà tu vas avoir un problème ou alors ton doigt a fourché en tapant la vitesse :idea: si t'arrives à 3m ça sera déjà bien avec ce type de moteur.
Va falloir trouver un compromis , soit avoir du couple et pas de vitesse soit l'inverse....
Le Nema tourne au max à 800 RPM avec un couple de 2.5NM. j'ai une réduction de 0.16 soit en sortie sur le pignon 128 RPM et 15.6Nm.
Le pignon a un diamètre primitif de 33mm soit 13,4 rad/s et donc 0,2211 m/s = 13,3 m/min
Maintenant il faut connaitre le couple d'arrêt nécessaire. mon chariot a une masse de 70kg (axe Z) et je suppose que l'arrêt se fait en T=0.1s (valeur que j'ai estimé réaliste). F=ma= mxV/T=70x0,2211/0.1=155N d'où le couple de C=F*r=2.55Nm pour un déplacement rapide et même en ajoutant à cela la force d'usinage des opération que je vais faire ( fraise Diamètre 15mm, ap de 10mm) j'arrive à une force d'environ 70N ce qui fait donnerait un couple d'un peu plus de 3Nm.
Est ce que je me suis trompé quelque part?
Actuellement j'usine à 9m/min avec les même conditions de coupes et le nema34 n'est pas limitant mais plutôt la VAB de 2m...
 
Il n'y a aucun doute qu'avec des servomoteurs en boucle fermée on joue gagnant car déjà en choisissant bien le codeur on peut mieux trouver le bon compromis. vitesse/résolution
Je ne serais pas étonné si avec des courroies crantées POLYCHAIN GT3 correctement dimensionnées il serait possible de motoriser une telle cnc. L'avis de ELPATENTEUX sur ce forum serait pertinent à connaitre. Surtout pas de courroie HTD sur un tel projet la dent de la courroie ne remplit pas la cavité de la poulie. dixit le fabricant GATES
 
Les deux pignons sur la crémaillère c'est une idée valable mais pour régler le jeu je ne partirai pas sur une solution qui modifie l'entraxe. Trop compliqué et régler un jeu au dixième de cette façon.

Tu pourrai laisser l'entraxe fixe mais jouer sur la longueur de courroie entre les deux pignons pour modifier très finement leur décalage angulaire. Ca se traduit tout simplement par l'ajout d'un tendeur réglable avec une vis entre les deux pignons. En resserrant ce tendeur les pignons tourneront légèrement de façon contrarotatif et le réglage du jeu peut être assez fin. Tu peux même imaginer une précontrainte avec un ressort plutôt raide à la place de la vis, ainsi les deux pignons restent en permanence en contact avec la crémaillère.
 
Dernière édition:
Il n'y a aucun doute qu'avec des servomoteurs en boucle fermée on joue gagnant car déjà en choisissant bien le codeur on peut mieux trouver le bon compromis. vitesse/résolution
Je ne serais pas étonné si avec des courroies crantées POLYCHAIN GT3 correctement dimensionnées il serait possible de motoriser une telle cnc. L'avis de ELPATENTEUX sur ce forum serait pertinent à connaitre. Surtout pas de courroie HTD sur un tel projet la dent de la courroie ne remplit pas la cavité de la poulie. dixit le fabricant GATES
Bonne idée les servo, je vais m'y pencher un peu plus.... concernant les courroies j'avoue être un peu dubitatif au vu de la précision sur la longueur et la tenue dans le temps...

Les deux pignons sur la crémaillère c'est une idée valable mais pour régler le jeu je ne partirai pas sur une solution qui modifie l'entraxe. Trop compliqué et régler un jeu au dixième de cette façon.

Tu pourrai laisser l'entraxe fixe mais jouer sur la longueur de courroie entre les deux pignons pour modifier très finement leur décalage angulaire. Ca se traduit tout simplement par l'ajout d'un tendeur réglable avec une vis entre les deux pignons. En resserrant ce tendeur les pignons tourneront légèrement de façon contrarotatif et le réglage du jeu peut être assez fin. Tu peux même imaginer une précontrainte avec un ressort plutôt raide à la place de la vis, ainsi les deux pignons restent en permanence en contact avec la crémaillère.
très bonne idée !! je vais essayer ça, il y a effectivement moyen de bien simplifier la chose avec ce moyen. Merci :)

J'utilise le système de réduction pour crémaillère hélicoïdale et j'en suis content.
On pousse le boitier de réduction 5:1 pour que le pignon touche parfaitement à la denture hélicoïdale de la crémaillère
Il y a plusieurs dents engrenées en même temps, je me suis dit s'il y a un peu de jeux, je mets des rondelles de calage en cliquant d'un côté du boitier avec la légère rotation, il y a une ou deux dents qui vont toucher la crémaillère d'un coté de la denture et les autres plus loin qui vont toucher avec l'autre côté de la denture, en éliminant par ce fait l'éventuel petit jeux.
Je constate que je n'ai pas de jeux dans mes transmissions, je ne sais pas si j'ai appliqué la bonne méthode ? Que tout cela va être viable avec le temps ?

Voir la pièce jointe 917495
Pourquoi pas ! je vais regarder ça de plus près mais j'avoue que le système avec deux pignons semble plus durable dans le temps
 

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