FABRICATION PORTIQUE CNC.

[BICKFORD]

Bonjour à tous.

Je souhaite m’adonner à la réalisation d’un portique de coupage CNC plasma.

Pour cela je me documente depuis plusieurs semaines sur le forum afin d’avoir des idées et surtout connaitre les termes techniques utilisés (vis à bille , arbre etc …)

Je souhaite pour ma réalisation m’inspirer du modèle ci-dessous.

Portique CNC 3 axes. X / Y / Z.
La taille maximum des pièces que je souhaite usiner est de dimension 500 X 500 mm. (Plaques en acier / alu d’épaisseur 1 à 8 mm).

J’ai investi dans un poste de coupage plasma de marque Hypertherm POWERMAX 45. Cet appareil permet de couper de façon manuelle ou de façon mécanisée avec soit la torche pour le coupage manuel, soit une torche machine. L’appareil permet de s’adapter facilement à un portique d’usinage CNC.

La question que je me pose concerne la fabrication des axes :

Pour l’axe X je souhaite que celui-ci soit mobile. Qu’en pensez-vous ? Est-ce une dépense inutile qui rendrait l’ensemble moins stable ?
Je pense pour cet axe partir sur un arbre de 25 mm sur les 2 extrémités, avec 2 paliers à bille de chaque coté. Bonne idée ou pas ?

Concernant la vis à bille, je ne sais pas trop ou je peux la mettre. Sous la table ? où sur le coté ? Le problème de la mettre sous la table est que les projections métalliques risquent d’abimer la vis à bille. Mais la mettre sur le coté risque de déstabiliser l’avance des paliers à billes sur les axes.
Qu’en pensez-vous ?

Aussi je ne trouve pas sur le web les paliers d’extrémité pour la vis à bille, savez-vous ou je peux en trouver ?

Merci pour tout.

BICK

 

[mataf01]

Salut,
Je n'ai pas réellement d'expérience dans le plasma quoi que çe soit un de mes futurs projets, mais je vais te donner mon avis sur la question.

Pour ce qui est de la transmission, Vis à bille c'est le meilleur, sauf sur les grandes longueurs où je trouve la crémaillère préférable pour ton application car plus simple a mettre en oeuvre et moins onéreuse. Mais vu la taille de ta machine, la vis a bille , c'est le mieux.
Pour ce qui est de son positionnement, surtout pas en dessous, elle ne survivra pas longtemps aux projections de découpe sauf à la protéger mais ce sont encore des complications.
Le mieux serait de la positionner le long d'un axe. Tu n'auras pas de problème d'arc-boutant car contrairement à une fraiseuse, tu n'as pas d'effort de coupe , juste la force nécessaire a déplacer le poids de tes axes. Qui eux ne doivent pas être trop lourds non plus pour la même raison qu'ils n'ont pas de gros efforts de coupe ni vibrations à absorber.
Voilà, j'espère avoir pu t'aider.
Bonne réalisation et A+
Patrick

 

[BICKFORD]

Merci beaucoup pour ces explications !

Donc je peux mettre ma vis à bille sur le coté ? une seule suffit ? si oui quel diametre dois je utiliser pour l'arbre et la vis à bille ?

Aussi concernant la fameuse vis à bille quelle vitesse puis je obtenir avec celle-ci ?

Car pour la découpe de toles de faible epaisseur les données sur la vitesse préconisent une vitesse de déplacement de la torche de 16 cm / seconde.

Est-ce possible ?

Merci

BICK

 

[Nico91]

Si c'est pour du plasma uniquement, moi je serais plus tenté pas des courroies crantées au vu des efforts misérables qu'il faut fournir pour déplacer l'ensemble et la précision requise

 

[BICKFORD]

Je peux trouver cela ou ?

Merci

BICK

 

[mataf01]

Merci beaucoup pour ces explications !

Donc je peux mettre ma vis à bille sur le coté ? une seule suffit ?

Oui car les efforts sur celle -ci seront plutôt faibles( juste le poids de l'axe que tu déplace)

si oui quel diametre dois je utiliser pour l'arbre et la vis à bille ?

Vis billes 16 mm chinoises ( pas cher et qualité très correcte ---linearmotion sur ebay par exemple) sont plus que suffisantes
Axes supportés de même diamètre et douilles billes ouvertes chez le même fournisseur c'est plus que suffisant aussi
Aussi concernant la fameuse vis à bille quelle vitesse puis je obtenir avec celle-ci ?

Car pour la découpe de toles de faible epaisseur les données sur la vitesse préconisent une vitesse de déplacement de la torche de 16 cm / seconde.
Fais le calcul 16 cm/sec çà fait 9,60m /minute. Si ta vis a bille a un pas de 5 mm tu as donc besoin de 1920 tours minutes minimum A TA VIS A BILLE, après , tout dépend de la réduction que tu compte employer si tu en met une et de le vitesse de tes moteurs mais sans réduction et avec des 200 pas /tour tu as déjà une précision théorique de 0,025 mm (plus qu'assez pour du plasma). Attention, si tu emplois des pas à pas, ils perdent une bonne partie de leur couple à haute
vitesse. mais je ne vois pas de problème pour ton application

Est-ce possible ?
Voir ci-dessus

Merci
De rien
A+
Patrick
BICK

 

[BICKFORD]

J'ai bien compris ton calcul et je t'en remercie mais dans ce cas il faut donc trouver un moteur qui possède cette vitesse en tours / minute .

Est ce que ce type de moteur se trouve facilement ?

Au lieu d'utiliser la vis à bille peut etre dois je me baser sur autre chose comme le préconise Nico.

Mais en terme de précision que puis je esperer obtenir ? et ou trouver ce genre de produits.

Voici une photo de ce que pourrais être la proposition de Nico (quoi que courroir c'est autre chose ).

Merci.

BICK

 

[mataf01]

J'ai bien compris ton calcul et je t'en remercie mais dans ce cas il faut donc trouver un moteur qui possède cette vitesse en tours / minute .

Est ce que ce type de moteur se trouve facilement ?
Vas voir là http://www.soprolec.com il a une bonne réputation et très professionnel n'hesite pas à lui poser des questions par mail, maintenant que tu sais de quoi tu as besoin. (en plus c'est en France)

Au lieu d'utiliser la vis à bille peut etre dois je me baser sur autre chose comme le préconise Nico.
Tu peux en effet utiliser une crémaillère mais pour une si faible longueur je préfère la vis a bille mais c'est toi qui vois

Mais en terme de précision que puis je esperer obtenir ? et ou trouver ce genre de produits.
Pour une crémaillère , tu dois déja prévoir une réduction car un tour moteur te feras avancer de plusieurs centimètres suivant le diamètre du pignon et tu devras prévoir un système pour rattraper le backlash (jeux) entre ton pignon moteur et ta cremaillère pour moi, vis a bille couplée en direct sur moteur et basta, roule ma poule, plus simple pour une petite course ,(demander vis a bille sans backlash) et au pire si tu n'as pas assez de vitesse, tu peux soit trouver une vis 10 mm/tours ou faire une démultiplication par 2 il te restera encore une precision de
0,05mm ou alors ^pignons et courroies mais moi j'aime moins Ah oui, tes pas a pas tu dois les faire tourner avec des drivers micropas (min 1/4 de pas) pour lisser tes mouvements et éviter les risques de mise en résonance avec la structure de ta machine ou alors tu passe aux servomoteurs mais c'est plus difficile à régler et pas nécessaire pour ton application je pense

Voici une photo de ce que pourrais être la proposition de Nico (quoi que courroir c'est autre chose ).

Merci.
De rien
Bonne nuit
A+
BICK

 

[BICKFORD]

Pour réaliser le montage de la photo ci-dessus, vous me conseillez quoi comme support pour le roulement ? un arbre avec des palliers à bille + une simple crémaillère ?

Est ce que d'après vous l'arbre du moteur est monté directement sur un pignon qui colle sur la cremaillère ? on m'a parlé d'un système à ressort qui permet de maintenir en permanence le pignon sur les dents de la cremaillère.

Enfin pour dimensionner mes moteurs comment dois je réflechir ?
Pour les drivers micro pas si j'ai bien compris cela permets de diviser l'avance du moteur en 2 ou plus pour avoir un déplacement encore plus précis ?

Si je pars sur de la vis à bille et que je mets de coté la cremaillère, j'usinerai de la tole de mini 1,5 mm , j'ai vu dans les docs techniques de mon poste , que pour un coupage mécanisé la vitesse d'avance à cette épaisseur est de 8890 mm / min. ce qui fait avec des vis à bille avec un pas de 10 mm , une vitesse de rotation de la vis à bille de 889 trs / min.

Est ce trop rapide au risque d'abimer la bete ? et meme question comment dimensionner un moteur pour que ca tourne à cette vitesse ?

Merci à tous.

BICK

 

[JKL]

Il est clair que de telles vitesses de déplacement nécessitent l'emploi d'un moteur ayant encore du couple mais aussi une structure très rigide car les accélérations/freinages vont drolement secouer la "bête". En particulier l'économie d'un entrainement sur une des jambes du portique va couter très cher en rigidité du portique alors que d'entrainer des deux côtés ensemble évitera beaucoup de flexions.

 

[fabrice c]

entrainement pignon cremaillère
pourquoi ne pas partir sur le plan de la mechmate? (present sur ce forum)

soprolec vend de bons moteur (j'en ai pris la bas)

et pour la vitesse cela se paramètre dans le gcode

fabrice

 

[JKL]

Pour des courses de 500 mm le montage d'une crémaillère va être beaucoup plus chiant que celui de deux vis à billes ou au pire deux vis trapézoïdales.

 

[BICKFORD]

Et tu penses que pour des vitesses comme mentionnées au dessus la vis à bille ne pose pas de problème ?

coupage mécanisé la vitesse d'avance à cette épaisseur est de 8890 mm / min. ce qui fait avec des vis à bille avec un pas de 10 mm , une vitesse de rotation de la vis à bille de 889 trs / min.

Pour le portique je pense donc à une vis à bille + 2 arbres avec pallier à bille (pour l'axe X ) , la meme chose pour l'axe Y , et pareil pour l'axe Z non ?

Est ce que je perds en précision si je fais pour l'axe X une table qui bouge avec la pièce à usiner ou mieux vaut partir sur un portique qui s'anime en X au dessus de la pièce ?

Merci à toi.

BICK

 

[JKL]

Tu sais moi je répète toujours la même chose : je fais d'abord la mécanique c'est à dire le bati et après je juge ou mesure les besoins en moteurs. Pour atteindre ces vitesses de déplacement il va falloir casser la tirelire car il va falloir des moteurs coupleux à 1000 tr/mn.
Le choix vis/crémaillère se fait surtout au niveau des courses car une crémaillère a un développé important donc il faut placer un réducteur entre elle et le moteur pour avoir une résolution raisonnable ; donc le moteur sera quasiment le même qu'avec une vis. Par contre il faut être "assez bon en mécanique" pour ajuster une crémaillère correctement, tandis qu'avec une vis c'est moins compliqué ; ensuite le prix peut intervenir aussi.
Mais là aussi je me répète encore, pourquoi ne pas lire et relire tout ce qui c'est déjà écrit sur la conception des CNC sur ce forum et sur le net en général et copier bêtement la machine ayant les caractéristiques proches de celle que tu veux. Vraiment il n'y a aucune honte à copier ce qui marche, n'importe comment tout ce que des intervenants ( moi en tête ) pourront dire ce ne sera à 99% que ce qu'ils auront appris des autres. La science innée ça n'existe pas ; on ne fait que répéter ce que l'on a plus ou moins bien assimilé d'où des erreurs.

 

[BICKFORD]

Je pense partir sur 3 vis à bille au pas de 10 mm ou 16 mm de diamètre 16 ou 20 . Chez http://www.motioncontrolproducts.co.uk

Une question au sujet des paliers d'extremité pour les vis à bille ;
Sur cette page http://www.motioncontrolproducts.co.uk/index.php?cPath=1052 ils vendent des paliers fixe et mobiles. Question bête ... quelle est la différence ?

Pour mon utilisation dois je utiliser des arbres supportés avec paliers à bille ouverts ou des arbres classiques suffisent ?

Merci à vous.

BICK

 

[fred250]

Il faut mettre un fixe du coté moteur et flottant a l'autre bout de la vis.
Pour de la découpe plasma du stub non supporté suffit.

 

[BICKFORD]

Re merci pour les réponses.

Voici le schéma de principe de ce que je souhaite réaliser.

J'ai repris le schéma d'une CNC déja présente sur le forum.

J'ai mis en dessous les commentaires. (Pour le portique, je pense rabaisser la hauteur de l'axe Y de moitié pour gagner en rigidité et n'ayant besoin que d'une faible course en Z cela ne sert à rien).

La question maintenant concerne les moteurs pas à pas.

Je souhaite que cette machine puisse travailler à des vitesses max de 9000 mm / minute soit 15 cm par seconde.

Que me conseilleriez-vous comme type de moteurs pour les 3 axes , sachant que pour l'axe X , ne voulant pas utiliser de courroie ,j'opte pour 2 motorisations par vis à bille.

Le poids de ma torche est de 600 grammes + pour l'axe Y et Z le poids des batis et des moteurs.

L'effort est nul au niveau de la broche (torche plasma) celle-ci survole la pièce à 3 mm au dessus.

Merci à vous.

BICK

 

[boudbois]

Bonjour.

Petit conseil :
Pour tes axes x et y, prends plutôt des vis de diam. 16 au pas de 16.
Voire 20 x 20
Le coût des vis sera guère différent.
Les écrous un peu plus chers
L'inertie de la vis, si tu choisis du 20x20, influera peu.
Mais surtout tes moteurs, tes vis tourneront moins vite. Et tu trouveras plus de couple moteur disponible. (mais tu dois aussi en fournir plus puisque tu augmentes ton pas)
A vue de nez, des moteurs du style 57HS09 de soprolec suffiront largement.
Avec une vis de 16x10, 9000mm/min => 900RPM
A ce régime ce moteur délivre encore 0.6 Nm

 

[freedom2000]

Je pense partir sur 3 vis à bille au pas de 10 mm ou 16 mm de diamètre 16 ou 20 . Chez http://www.motioncontrolproducts.co.uk

Une question au sujet des paliers d'extremité pour les vis à bille ;
Sur cette page http://www.motioncontrolproducts.co.uk/index.php?cPath=1052 ils vendent des paliers fixe et mobiles. Question bête ... quelle est la différence ?

Pour mon utilisation dois je utiliser des arbres supportés avec paliers à bille ouverts ou des arbres classiques suffisent ?

Merci à vous.

BICK

tu n'auras aucun effort sur ta fraiseuse donc des arbres non supportés suffisent...

Si certains disent que ton axe X va fléchir un peu, c'est vrai... Mais de toute façon pour du plasma il faut asservir la hauteur de torche par système de type THC (Torch Height Control) donc même si ton axe X est légèrement fléchi par son propre poids, la THC rattrapera tout ça sans aucun problème (vrai aussi pour y et Z !)

JP

JP

 

[BICKFORD]

Voici ma commande : chez Linearmotion.

4 pcs of linear bearing slide rails SBR16-600mmRAIL+8 pcs SBR16UU bearing blocks:
79.00 usd
2 pcs of linear bearing slide rails SBR12-150mmRAIL + 4 pcs of SBR12UU blocks:
19.00 usd
1 pc of anti-backlash ballscrew RM1605 (lead of 5mm) 216mm Lenght with 150 mm thread (1 screws+ 1 ballnuts+ end-machined)+ 1 sets/pairs of BK/BF12 and 6.35mm*10mm flexing coupling as a set:
83.00 usd
3 pc of anti-backlash ballscrew RM1610 (lead of 10 mm )666mm Lenght with 600 mm thread (3 screws+ 3 ballnuts+ end-machined)+ 3 sets/pairs of BK/BF12 and 6.35mm*10mm flexing coupling as a set:318.00 usd
Sut-total:
499.00 usd
Air shipping:
137.00 usd
TOTAL:636.00 USD


Merci à vous pour tous vos conseils.

Se pose maintenant la question du bati.

Je pense oublier les profilés alu pour partir sur de l'IPN. Qu'en pensez vous ?

et concernant les moteurs, quels types de moteurs et quels types de cartes ?

Merci à vous.

BICK

 

[freedom2000]

Se pose maintenant la question du bati.

Je pense oublier les profilés alu pour partir sur de l'IPN. Qu'en pensez vous ?

et concernant les moteurs, quels types de moteurs et quels types de cartes ?

Merci à vous.

BICK

Belle commande

Pour le bâti, tu as raison de passer sur de l'IPN (ou du tube section carrée ou rectangulaire ?) en acier.
ça te reviendra moins cher et sera, je pense, finalement plus rigide. mais attention ça sera moins simple à aligner...

pour les moteurs et l'électronique ne te précipite pas tant que ton bâti n'est pas "conçu". En fonction des masses mises en jeu des inerties etc... tu pourras calculer quel moteur il te faut et en déduire l'électronique adhoc.

A titre d'exemple, vue ta config, qui se rapproche de la mienne, tu trouveras ici en milieu de page le détail de mes moteurs et de la carte (celle de Mdog) : https://www.usinages.com/threads/ma-fraiseuse-v2-a-vos-critiques-svp.8144/

JP

 

[BICKFORD]

Bonjour les gens

J'ai recu ma commande de chine de chez Linearmotion.

Rien à dire livraison conforme et parfaite.


J'ai plusieurs questions néanmoins :

Voici un palier d'extremité avec une vis filetée , je voulais savoir de quelle coté de la vis à bille je devais le mettre ?

http://www.cijoint.fr/cj200910/cijWXBseEK.jpg

Est ce de coté ? http://www.cijoint.fr/cj200910/cijH8lXLJ4.jpg

ou de celui-là ? http://www.cijoint.fr/cj200910/cijaUdpEEe.jpg

Voici cet autre palier : http://www.cijoint.fr/cj200910/cijgM16CJR.jpg même question

et dernière question : http://www.cijoint.fr/cj200910/cijmkzy242.jpg Est ce que ceci sert à raccorder l'axe du moteur à la vis à bille ? car j'ai essayé (sans moteurs que je n'ai pas ) mais cela rentre mais tres difficilement est ce normal ?

Merci à vous.

BICK

 

[Foxtrot]

Ton palier plus épais (2 roulements à l'intérieur) doit se monter du côté fileté, le reste qui dépasse est pour mettre effectivement le manchon de ta dernière photo. Donc, il doit rentrer sur le bout d'arbre côté fileté.
C'est assez dur et c'est normal.

 

[BICKFORD]

merci
Et la fameuse vis filetée qu'on voit sur les premiere foto a quelle utilité ?
Merci

BICK

 

[Foxtrot]

merci
Et la fameuse vis filetée qu'on voit sur les premiere foto a quelle utilité ?
Merci

BICK

Je ne vois pas de vis, seulement le filetage de la VAB et un écrou et c'est pour pas que ta VAB se promène à la place de la table.

 

[medkham]

portique plasma

salut bricqufort;
ou en est tu avec ton plasma?

 

[taureau]

Salut bickford.....

j'ai vu que tu pensais à un portique en tube acier...... ce qui est à mon avis le plus simple, le plus efficace et le moins onéreux..... enfin ce n'est que mon avis.... mais ou te fournis tu en matière première?????

bonne continuation...

taureau

 

[BICKFORD]

Bonjour le projet est en standby pour le moment je compte le reprendre sous peu.

Je vais donc opter pour le bati pour de l'IPN

Bossant pour une grosse boite de BTP j'ai des tarifs remisés chez des revendeurs de type DESCOURS ET CABAUD.

Le seul soucis est que c'est vendu en longueur de 6 metres.
Mais bon j'ai une scie circulaire portative permettant de couper l'acier donc on verra bien sur place.

BICK

 

[JKL]

Pour moi les profilés IPN et autres ne sont pas un bon choix car :
- ils ne sont pas écroutés
- ils n'ont aucunes faces //
Perso je ne jure que par les tubes d'acier carrés ou rectangulaires qui existent en deux épaisseurs de parois. Ils s'agit de produits de serrurerie tandis que les IPN sont des produits sidérurgiques de constructions métalliques.
Maintenant à chacun ses choix.

 

[BICKFORD]

Justement tous les conseils sont bons à prendre.

L'avantage de l'IPN c'est la rigidité par contre pour l'equerrage ...

A voir

BICK