Projet de construction CN 3 axes pour panneaux bois.

[mumuvar]

Bonjours à tous

Je souhaite me lancer dans la fabrication d'une cnc pour découper usiner du panneau bois, principalement du contreplaqué et du médium.
J'ai eu la chance de récupérer pas mal de matos : des servomoteurs 750W sanyo-danki (P30B080075DXS11M) et driver qui vont avec la série Q sanmotion qs1a03aa,
un variateur de fréquence tri 3KW pour la broche, et une énorme turbine 4kw qui pourra servir pour la table à dépression.
J'ai aussi en ma disposition un tas de babiole, fin course, chaine porte cable, armoire électrique, diver chute de profiler aluminium type Bosch...

Le projet : CNC type portique inspiré de http://www.cnczone.com/forums/cnc-wood-router-project-log/260948-cnc.html

Dimenssion: 2500x1300

Chassis: tube acier mécannosoudé

Precission au 1/10mm

Vitesse de coupe: ???

Transmition: courroie ou crémallaire ?

budjet: 3000€

Carte electronique: à déterminer.


Première question: la motorisation est-elle valable pour ce type de projet ?

2éme : comment déterminer le couple de motorisation nécessaire pour la découpe de panneaux bois ? (je suppose qu'il vas falloir démultiplié)

3éme : quel type et quelle dimension de rails/patins me conseillez-vous?


@+

 

[ingenieu59]

Bonjour,

Déjà, vu le matos en servo moteur et pour la broche, tu as de quoi faire quelque chose qui tienne la route .
Il te reste à déterminer les vitesses que tu veux obtenir en usinage .

 

[bendu73]

Bonjour,

Le sujet en exemple est tout simplement incroyable! Le monsieur est très fort!
Avec ton budget, moins les moteurs que tu as déjà, tu peux déjà t'offrir de bon composant. J'irai sur des crémaillères. Qu'as tu comme moyen de fabrication?
Concernant tes moteurs, 750W c'est de bon pépère! Nul doute sur leurs couples, ils feront l'affaire à mon avis! La ou tu risques d'avoir besoin d'aide c'est pour l'asservissement. Si ce sont des driver industriels, tu ne pourras pas les contrôler avec une simple carte avec Mach3 en Dir/pulse par exemple.

page 108 de la doc du driver :
Analog speed command input (V-REF): CN1-21 [Input voltage range -10V +10V]
Cela signifie que tu contrôle la vitesse de rotation de ton moteur par une entré en +/-10V analogique.

 

[mumuvar]

Pour la vitesse d'usinage 10 mètres/M vous parait réalisable?

Moyen de fabrication:
A ma disposition un atelier de ferronnerie avec scie poste à souder...
Un tour à métaux et une fraiseuse.
Chez moi (un atelier) avec perceuse colonne, sciée radiale, scie à panneau vertical, outil électroportatif conventionnel, instrument de métrologie et tout le nécessaire à la pratique de l'électronique.

les drivers peuvent se commander en analogique +/-10V, mais aussi en Pulse Dir déjà testé avec un arduino ça fonctionne.

 

[mumuvar]

La crémaillère me semble aussi une bonne solution, la plupart des exemples que j'ai pu trouver sur le net sont à double motorisation pour l'axe X et c'est un problème pour moi , je ne possède que 3 drivers...

Concernent les fournitures rail patin crémaillère, si vous avez des fournisseurs à me conseiller je suis preneur.

Voilà sinon j'avance doucement sur l'étude de la structure mécano-soudé, j'espère vous présenter une illustration demain.

 

[ingenieu59]

Bonsoir,

si en plus les drivers sont en pulse et dir, c' est cool !!! où les as-tu récupéré ? Ou, sur quoi ?

Les crémaillères devront avoir un alignement parfait et la séparation entre deux crémaillères ne doit pas se faire sentir .

 

[mumuvar]

Sur un robo pour pharmacie italien Tecnilab

 

[ingenieu59]

Bonjour,

Donc, ils n' ont pas travaillé dans une atmosphère viciée .

 

[gaston48]

Bonjour,
750 W c'est du très puissant pour ta machine. Tu peux envisager un arbre de transmission de 1500 mm
qui suit toute la longueur du portique. Tes moteurs dc vont tourner à haute vitesse pour exploiter toutes
leurs puissance, avec une solution crémaillère, 2 étages de réduction par courroies crantée sont quasis
obligatoires, ce qui colle bien avec une conception par arbre de liaison. Prévoir un arbre tubulaire en acier de gros
diamètre pour une bonne rigidité torsionnelle, une faible inertie et bonne tenu à la flexion centrifuge.
L'autre solution, plus simple, est de se résoudre à un pas à pas pour l'axe Z, car 750 W pour un axe
Z à bille, c'est beaucoup.

 

[mumuvar]

bonjour gaston.

Alors, en fait j'ai trois drivers, deux moteurs 750w pour les axes X Y et un 400w pour l'axe Z.
Les moteurs 750w "garde le couple" jusqu'à 3000 rpm Après, ça chute...

Calcul vitesse:

Pour un pignon de crémaillère ø30mm à 3000rpm

2xRx¶xRPMmax 30x3.14=94.2

94.2x3000=282600mm/minute

282.6M/minute

si je vise une vitesse linéaire max de 20M/minute:

282.6/20=14.13 Le rapport de réduction doit être de 14 environ...

J'envisage donc de suivre tes conseils, la solution d'un arbre de transmission me plait bien.

Un arbre acier de 12mm ça le fait? J'ai des paliers à roulement 12mm qui traine quelque part

 

[mumuvar]

Le datasheet du servo 750W:

 

[gaston48]

Un arbre acier de 12 mm ça le fait? J

Si on considère que c'est une barre de torsion, avec un couple impulsionnel du moteur de 7 N.m
la barre va se tordre d'un angle de 0.8 ° répercuté sur le pignon cela provoquera un retard d'avance de 0.015 mm
L'inertie supplémentaire apporté par cette barre sera de 2.3 X 10-5 Kg.m2, négligeable par rapport à celle du rotor
de moteur qui est déjà de 8 X 10-4 Kg.m2.
Si comme je l'avais proposé, on remplace cette barre de 12 mm par un tube de dia 20 x 1 mm
avec des axes de 12 rapportés aux extrémités, on réduit la torsion d'un facteur 3, et on augmente
l'inertie également d'un facteur 3, ce qui reste négligeable aussi et son poid est divisé par 2.
Je pense qu'une barre de 12 sera suffisante. Prévoir quand même un palier tout simple tout les
500 mm, pour éviter le battement de la barre. Palier composé d'un simple roulement ZZ .

 

[Manuforg]

Sur 2500 de long, le mieux est d'avoir la vis a bille fixe, et le moteur sur la partie mobile. Enfin généralement pour ces longueurs la, c'est comme ça.

20m/min ca n'est pas beaucoup pour une machine de se type et de cette taille. Je suis a 15m/min sur une machine de 1400 de long.
Le déplacement est déjà assez long lorsqu'il faut tout traverser.
Si ca peut te donner une idée: sur une machine industriel sur laquel je travail, la vitesse rapide est réglée a 60m/min. Nous usinons des panneaux de 2.8m.

 

[el patenteux]

De mon coté,de mémoire je n'ai jammais vu d'écrou tournant sur les table pros.(pourtant un choix logique si l'ont veut y aller avec des vab plutot que crémailleres)
Ici la machine de mon oncle,elle se vendait autour de 150 000 euros neuves(il y a 10ans)

Une seule vab centrale en plus,le vendeur se fait un plaisir de lui vendre des patin$ périodiquement.
Précisont qu'il découpe en moyenne 80-100 feuilles/jours.

 

[gaston48]

="el patenteux, post: 1123440, member: 41598"]Une seule vab centrale en plus,le vendeur se fait un plaisir de lui vendre des patin$ périodiquement.

C'est la démonstration des contraintes subies par les patins suite au déformations en "crabes" du portique

 

[stanloc]

C'est la démonstration des contraintes subies par les patins suite au déformations en "crabes" du portique

De ton point de vue. Moi je pense que c'est plutôt suite aux kilomètres parcourus à des vitesses peut-être supérieures aux recommandations et à celles utilisées dans le calcul de la durée de vie sans parler du plus ou moins manque de graissage et accumulation de poussière.
Stan

 

[el patenteux]

C'est la démonstration des contraintes subies par les patins suite au déformations en "crabes" du portique

J'en suis convaincu!

 

[el patenteux]

Une autre table pro ou ma copinne travail, une AXYZ,montée sur crémaillere avec 2 moteurs tourne depuis 20ans
avec a peu pres zero maintenance.
Travaux un peu plus léger,découpe alupanel,acrylique etc mais quand meme...
Elle est du meme format et montée sur des rails rond suportés de 12mm.

 

[vres]

Sur 2500 de long, le mieux est d'avoir la vis a bille fixe, et le moteur sur la partie mobile. Enfin généralement pour ces longueurs la, c'est comme ça.

20m/min ca n'est pas beaucoup pour une machine de se type et de cette taille. Je suis a 15m/min sur une machine de 1400 de long.
Le déplacement est déjà assez long lorsqu'il faut tout traverser.
Si ca peut te donner une idée: sur une machine industriel sur laquel je travail, la vitesse rapide est réglée a 60m/min. Nous usinons des panneaux de 2.8m.

De mon coté,de mémoire je n'ai jammais vu d'écrou tournant sur les table pros.(pourtant un choix logique si l'ont veut y aller avec des vab plutot que crémailleres)

De notre côté, ce principe est couramment utilisé: Mecanumeric, SBC, SCM...Dans une gamme plus légère il y aussi BZT.

 

[mumuvar]

update!!!

J'ai eu la chance de récupérer un autre servomoteur 750w avec son driver, ce qui me donne la possibilité de gérer l'axe Y avec deux servos.

Le projet avance lentement il a fallu dompter solidworks...

Concernent la partie carte électronique j'ai jeté mon dévolu sur les cartes CSMIO en 6 axes.

Il y a deux types de carte en 6 axes:

La carte CSMIO/IP-S qui fonctionne STEP/DIR.

La deuxième CSMIO/IP-A fonctionne en +/- 10V. Si j'ai bien compris le datasheet de celle-ci, elle offre la possibilité de récupérer l'information du codeur de position.
Mes drivers de servo sont pilotables en +/- 10 v.

Alors, d'après vous, CSMIO/IP-S ou CSMIO/IP-A ?

 

[mumuvar]

Voici quelques images du projet

 

[Jmr06]

Bonsoir.
Je supose que tu n'a pas fini de modéliser le chariot de Y ?
Par ailleurs, je ne suis pas convaincu de la rigidité de la poutre en H réalisée en profilés d'alu. Solicité par le bout des ails du H (là où sont les rails), l'âme du H (le profilé placé à l'horizontal) va-t-il suffire à les maintenir ? En mettant 2 profilés horizontaux, cela formera un caison et ce sera plus rigide, qu'en pensez-vous ?
JMR

 

[Momoclic]

Salut,
Oui, je ne vois vraiment pas comment tu peux tenir et protéger les rails sur tes tubes rectangulaires. Quelles sont les dimensions et épaisseurs de ces tubes ?
On peut aussi se poser les mêmes questions pour les crémaillères ?

 

[mumuvar]

Bonsoir jmr06 (oh un Cannois! je suis du var a Salernes)
Merci pour ta remarque constructive, c'est le bon prétexte pour me familiariser avec l'outil de simulation de solidworks. Voici la première simu s'est pas terrible je vais revoir ma copie...

 

[mumuvar]

bonsoir Momoclic

e ne vois vraiment pas comment tu peux tenir et protéger les rails sur tes tubes rectangulaires

Tube acier 100x50x4
Ben de la façon la plus simple, vissé par le dessous avec des trous pour laisser passer la clef...

 

[Momoclic]

Salut,
Ok merci, mais de quelle épaisseur sont tes tubes, de toutes façon tu auras intérêt à les placer au plus près du bord pour profiter au maximum de la rigidité du tube.
Et il te faudra des rails spécifiques (taraudés).

 

[mumuvar]

Tube 100x50 ep:4mm

de toutes façon tu auras intérêt à les placer au plus près du bord pour profiter au maximum de la rigidité du tube

J'en prends bonne note

 

[vres]

Tube acier 100x50x4
Ben de la façon la plus simple, vissé par le dessous avec des trous pour laisser passer la clef...

Je ne comprends pas... tes rails sont taraudés ?

 

[bendu73]

Oui, les rails prismatiques existe en version taraudé. J'en possède sur le Z de ma machine.

 

[vres]

Dans ce cas je ne vois pas l'intérêt, c'est quand même plus simple de tarauder le tube, surtout pour le réglage. En plus au niveau des pieds, ça va être difficile (voir impossible) de passer par en dessous.

Sur cette conception pour le X et surtout pour le Y le parallélisme entre la crémaillère et les guidages va être très difficile à régler.