tour en profilés alu

[MCrevot]

Bonjour,

fin des cogitations concernant la poupée mobile, et merçi pour vos conseils.

La réalisation(tout à la cnc) : j'ai fini par synthétiser mes 2 problèmes :
1) la broche avec un cône : je ne suis définitivement pas équipé pour faire ça, il faut que je la fasse faire ou que je l'achète. J'ai fini par trouver chez littlemachineshop l'objet de mes désirs, avec en plus la vis qui va avec ; et donc achat, j'achète aussi chez 123roulements 1 roulement et 2 butées à billes :

2) le fourreau pour la broche : elle fait 22mm de diamètre, et je n'ai pas du tout l'intention d'acheter le foret et surtout l'alésoir qui vont bien, d'autant que ma pauvre petite perceuse à colonne boch est surement incapable de faire tourner tout ça sur plus de 100mm de profondeur ; j'ai donc contourné le sujet, en réalisant un empilage de paliers en delrin précisément usinés de la même façon, à la cnc (même position de chaque palier sur la table pour que les éventuels décalages soient les mêmes sur tous les paliers).
Les paliers sont encastrés dans 2 demi-coques qui constituent le corps de la poupée, ajustement dur ; voilà l'ensemble des pièces du corps :

En blanc, les 3 paliers, et entre eux un 4ième palier en alu, alésé à 2/10 de plus, fendu, et qui servira à bloquer la broche en position par serrage (montage flottant).

Les 2 problèmes sont résolus, voilà le reste des pièces, en commençant par la manivelle et le vernier :

Puis les pièces constitutives de la base de la poupée :

Les 2 petites pièces en bas à droite seront montées sous la base, à l'aplomb des rails, et recevront chacune un petit patin en bronze sur lequel une vis pourra venir appuyer pour immobiliser la poupée.

Montage de la base : pas de péripétie particulière, les 2 grandes vis qui appuient sur les patins en bronze seront remplacées par qque-chose de plus pratique.

Début du montage du corps de la poupée, avec l'enfilade des 2 paliers, du frein, et du troisième palier :

On ferme la boite :

Et enfin, le tout en place :

Je n'observe aucun jeu dans la broche, son blocage fonctionne bien, l'immobilisation de la poupée sur les rails également, je suis content !
Ne me reste plus qu'à régler tout ça, je n'ai pas encore trop d'idée, en particulier latéralement car je n'ai aucun guidage à ce niveau, juste 4 trous oblongs dans les équerres ...

C'était pas joué d'avance !

Michel

 

[alainbiggun]

un beau Meccano!

 

[zirconien]

Arrivé à ce stade, je réalise que le moteur ne tourne pas dans le bon sens (ça, je le savais) et qu'il n'est pas possible d'inverser le sens (ça, j'étais certain du contraire, grosse erreur ...) ; il faut donc rajouter un train d'engrenages (50 dents, module 1) :

j'arrive un peu tard mais pour les moteur dit universel il suffit d'inverser les connections du rotor avec un double inverseur.
cependant la restriction peut être dans la position mécanique des charbons , certain ne sont pas perpendiculaire a leurs points de contacts. et la position angulaire des charbon ,en ce cas le rendement du moteur peut être très affecté
cordialement Frank

 

[MCrevot]

Merci Franck,

Comment puis je vérifier cette perpendicularité ? Ça se voit avec les yeux ?

Michel

 

[zirconien]

oui ou il sont a 90° avec le collecteur ou ils son a 60° donc cela ce voit bien.
et leur alignement avec les bobines aussi

 

[MCrevot]

Super, ça pourrait m'éviter un train d'engrenages, du bruit en moins et du rendement en plus, encore merci.
Michel

 

[MCrevot]

Bonjour,

j'envisage de remplacer le moteur et la transmission à la broche par un moteur triphasé et un variateur de fréquence 220/320 tri (pour simplifier la transmission, et disposer des fonctions inversion de sens et vitesse de rotation par de simpel contacteur/potentiomètre).

Mon mandrin mesure 80 mm de diamètre, j'usine essentiellement de l'alu, du laiton, du bronze, du delrin, diamètre max 50 mm.

J'hésite entre un moteur de 550w et un moteur de 750w, en inclinant plutôt vers le second,
et surtout, j'hésite entre un moteur 1500 trs/mn et un moteur 3000 trs/mn, transmission par une simple courroie crantée à la broche, rapport 1/1 - j'incline vers le 1500 trs/mn

Qu'en pensez vous ?
1) 550 ou 750w ?
2) 1500 trs/mn ou 3000 trs/mn, et quel rapport de transmission ?

Michel

 

[FTX]

Bonjour

Pour la taille du tour et des pièce à faire. 3000 tour de broche sont un minimum. Votre mandrin doit supporter 4000 RPM je pense.
550 w en 3000 seront suffisant rapport de 1/1

Ou 750 w rapport 2/1 pour le moteur. Plus silencieux.

Ftx

 

[MCrevot]

Merci Ftx,

Ok pour le silence apporté par le 750 w, mais pourquoi rapport 2/1, car du coup vitesse max = 1500 trs/mn ?

Michel

 

[albatros_del_sur]

Bonjour,
Un peu tard, mais il parait qu'il n'est jamais trop tard pour bien faire.
Concernant les pièces difficiles à faire cône de broche: il est possible de partir de pièces vendues dans le commerce chez Otelo par exemple (non limitatif) qu'il est possible d'intégrer dans un montage maison.
Pour le moteur je prendrais l’option la plus rapide et la plus puissante, car il est intéressant d'avoir du couple à basse vitesse, et facile de diminuer la vitesse soit par pignons soit par courroies et ainsi de gagner en couple à basse vitesse.
Les 500w de mon chinois m'ont souvent laissé dans la panade et ont participé à mon choix de passer à une plus grosse machine.
Ceci dit, personne ne l'a fait remarquer, mais cette réalisation est belle et intéressante car elle montre qu'on peut faire des choses intéressantes avec peu de moyens en se servant de ce qui est déjà là.

 

[zirconien]

j"ai aussi un petit tours avec 80 mm de mandrin et 500W c'est un peu juste je choisirais 750w
surtout si tu utilise un variateur la puissance diminue en mème temps que la vitesse
et pense a surdimensionner le variateur car la puissance suivant la vitesse la limitation en puissance du variateur va te limiter.
je me suis fait avoir avec une pompe a eau moteur 1500W variateur 1500w et la vitesse en charge se limitais a 110%
avec un variateur 2000W la vitesse grimpais à 160% sans surcharge en courant
mais en service continu un ventilo plus grand ou perso j'avais amélioré le carter de ventilation
perso je choisirais 3000 trs et une possibilité de pignons /2 pour les "grosses" pièces ou courroie crantées c'est silencieux et facile pour les vitesses

 

[MCrevot]

Merçi Albatros, merçi Zirconien, je vais donc partir sur du 750w, et pour le variateur du 1500w, ça me semble en effet une précaution indispensable.

Reste à déterminer si le moteur est un 1500 trs/mn ou un 3000 trs/mn, et quel rapport de transmission ?

Michel

 

[zirconien]

mais il ne faut pas déprécier les moteur dit universels.
car si un des bobinage stator est en série avec le rotor le couple augmente inversement a la vitesse
dans les petite puissance on peu être surpris.
pour exemple les démarreur qui sont des moteurs universels séries.
les moteur de perceuses sont souvent des compound un bobinage série pour le couple et et un bobinage parallèle pour limiter la vitesse.
d’ailleurs dans ce cas si on place un variateur d'aspirateur juste sur ce bobinage parallèle on accélère le moteur facilement jusqu'a300% mais la le couple diminue beaucoup ce qui pourrais bien coller avec un tour car tourner plus vite diamètre plus petit donc effort de travail plus faible.
ou passe de finition faible donc la aussi effort de travail faible.
mais impérativement un moteur avec roulement a bille.
je vois que ton moteur fait 600W et grimpe a 7000 trs et commence a 2000 tr je suis sur que c'est un compound
j'ai un bloc peugeot similaire je vais l'osculter

 

[zirconien]

avec un 1500 trs l’arrêt moteur par injection courant continu seras plus rapide, mais perso je pense 3000 pour l'inertie au travail et la vitesse maxi
mais ma compétence en usinage est toute fraiche
j’ai vérifier mon bloc est plus ancien encore de marque valdor et est lui en montage série variateur sur l’alimentation

 

[albatros_del_sur]

Mes moteurs Peugeot sont sans variateurs, mais j'ai un variateur "maison" je peux descendre la vitesse à 0 et monter progressivement au max. C'est étonnant ce qu'on arrive à faire avec. J'ai eu le petit tour Mini lathe 7/10 le variateur et le moteur ne donnaient pas un résultat aussi bon.

 

[junkdealer]

hello

j'etais passé a cote de cette superbe réalisation, chapeau

j'ai eu envie de modifier un peu mon tour peatol a une certaine epoque, pour prendre plus gros et gagner en rigidité, j'avais pensé a quelques trucs que tu as aussi fait pour le tiens, les profilés, le moteur, mais j'ai preferé acheter plus gros tout fait, je me connais, je serai encore dans les plans depuis 2 ans

sur ce, je file sur le sujet de ta cnc, cela promet de me refaiore baver un peu je pense, surtout que j'ai vu passer une proxxon dans le bordel

 

[zirconien]

Mes moteurs Peugeot sont sans variateurs, mais j'ai un variateur "maison" je peux descendre la vitesse à 0 et monter progressivement au max. C'est étonnant ce qu'on arrive à faire avec. J'ai eu le petit tour Mini lathe 7/10 le variateur et le moteur ne donnaient pas un résultat aussi bon.

peut être est ce parce que c'est un moteur mono asynchrone.
un variateur fait des merveilles sur un moteur série

 

[albatros_del_sur]

Tu as sans doute raison, mais comme je n'ai plus le mini tour, je ne peux plus vérifier.

 

[MCrevot]

Bon, je retiens que la préco, c'est :
- Variateur 1500w
- Moteur 750w 3000 trs/mn
- Rapport de transmission 1/1, et 2/1 pour les pièces importantes requérant plus de couple.

Il me reste à trouver une solution correcte pour monter le moteur, nettement plus gros que le petit peugeot !

Merci à vous, Michel

 

[albatros_del_sur]

pour la transmission, tant que tu y es, surtout si tu la fais par courroie tu peux prévoir en plus la division par 4 ce qui t'amène à 750 tours. Ce qui peut être intéressant pour faire du filetage où il vaut mieux aller doucement.
Pour la fixation du moteur tu as différentes options mais ça dépend en premier lieu de ton choix entre pignons et courroie. Avec les pignons, tu es tributaire de leur diamètre du module et du rapport à obtenir. Il est nécessaire de prévoir la lubrification. Les courroies c'est plus souple, car il est possible de jouer sur la longueur. Les 2 modèles que je préfère sont les crantées pour ne pas avoir de glissement (c'est comme les pignons rapport du nb de dents) et la poly V
qui permet des rayons de courbure réduits et ne glisse pratiquement pas, sauf effort hors norme.

 

[MCrevot]

Ok ; je pense utiliser de la htd 5, largeur 9 ou 15, simple à mettre en oeuvre et nettement plus silencieuse que les pignons ; en plus, je peux fabriquer les poulies à la cnc !

Michel

 

[wika58]

Bonjour à tous,
Un petit up de ce post que j'avais zappé et que je viens de voir sur la signature de notre ami sur un autre poste en cours.

Alors Michel, où en es-tu sur ce projet audacieux?

 

[MCrevot]

Bonjour Wika,

eh bien le projet continue, entrecoupé par pas mal de projets concurrents, dont une petite sieg x2 qui appelle bien des améliorations et du temps : en particulier installation de 3 DROs et d'une visu, ça c'est vraiment formidable, et puis rigidification colonne, j'ai acquis le kit de ArcEurotrade qui n'est pas tout à fait plug & play ! et puis toujours mon simu d'A320, d'ailleurs je viendrais prochainement en parler sur le forum, mon sujet du moment est le perfectionnement du rétroéclairage des panels, c'est assez chaud ...

coté tour, j'ai depuis :
- remplacé le chariot transversal, initialement sur rails prismatiques, par un chariot sur queue d'aronde, grosse amélioration des états de surface (il faut dire que le chariot ne reposait que sur 2 patins, je n'avais pas vraiment la place pour 4),
- remplacé la broche porte mandrin, car elle n'était pas creuse, ce qui est vraiment restrictif : j' installé une broche de tour sieg, trouvée chez littlemachineshop, et comme la poupée fixe coutait à peine plus, je l'ai également prise, j'en ai profité pour introduire des régales plus pratiques.
- remplacé la tige filetée d'entrainement du trainard par une vis à bille, dans la perspective de l'amélioration en cours.
- amélioration en cours : dans un premier temps une avance automatique, et puis éventuellement le filetage, mais sans rajouter de trains d'engrenages ; je veux piloter la vàb directement par un moteur pas-à-pas, avec possibilité de débrayage pour actionnement à la manivelle, avance manuelle avec 2 switch, asservissement à la rotation de la broche avec avance par tour paramétrable, le tout à base d'arduinos (2 arduinos, un pour l'ihm, les calculs et autres taches d'intendance, et l'autre pour piloter le moteur pas-à-pas) ; il y aura également la possibilité de piloter tout ça à partir de Mach3.
Une première maquette fonctionne, mais je ne suis pas tout à fait satisfait de l'asservissement, et plus précisément de la prise en compte des accélérations et décélérations, qui si elles sont trop importantes sèment la grouille ... donc une v2 en chantier;

Cela étant, le tour me donne satisfaction pour ce que j'en attendais, alu, bronze, laiton, POM, ... ; pour l'acier, j'y vais sur la pointe des pieds, il ne faut tout de même pas rêver ! mais oui, un tour en alu ça n'est pas complètement idiot.

Une des premières réalisations : une sonde pour ma cnc, qui embarque un capteur mycom dont la précision frisotte le micron (parfaitement inutile au regard de la précision de la machine, mais c'est bon pour la frime ).

 

[wika58]

Ta sonde vaut bien un post aussi.

Et alors pour le simu, j'attenos avec impatience... Si tu as besoin d'un pilote d'essai, fais-moi signe

 

[MCrevot]

Bonjour,

une petite suite à l'affaire, la numérisation de la vis de chariotage : je souhaite pouvoir charioter à vitesse régulière, donc numérisation de ce seul axe, avec la possibilité d'avancer/reculer manuellement, ou de façon asservie à la vitesse de rotation du mandrin ; mais c'est aussi un exercice de style, je veux réaliser ça à base d'Arduino, et sans utiliser GRBL, uniquement du DIY ...

Le projet est presque terminé, restent quelques petits réglages au niveau soft, ainsi qu'un coup de peinture, mais ça fonctionne ; pour ce qui concerne les principes :
- vàb de 16 mm, pas de 5, moteur Nema 23, entrainement par courroie (HTD 5).
- pilotage moteur à base de M542 + bob JK02 (j'avais ça en stock)
- IHM à base d'écran LCD 4 lignes + touches
- 2 Arduino Mega 2560, l'un pour piloter le moteur, et l'autre pour l'IHM, communication par 2 canaux half-duplex, programmation en C++

Voilà le résultat, le bloc additif est relativement important car je me suis laissé la possibilité de poursuivre cette numérisation ...

Réalisation :
Voici la partie mécanique, la vàb est dotée d'un roulement droit + butée du coté manivelle, et d'un roulement droit coté moteur ; toutes les pièces sont réalisées à la cnc, y compris les poulies crantées (delrin, fraise de 3, pour du htd5 ça passe tout juste).

Tout le bloc électronique vient se loger dans un boitier en mdf ! (oui, halte aux colibets !) :

Le bloc électronique est amovible, les seules connections externes concernent le moteur pàp ainsi que le capteur hall de mesure de la vitesse de rotation de la broche ; il est composé d'une partie basse avec les composants de puissance, et une partie haute avec les platines de commande et les 2 arduino :

Le bloc électronique, partie basse : à gauche l'alim de puissance (50v à découpage), et la bob devant :

Le bloc électronique, partie basse, de l'autre coté : à gauche le driver du moteur, au centre une petite alim, 5v pour la bob, et 8v (juste derrière le pont de diodes) pour les Arduino.

Le bloc électronique, partie haute : la platine de commande est usinée à la cnc dans du 2014 de 3 mm :

Lamage au dos pour accueillir les touches, également travaillées à la cnc dans du delrin de 10 mm :

Les circuits (platine de cmd, alim, shield) sont également réalisés à la cnc, résultat vraiment impeccable grâce au levelling rendu possible par ma sonde DIY (précision du capteur de l'ordre du micron !!!, c'est vraiment géant) :

Voici le circuit de la platine de commande, avec en vert l'afficheur LCD :

Les liaisons entre les 2 arduinos ne posent pas pb, mais les liaisons de l'arduino qui gèrent l'IHM exigent un shield :

Et au final, voici l'intégration dans le boitier supérieur : les 2 arduino dont l'un avec son shield, la platine de commande, et l'ensemble de commutation 220 AC :

La mesure de vitesse de rotation du mandrin est assurée garce à un petit capteur hall, un petit aimant néodyne fixé sur une couronne solidaire de la broche, et l'arduino IHM :

Voilà en gros pour ce qui concerne la réalisation mécanique, il est clair que la connectique autour des arduino n'a rien de professionnelle, il faudrait réaliser un circuit dédié pour remplacer ces 2 cartes, mais là aussi, j'ai du stock !

Coté informatique :
- Un arduino gère l'IHM (les touches de la platine de commande, l'affichage LCD) ; il accueille le capteur hall (la vitesse de rotation est calculée sous interruption) ; sur la base des consignes receuillies, il élabore les commandes à l'attention du second arduino (fréquence des pulses, nombre de pulses, direction), en gérant notamment vitesse et accélération, et les lui envoie ;
- Le second arduino recoit les consignes de l'arduino IHM et les transforme en ordres step/dir à l'attention du driver ; en retour, il retourne au premier arduino la position du chariot.

L'afficheur permet, dans sa partie gauche, de restituer la vitesse de la broche et la position du chariot ;
en partie droite, possibilité de fixer :
- l'avance par tour, utilisée pour un déplacement à une position donnée (mode asservi)
- le mode de déplacement manuel : continu, ou par pas de 1 mm, 1/10 mm, ou 1/100 mm
- la vitesse de déplacement, en mode manuel
- la position cible (mode asservi)

Les ordres de déplacement sont :
- en mode manuel, gauche ou droite
- en mode asservi, déplacement à la position cible
- fixation origine
- retour à l'origine
- stop

Voilà, la partie la plus compliquée a tout de même été la programmation, en particulier la gestion de l'accélération, indispensable si l'on ne veut pas voir le moteur pàp décrocher dès que la consigne de vitesse atteint un certain seuil ... prog objet très adaptée au sujet.

Michel

 

[Milodiou]

Super Quel travail !
Et ça filete ? Ça donne quoi en précision sur les pièces ?

 

[MCrevot]

Bonsoir Milodiou,
Merci.
Pour ce qui concerne la résolution, classique cnc amateur : 200 pas par tour, vàb pas de 5, donc 5/200 mm.
Pour le filetage, j'y ai pensé au début, mais il est clair qu'avec une synchro de 1 top par tour de broche c'est plus que limite, j'ai oublié ! Mais il n'empèche, c'est bien pratique ...
Michel

 

[Milodiou]

Sur le forum, il y a Biscotte74 qui file avec un capteur 1 point par tour et il en est content, doit falloir un moteur puissant qui ne ralenti pas trop.
Peut être que dans le plastic ou l'alu ça irait.
Je comprends ta réponse sur la précision mais c'est surtout la rigidité qui fait la précision sur un tour, comment il se comporte ton tour? est ce que le traînard à tendence à se mettre en crabe ? Et la broche et la contre-pointe?

 

[biscotte74]

Effectivement avec mach3 on a un paramètre qui permet de "lisser" les top/tour, ce qui est bien pratique, je filete en position harnais à 200 tr/mn environ, sur un filetage au pas de 150 je perd environ 1 tr/mn dans de l'acier, donc complètement négligeable, je pense pas qu'un capteur avec plus de top/tour changerait quoi que se soit, le moteur ne doit pas faiblir lors de la pénétration de l'outil ,si c'est le cas, quelque soit le nombre de top/tour, cela ne changera rien, le temps que l'avance se synchronise le filetage sera loupé.

 

[MCrevot]

@Milodiou : tout à fait, il ne faut évidement pas espérer une meilleure rigidité qu'avec un banc en fonte ... mais le profilé utilisé a une section de 80x160, ça commence à être du sérieux (c'est ce que j'ai utilisé pour ma cnc pour les montants latéraux, pour comparaison les mêmes montants sur une 6040 chinoise ont une section de 80x20 ...) ; par ailleurs, le trainard est monté sur rails prismatiques de 16 ; donc, non, pas de mise en crabe du trainard (je me contente d'usiner plastique et métaux tendres), et pas de problème non plus au niveau broche ; la contre-pointe est un peu en dessous (la broche coulisse dans 3 paliers en delrin de 20 mm d'épaisseur). Mais pour tenir le 1/100 dans de l'alu, il faut tout de même y aller façon sioux !

@biscotte : mon petit moteur de perceuse de 600w n'est pas suffisamment costaud, ou ma mécanique ne présente pas suffisamment d'inertie, donc vitesse de rotation du mandrin insuffisamment stable (surtout à l'attaque, maintenant avec l'avance automatique ça se stabilise en cours d'opération, mais je pense que c'est insuffisant) ; j'ai lu qu'en effet, rajouter quelques tops par tour ne change rien, il en faudrait 200 pour réellement compenser ... mais pour le coup, les arduino ne suivraient pas (l'arduino IHM qui prépare les consignes pour l'arduino qui pilote le moteur les envoie à chaque top, les com sont sous interruptions, et bien sur la génération step/dir est également sous interruption : la fréquence des messages émis par l'arduino IHM pertuberait complètement la régularité de la génération step/dir).

Michel