http://cnc.automatik.free.fr Après de bon et loyaux services et surtout parce que j'ai envie d'aller plus loin dans ce "loisir", je décide de lancer la création de ma nouvelle fraiseuse! La première a quelques défauts de conception, mais m'a beaucoup appris, je dois dire que ce fut un très bon apprentissage. Je ne dis pas que celle-ci sera parfaite pour mon usage, mais toujours mieux que la précédente... et sûrement moins bien que la prochaine!
Après quelques soirées passées sur la toile afin de peser le pour et le contre des éléments mécaniques dispos pour la fraiseuse que je voudrais réaliser et sur les conseils de Pierre Dradin (entre autres), je choisis donc un entrainement par vis trapézoidale, et des glissières rectifiées à billes. Commandé sur Ebay, chez Linearmotionbearings, qui n'hésite pas à concevoir des lots de glissières et vis trapézoidales sur mesure, en fonction de vos besoins. J'opte pour un lot de 1100/800/300mm. Je décide donc de me faire un croquis numérique afin de calculer mes besoins:
La fraiseuse vue de face:
Vue de profil:
Vue du Z:
Les plaques d'alu que je vais utiliser sont des plaques de récupération (de bonne augure vue le prix de l'alu!). Elles sont donc percées à quelques endroits, mais vu l'épaisseur (15 et 10mm), je ne pense pas que cela va me poser problème.
Pour ceux qui veulent commander de l'alu pour pas trop cher, je peux vous conseiller ce site:
Pour couper l'aluminium, j'ai investi dans une scie à onglet, chinée sur le net et qui apparemment fait ses preuves sur l'aluminium mais aussi sur l'acier et beaucoup d'autres matériaux. Sans aucune publicité, je vous donne un lien d'une vidéo avec laquelle vous vous ferez votre opinion (c'est une vidéo commerciale mais je vous assure que c'est la réalité):
Pour une fraiseuse de ce type je dois passer à autre chose qu'un support de table en formica! J'ai des amis super qui m'ont offert un ancien établi, certes un peu attaqué, mais aux proportions et à la structure intéressante... Je vais devoir sortir le décapant et la peinture!
Et voici le résultat après quelques blessures liées à la paille de fer qui a fait rencontrer ma main avec un des bords saillants du châssis... Il me reste juste à dégoter des pieds en caoutchouc pour les vibrations. Je décide de ne pas remettre les tiroirs et de loger l'électronique à l'intérieur, avec le panneau de contrôle en façade que je vais sûrement faire pivotant afin de l'avoir en position horizontale lors du travail.
L'axe Z
Allez on débute sérieusement le montage de la machine! J'ai voulu commencer par cet axe en premier car si je loupe des découpes, au moins ce sera moins de matière gachée.
Voici le support du chariot des Z avec les trous où seront fixés les support à billes des Y. Les supports à bille de chez Linearmotionbearings ont des petites vis centrales qui permettent d'ajuster le jeu existant entre les billes et l'arbre; je me suis fait une frayeur en constatant un jeu d'1mm une fois le support en position basse!
Le montage en approche avant fixation. Remarquez la plaque en haut à gauche que je dois faire usiner par un ami afin de faire un trou au centre de 30mm pour y passer la vis sans fin.
La plaque qui servira pour le support de broche, en position haut, qui viendra à ras de la plaque qui supportera le moteur.
En position basse:
Ca coulisse pas mal!
Après cette première étape la chose qui m'inquiète le plus est le poids. Sans avoir pesé exactement ce support, le poids s'avère assez conséquent, sans compter que je dois y ajouter mon moteur (je vais reprendre celui de l'axe X de mon ancienne fraiseuse qui fait 18kg/cm, soit environ 1.8NM)
Je me rabat sur l'achat d'un trépan pour percer le trou de passage de l'axe de la vis sans fin:
Tout doucement, mais sûrement!
Une équerre de charpentier du brico du coin en guise de support pour la vis. Anecdote: J'ai percé l'équerre au diamètre de la vis avec le trépan cité ci-dessus et il s'est bloqué dedans en pleine rotation... ce qui a entrainé l'équerre et a finie plantée dans mon pouce (pas bridée, je la tenais juste). Résultat: le pouce ouvert en deux, et quelques strips (pas envie de perdre ma journée aux urgences pour le faire recoudre, quoique j'aurais dû...)
En essayant l'écrou sur son axe, elle s'est délogée, et a perdu toutes ses billes... 50 billes à remettre en place dans l'écrou, pas facile. En logeant un peu de graisse à l'intérieur de l'écrou, les billes adhèrent et en 3 minutes de temps c'était remonté!
Le collier de serrage de la broche et les équerres en attente de montage. Les trous de fixations ont été faits de manière à pouvoir régler précisément la broche le plus parallèlement possible au martyre.
Mon moteur de 18NM est fixé sur deux entretoises de 15mm en alu, elles même fixées sur le dessus de l'axe. Pour l'instant j'ai posé le coupleur donné avec les rails et vis trapézoidales, mais il fera sûrement parti des "upgrades" à venir...
Une petite vue d'ensemble:
Mes craintes concernant le poids se sont dissipées depuis que j'ai branché le moteur sur l'interface! La remontée se fait sans peine à des vitesses très convenables (mais sans la broche) de 90mm/sec!
Une petite vidéo de l'axe en action (les saccades proviennent de la vidéo!):
Après quelques remarques pertinentes sur le porte à faux pouvant être exercé sur l'axe Z de ma machine, je décide de modifier sous les bons conseils d'Antoine (forum Usinages) l'emplacement de mes patins de mes Z et de les descendre de 30mm, une photo suffira je pense:
L'axe X
Après quelques remises en question conçernant le positionnement des glissières à bille, je décide donc de les positionner à plat plutôt qu'en position latérale, pour favoriser la répartition du poids et surtout faciliter les réglages. Je dois donc revoir tout le chassis, et on y va pour un assemblage de profilé d'acier soudé par un bon ami:
Que je m'empresse de fixer sur la table! ^^ Notez que le renfort central du martyr est amovible, et non soudé pour anticiper le montage de la vis.
Ensuite, on fixe les glissières à billes de chaque côté, puis fixation de la base du portique. On ajuste tout ça au 10ème de millimètre (là je dois dire que j'ai bien galéré...) J'ai ajouté des rectangles autocollants de feutrines pour minimiser les vibrations dus aux déplacement des glissières.
Allez passage au montage de la vis trapézoidale. J'ai troqué ma cornière en métal utilisée sur mon axe Z par des rectangles en alu 15mm, histoire de continuer dans le costaud.
Petit carton rouge pour Linearmotionbearings qui propose deux tailles de rails linéaires. Les blocs utilisés pour l'axe Z correspondent pile poil à la hauteur des support de la vis trapézoidale. Par contre, pour mon axe X et Y, les blocs sont plus gros et du coup les supports de vis trapézoidale sont trop court en hauteur, et je dois donc y placer des cales (en alu, bien sûr...^^) pour que l'ecrou de la vis s'ajuste parfaitement au plateau et éviter un porte à faux supplémentaire.
Pour fixer le moteur, j'ai simplement utilisé une plaque d'alu de récup, vissée sur le chassis sur laquelle sera fixée le moteur.
Le moteur de la photo est un 6V et ne développe pas assez de couple en 36V (limitation de la HobbyCNC). Je pense donc reprendre le même moteur que pour l'axe Z, ou si je trouve, un plus coupleux encore... EDIT: Moteur commandé et posé...!
Allez, une petite vue d'ensemble pour en finir avec les X.
L'axe Y
Tellement pressé de continuer le montage, que j'en ai oublié de prendre des photos...! Je vous met donc le peu que j'ai à disposition:
Un des côtés du support:
Même systèmes que pour les autres rails, je pose de la feutrine pour limiter les vibrations, et pose de la vis sans fin en approche.
Moment fatidique! on pose l'ensemble sur l'axe X et on apprécie voir l'ensemble prendre forme!
Une autre modification depuis la photo! On a vu ci-dessus que j'ai descendu les patins de mon Z ce qui fait qu'il a 30mm de moins en descente... J'ai donc été obligé de recouper les portants de mon axe Y de 50mm chacun pour rabaisser la hauteur entre le martyre et la broche.
Ca rend pas mal hein?!!
Allez quelques photos car je suis content...
Installation de la chaîne porte cable (ebay, pour environ 12€)
Les premiers déplacements après la fixation et la configuration de mes moteurs:
Pendant mes tests de vitesse, j'ai reussi à trouver une configuration de vitesse hors matière assez sympa en mode 1/2 pas. Cette configuration ne sera pas définitive car je compte passer en mode 1/4 de pas par la suite.
Martyre et bridage
Toujours de récupération, mon beau-frère adoré a réussi à me récupérer du plancher de camion réfrigéré... oui, c'est en alu! Cela se présente sous forme de tronçons de 250mm de largeur et clipables entre eux.
Quelques plaques plus tard:
Une fois les plaques fixées sur le chassis, j'y déposerai un martyre en MDF 19mm. Le principe de bridage se fera sous forme de brides en alu que j'usinerai par la suite, vissées dans le sous-martyre en alu.
Dans l'idée, je me prépare un fichier gcode pour percer l'ensemble MDF + Alu en 5.5mm, tarauder tous les trous de l'alu, et refaire un gcode pour élargir les trous du MDF.
Un petit aperçu du martyre en position...
Les brides seront en alu (tiens ce mot ne m'est pas inconnu...). Première tentative dans du mdf:
Puis réalisation dans de l'alu étiré de 10mm... Le résultat n'est pas top car j'ai eu quelques soucis avec le logiciel (ben oui je suis testeur et quelques fois les versions bêta ont quelques bugs), et mon ratio vitesse / profondeur de passe mal calculé... Il ne me reste plus qu'à réaliser les contre brides en escalier dans de l'alu 15mm.
Laser de positionnement
J'ai trouvé sur Ebay un petit laser 5nm qui fonctionne en 5V et qui a la propriété d'avoir une lentille qui permet d'avoir deux faisceaux perpendiculaires. Une sorte de croix cible.
Un petit montage simplicime pour le fixer sur le côté, en arrière (en -X et -Y), le réglage du faisceau se fera en position Z haute.
Un petit montage simplicime pour le fixer sur le côté, en arrière (en -X et -Y), le réglage du faisceau se fera en position Z haute.
Une idée du rendu mais la balance des blancs ne permet pas un bon rendu sur la photo.
Le nouveau déplacement manuel de RP-FMS permet un déplacement configurable pour chacun des axes. Il suffit donc juste de rentrer la différence en X et Y et de cliquer sur la diagonale pour déplacer la fraise à l'emplacement du pointeur laser. La vidéo sera plus demonstrative! Vous en profiterez pour voir les fin de courses installés et la chaîne porte cable, et je vous rassure le martyre n'est pas encore surfacé
Dustshoe
Après quelques usinages, la mise en place d'un système de récupération des copeaux devenait assez pressant... Quelques tours sur la toile et hop, un dustshoe adaptable à ma broche Kress, pincée sur le col de la broche et la partie balai amovible, fixée grace à des aimants. Il suffit juste de lever la broche et de retirer le balai aimanté pour avoir accès à la fraise. La brosse est fait en bas de porte de garage, directement collé à l'epoxy autour de la base en plexi... Pour l'instant la hauteur me correspond mais si je veux mettre une fraise plus longue, je peux toujours faire une entretoise en plexi aimantée dessus/ dessous pour ajouter une hauteur supplémentaire...
On essaie Mach3 ?
Pour ne pas rester bête, j'ai voulu essayer Mach3... Je reste très surpris des performances de mon vieux port parallèle...! Je ne ferais pas de comparaisons avec RP-FMS car il s'agit là d'outils complètements différents, et Mach3 ne sait gérer que le gcode. Cependant, j'ai trouvé une interface en française et qui gère les changements d'outils à la perfection...!
Après différents paramétrages, le palpeur d'outils fonctionne avec deux capteurs... un mobile à placer sous la fraise, et un autre fixe sur la table. Il est possible d'utiliser un seul capteur, le mobile et de venir le placer sur la pièce à usiner. Un clic sur l'icône et la fraise descend doucement sur le palpeur et dès le contact entre la fraise et la palpeur, celle-ci remonte d'un millimètre et redescend pas a pas pour toucher le palpeur avec plus de précision encore, avant de remonter à une hauteur prédéfinie, en tenant compte de la hauteur du palpeur. Le second palpeur, si utilisé sert de référence pour les autres changements d'outils appelés par le code M6.