Mini fraiseuse à commande numérique

Jipé · Message par **Jipé** » 07 févr. 2021, 18:28

Bonjour à tous,

Je vous propose de suivre la construction d'une mini fraiseuse à commande numérique. Les projets développés par Armand et Yoyo m'ont donné l'envie d'ajouter une modeste pierre à l'édifice CNC.
Mon cahier des charges était simple lorsque j'ai démarré l'étude : format A2, coûts réduits au strict minimum, tout en espérant le service qu'on attend de ce type de machine.

Hormis les composants basiques les plus coûteux dont on ne peut se passer (moteurs pas à pas, broche) les systèmes de guidage et de commandes des trois axes (rails à billes, vis à billes) deviennent prohibitifs dés qu'on dépasse certaines longueurs. Pour faire tomber le prix de revient je me suis orienté vers des éléments standards du commerce : profilés alu et galets profilés pour les guidages et courroies crantées pour déplacements sur les 3 axes.

Pour améliorer la rigidité de l'ensemble, les profilés sont associés à un contreplaqué de 15 mm qui est également utilisé pour la structure de la machine.

Caractéristiques générales de la machine

Table fixe de 700 x 545 mm et portique mobile pour les axes X et Y.
Courses utiles 575 x 420 x 75 mm, Hauteur libre sous le portique 85 mm.
La table est prévue pour un immobilisation des bruts par dépression, ou par bridage.

Les guidages sont assurés par des profilés alu de type V-Slot de 20 x 20 et ou de 40 x 20 suivant les axes, associés à des galets profilés tournant sur des roulements à billes. Les mouvements des 3 axes sont obtenus par courroies crantées et poulies de synchronisation. Système utilisé par Yoyo sur sa machine

L'entraînement des axes est assuré par 4 moteurs pas à pas Nema 17 de 71 N.cm de couple ; Le portique (axe Y) nécessite 2 moteurs.

la broche est une Machifit 300 W brushless monobloc de type ER11. Vitesse de rotation maxi 14000 tr/mn. Merci à Armand pour l'avoir dénichée

La gestion de la partie commande est assurée par les très classiques tandem Arduino Uno/CNC shield et GRBL comme post processeur

Pour la préparation du GCode et la gestion des opérations d'usinage je vais utiliser bCNC, un logiciel open source qui me semble offrir de bonnes perspectives ; je verrai à l'usage si j'ai fait le bon choix.

L'étude a été faite en 2D avec LiteCad, mon logiciel de dessin habituel. (remplacé par NanoCAD 5.0 suite à upgrade Windows 10)

Coût des fournitures

Avant d'entrer dans le détail de la construction, le montant de l'investissement. La visserie n'est pas incluse ; j'ai utilisé mes stocks.

: CNC_cout.JPG (83.83 Kio) Consulté 5718 fois

Armand · Message par **Armand** » 07 févr. 2021, 19:01

Une description très exhaustive

Tu as une belle surface de travail, curieux d'en voir le plan et des photos.
Tu as très bien maîtrisé ton budget pour cette taille de machine. A titre de comparaison, la modification de la mienne revient à près de 400 €, sans compter les 160 € de l'acquisition de la 3018 initiale. Mais j'ai travaillé à l'avancement avant d'avoir abouti mon projet, ce qui fait que j'ai acheté des pièces que je n'ai finalement pas utilisées

.

Je ne connais pas le logiciel que tu évoques, en open source ça peut être un bon choix.
Yoyo et moi utilisons EstlCAM, qui existe en version gratuite entièrement fonctionnelle, mais sans possibilité d'enregistrer les documents pour une réutilisation ultérieure. La version complète coûte 50 € et est traduite de l'allemand en français. Je ne voudrais plus revenir vers Easel que j'utilisais au début.

yoyo · Message par **yoyo** » 08 févr. 2021, 06:35

Salut Jipé

C'est un beau projet qui démarre et je vais le suivre attentivement. Pour l'instant ma CNC avance très doucement, il reste encore des petites bricoles à finir pour qu'elle soit vraiment opérationnelle, mais pour le moment j'ai donné la priorité à la réparation du Bendix.
Pour avoir vue tourner la CNC de Armand, je trouve que le choix de cette broche et la bonne solution ,et peut être que dans le futur je remplacerait aussi le moteur brushless de ma CNC par cette broche.

Yoyo

Jipé · Message par **Jipé** » 09 févr. 2021, 15:44

A titre de comparaison, la modification de la mienne revient à près de 400 €, sans compter les 160 € de l'acquisition de la 3018 initiale.

C'est le problème dès qu'on utilise des sous ensembles prêt à l'emploi, les coûts montent très vite ; d'ou l'intérêt du 'Do It Yourself"...

Pour avoir vue tourner la CNC de Armand, je trouve que le choix de cette broche et la bonne solution ,et peut être que dans le futur je remplacerait aussi le moteur brushless de ma CNC par cette broche.

Comme déjà dit dans un autre sujet, c'est le seul modèle de cette catégorie ou le porte outil est usiné directement dans l'arbre moteur ; sur le plan mécanique c'est parfait, quoique, un arbre plus court aurait été encore mieux. Cette broche offre un autre avantage : la technologie "brushless" qui offre un meilleur couple et élimine tous les parasites liés aux balais des moteurs CC.

Après la présentation, la réalisation de la structure de la table et le moment de parler de l'outillage mis en oeuvre pour la fabrication. Je n'ai utilisé qu'un outillage basique tel que établi, étau, jeu de limes, scies à métaux et à bois, petite perceuse d'établi, jeu de forets et de tarauds et un peu de savoir faire. Bref, tout le matériel dont chacun d'entre vous dispose ; quant au savoir faire, quand je vois la qualité des maquettes construites par les uns et les autres, inutile d'en parler, il est acquis depuis longtemps.

Les différents éléments on été débités dans un panneau de 1200 x 600 mm (à l'exclusion de la partie supérieure de la table provenant d'un panneau d'un format plus petit disponible dans le magasin de bricolage local.

La construction de la machine nécessitant des équerrages soignés des débits, j'ai mis à contribution la machine de découpe de l'entrepôt de bricolage et profité d'une période de faible affluence pour expliquer à l'employé ce que souhaitais. Accueil sympathique et résultats escomptés

Pour ceux qui seraient tentés par l'aventure, veiller à choisir un panneau de contreplaqué parfaitement plan pour éviter de retrouver les déformations sur la machine au moment de montage.

Les planches avant de commencer.

: CNCdébit.jpg (69.06 Kio) Consulté 5654 fois

L'assemblage des différents éléments est fait à l'aide de vis à métaux et d'inserts de M5 x 10.

: CNC_insert.jpg (29.28 Kio) Consulté 5654 fois

Gabarit de perçage pour pose des inserts sur la tranche.

: CNCgabarit.jpg (25.66 Kio) Consulté 5654 fois

Utilisation du gabarit

: CNCgabarit0.jpg (26.63 Kio) Consulté 5654 fois

: CNCgabarit1.jpg (24.89 Kio) Consulté 5654 fois

La pose des inserts s'effectue en deux temps : perçage au diamétre 7 avec une mèche à bois à 3 pointes, puis mise en place de l'insert au vilebrequin.

: CNCinsert0.jpg (59.87 Kio) Consulté 5654 fois

L'outil de pose

: CNCvilo.jpg (39.25 Kio) Consulté 5654 fois

: CNCvilo0.jpg (46.74 Kio) Consulté 5654 fois

L'insert en place. Pour éviter de fendre le contreplaqué un serre joint encadre le trou. L'insert et le trou sont enduits de colle blanche.

: CNCinsert1.jpg (65.53 Kio) Consulté 5654 fois

Les inserts sont en place et les entailles à mi-bois sont préparées. Les extrémités du châssis sont percées pour accueillir des vis TF M5.

: CNCmiBois.jpg (61.09 Kio) Consulté 5654 fois

Jipé · Message par **Jipé** » 09 févr. 2021, 15:54

Suite de la structure de base.

Le châssis assemblé avec les renforts qui supporteront la table de la fraiseuse. Les renforts sont percés en prévision de la mise en dépression du plateau.
Le raccordement extérieur sera étudié ultérieurement.

: CNCChâssis.jpg (60.63 Kio) Consulté 5653 fois

Après retournement préparation du fond qui viendra fermer la zone de dépression.

: CNCfond.jpg (54.85 Kio) Consulté 5653 fois

Voilà pour la première partie, la prochaine étape sera consacrée à l'axe Z.

JP

Armand · Message par **Armand** » 09 févr. 2021, 16:25

C'est un beau châssis qui se prépare

L'utilisation d'inserts est judicieuse car elle permet un démontage éventuel pour maintenance, contrairement à des vis à bois vissées directement dans les pièces, comme j'ai pu le voir sur une vidéo de CNC en bois également.

J'ai le même CTP 9 plis de 15 mm pour refaire les flancs de la CNC 318 que je vais reconstruire.

J'ai cliqué sur le lien Bangood de la broche. J'y ai retrouvé le commentaire que j'avais fait à l'époque sous le pseudo arj52.
J'ai relevé qu'un autre acheteur avait un problème avec l'affichage sur le tachymètre. Il n'est pas le seul. Le mien a tout simplement cessé de fonctionner. Il est alimenté par 3 fils. J'ai vérifié la tension à ses bornes = 10 V, donc RAS. Donc, soit l'afficheur est HS, soit le signal (3° fil) ne vient plus du contrôleur, mais ce dernier fait fonctionner normalement la broche ??? Je n'ai pas les moyens de contrôler ce point.
J'ai donc contacté Banggood en demandant s'il y avait possibilité de racheter cette pièce (je voulais tester s'ils me proposaient la garantie). La pièce seule existe chez AliExpress pour un peu plus de 10 €, mais pas chez Banggood.
En première réponse ils me demandaient de renvoyer l'emballage avec l'étiquette (bien sûr non conservé), ainsi que des photos et vidéos pour prouver la panne !!!. C'est ridicule car ça ne prouve absolument rien, il suffit de le débrancher pour photographier un écran éteint.
J'ai donc répondu que je ne demandais pas le remplacement en garantie (frais de port retour disproportionnés par rapport au coût de la pièce), mais juste à racheter cette pièce, moyennant paiement.
C'est alors qu'ils m'ont fait savoir qu'ils avaient demandé à leur fournisseur de me renvoyer gratuitement la pièce défectueuse. Selon le suivi du colis, ce dernier est en route. Peut-être pas si mal que ça le SAV Banggood ? A suivre ...
J'ai été un peu long, mais comme tu as le même matériel ça peut être utile pour toi.

Bibi · Message par **Bibi** » 09 févr. 2021, 22:07

.
JP,
Magnifique ton vilebrequin

C’était un de mes jouets favoris chez mon grand père, bien que j’avais d’énormes problèmes avec le -Cliquet-

: 639897D5-B7E6-45B3-A165-4F90CA2DC288.jpeg (25.9 Kio) Consulté 5626 fois

Jipé · Message par **Jipé** » 10 févr. 2021, 12:04

J'ai choisi les inserts parce que j'ai anticipé les montages/démontages inhérents à la mise au point, et à la peinture lorsque tout sera au point.

En ce qui concerne le tachymètre digital, je ne peux pas, pour l'instant, faire des mesures sur le mien. A part un montage sur table, en fils volant, au moment de la réception du colis, je ne l'ai pas encore mis en oeuvre. Difficile de te dire si c'est la tension de consigne ou la fréquence de fonctionnement du moteur qui est prise en compte pour l'affichage. L'essentiel c'est que le moteur continue à fonctionner correctement.
Je note le coté positif de ta panne : le vendeur assure le SAV ,au cas où, le mien...

Bibi, ce vilebrequin est centenaire ; il faisait partie d'un lot d'outils que mon père avait racheté à un ancien qui prenait sa retraite : c'était vers 1924/25 lorsqu'il a commencé son apprentissage. Comme tu l'as remarqué il est comme neuf et le cliquet fonctionne comme au premier jour. J'en ai un autre, sans mandrin, prévu pour les mèches à queues en pyramide à base carrée.

JP

Armand · Message par **Armand** » 10 févr. 2021, 12:45

je viens de commander les mêmes inserts pour la planche de contreventement entre les 2 montants latéraux de ma CNC 3018 en reconstruction (même principe que celle que je viens de construire). J'ai bon espoir de pouvoir l'appeler "3618"

Comme quoi le partage d'idées a son utilité

Jipé · Message par **Jipé** » 10 févr. 2021, 13:25

C'est le but d'un forum, ça évite de perdre du temps à réinventer l'eau chaude.

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