Mini fraiseuse à commande numérique

[Armand]

Le ventilateur qui aspire, cela change effectivement la donne
Je pense que ta solution de "voir à l'usage" est la plus raisonnable.
Inutile en effet de se faire des noeuds au cerveau pour un calcul précis avec des hypothèses pas forcément sûres.
Et puis quel est l'enjeu , Un DRV8825 grillé c'est moins de 2 €, frais de port inclus
Le risque est juste l'immobilisation de ta CNC en attendant la pièce.

(Perso j'e dispose de quelques pièces en avance, suite à celui que j'ai grillé au début, pour une raison d'ailleurs indéterminée.
3 de ce stock m'ont déjà permis d'équiper la petite 3620 de ces drivers plus puissants que les A4988 d'origine.)

[Jipé]

Puisque l'on parle d'usage, as-tu constaté un échauffement notable des radiateurs des DRV8825 pendant les séances d'usinage ? Il me semble que ton CNC shield est à l'air libre, donc plus facile à vérifier que s'il est enfermé dans une boite. Comme je l'ai dit précédemment, quand ça brûle au contact du doigt, la cote d'alerte est dépassée. Les composants silicium supportent beaucoup plus que 80°, mais au-delà leurs caractéristiques intrinsèques évoluent de façon incontrôlable.
La première carte arduino que j'ai acheté (copie chinoise) avait un composant défectueux qui faisait chauffer le microcontrôleur ; à froid tout allait bien, mais au fil de la montée en température la simulation d'usinage devenait erratique avant de planter.
Je te rejoins sur la limite des calculs savants : les premiers galops d'essais seront certainement très instructifs et mettront sans doute en évidence des choses auxquelles je n'avais pas pensé...
Je ne vais pas tarder à faire mes premiers essais, mais avant de mettre sous tension je vais faire une dernière vérification des câblages ; faudrait pas que ça fume avec le doigt encore sur l'interrupteur.

[Armand]

Je ne peux pas prendre ma première CNC en référence car je ne me souviens plus avoir testé les drivers en température et maintenant j'ai un ventilateur qui souffle en permanence sur les radiateurs dans une direction parallèle aux ailettes. Dans ces conditions le radiateur reste pratiquement froid.
Par contre lorsque j'avais monté le premier moteur un peu plus puissant sur l'axe X de la seconde machine, la 3620, en remplaçant le A4988 de cet axe par un DRV8825 SANS radiateur (SANS, car l'espace entre la plaque arrière de protection de la carte et les drivers n'était pas suffisant pour la hauteur du radiateur) j'avais testé cette température avec le doigt posé sur le circuit intégré. Il était très chaud mais je pouvais garder le doigt dessus (donc environ 60° C estimés). Il pilotait un moteur de 1.5 A avec un réglage Vref de 0.75 V.
voir ici : https://forum.spmc-modelisme.fr/viewtop ... &start=330

Par la suite j'ai aussi remplacé le moteur Y par un identique et j'ai remplacé tous mes drivers par des DRV8825, y/c celui de l'axe Z qui est toujours équipé du moteur d'origine (qui peut le plus peut le moins).
Après cette modification, j'ai cependant monté la plaque arrière avec des écarteurs plus longs afin de pouvoir installer les 3 radiateurs sur les drivers. Les dernières vidéos publiées avec la découpe dans du bois dur et épais correspondent à cette configuration qui fonctionne bien, mais je n'ai pas pris la précaution de vérifier la température des radiateurs qui sont maintenant cachés.

[Jipé]

Des nouvelles du front...

Je termine la construction par la pose de trois connecteurs type cinch/RCA pour connecter par la suite un arrêt d'urgence "physique", un bouton de pause pour arrêter provisoirement un usinage en cours, et un dispositif de jauge pour déterminer la longueur des outils.

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Contrôle de planéité avant de passer à la partie logicielle.

Planeite.jpg (61.11 Kio) Consulté 6379 fois

Logiciel et paramétrages de base

Comme indiqué au début de la construction je vais utiliser bCNC pour piloter la machine. Pour la rendre autonome j'ai recyclé un ordinateur portable datant d'une quinzaine d'année (Toshiba Satellite A100 équipé d'un processeur centrino double cœur) pour installer ce logiciel. Le système d'exploitation d'origine (Windows XP) ne permettant pas d'exploiter toutes les fonctionnalités de bCNC, je l'ai remplacé par Linux (Ubuntu 18.04 pour i386) avec l'interface graphique MATE, agréable à l’œil et très fluide dans son fonctionnement. Gros avantage avec Linux, on est débarrassé une bonne fois pour toute du cirque des pilotes windows devenus rapidement obsolètes et dont on ne trouve pas les mises à jour ; on branche et on passe aux choses sérieuses.

Pour les premiers essais je n'ai modifié qu'un minimum de paramètres par défaut de GRBL :

Param_GRBL.png (140.92 Kio) Consulté 6379 fois

$2 --> passé à 255 ; ce paramètre détermine le temps de maintien sous tension des moteurs entre deux ordres de déplacement. Le temps est exprimé en ms. En lui attribuant la valeur 255, il reste sous tension en permanence, donc bloqué (sauf bien sûr si on lui demande un déplacement). Raison de ce choix :
- la conception du chariot Z qui a tendance à descendre spontanément sous son propre poids et le fait que l'axe Z reçoit peu d'ordres pendant les opérations de découpe donc livré à lui même pendant des périodes très longues.
- la possibilité qu'offre bCNC de changer d'outil en cours d'usinage ; sans verrouillage l'axe Z risque de bouger, et de perdre des pas pendant les opérations de démontage/remontage des outils.

$30 et $31 Vitesse maxi et mini de la broche mis à 14000 et 0 dans un premier temps. Je reviendrais sur ces deux paramètres suite aux essais.

$100, $101, $102 Réglé à 100 sur les trois axes.
Nombre de pas du moteur pour obtenir un déplacement des chariots de 1 mm (pignon de 16 dents avec un pas circonférentiel de 2mm ; moteur à 200 pas par tour ; micros pas du driver réglé à 16). Chaque micro pas provoque un déplacement de 0.01mm (32 mm(1 tour pignon) / 3200 (200 pas x 16 micros pas)

$130, $131, $132 Réglé à 420 (X), 572 (Y), 70 (Z) Déplacements maximum des 3 axes.


Résultats des premiers tests:

-Sens de déplacement des chariots : X et Y OK, Z à inverser ($3 à mettre à 4)

InversionAxes.png (40.62 Kio) Consulté 6379 fois

-Valeur des déplacements : Contrôle au pied à coulisse avec équerre et cales pour l'axe Y, directement avec la structure les axes X et Z. Précision de 0.1 mm sur les trois axes. Déplacement programmé de 100 mm sur X et Y, 50 mm sur Z.

IMesure_Y0.jpg (67.06 Kio) Consulté 6379 fois

Mesure_Y1.jpg (57.43 Kio) Consulté 6379 fois

Mesure_Y2.jpg (46 Kio) Consulté 6379 fois

-Fonctionnement des fin de course : appui manuel en absence de déplacement des chariots (inutile de risquer la casse si un des câblage est défectueux. GRBL renvoie l'information dans la barre de statut IDLE (X...)

E_Stops.jpg (96.51 Kio) Consulté 6379 fois

Test PWM pour piloter la broche par le Gcode : Catastrophe La vitesse de broche évolue bien mais pas comme on le souhaite. GRBL génère une sortie PWM linéaire entre 0 et 5 V (en noir) et le comportement de la broche (en rouge). La progression de vitesse évolue suivant une courbe, atteint son maxi avant d'atteindre les 5 V et diminue ensuite.
Les valeurs en ordonnée correspondent au contenu de l'octet qui gère le PWM ; valeurs entre 0 et 254.

Après quelques recherches, j'ai constaté que la solution se trouve dans... GRBL.

1- Ouvrir le fichier cpu_map.h et rechercher les lignes suivantes :

// Prescaled, 8-bit Fast PWM mode.
#define SPINDLE_TCCRA_INIT_MASK ((1<<WGM20) | (1<<WGM21)) // Configures fast PWM mode.
// #define SPINDLE_TCCRB_INIT_MASK (1<<CS20) // Disable prescaler -> 62.5kHz
// #define SPINDLE_TCCRB_INIT_MASK (1<<CS21) // 1/8 prescaler -> 7.8kHz (Used in v0.9)
// #define SPINDLE_TCCRB_INIT_MASK ((1<<CS21) | (1<<CS20)) // 1/32 prescaler -> 1.96kHz
#define SPINDLE_TCCRB_INIT_MASK (1<<CS22) // 1/64 prescaler -> 0.98kHz (J-tech laser)

// NOTE: On the 328p, these must be the same as the SPINDLE_ENABLE settings.
#define SPINDLE_PWM_DDR DDRB
#define SPINDLE_PWM_PORT PORTB
#define SPINDLE_PWM_BIT 3 // Uno Digital Pin 11

Par défaut la fréquence du PWM est calée sur 0.98 kHz (en gras), mais le module d'adaptation pour piloter la broche fonctionne entre 1 et 3 kHz.
Pour modifier la fréquence, il faut mettre en commentaire la ligne en gras (//) et dé-commenter la ligne au-dessus (supprimer les '//'). La fréquence passe à 1.96 kHz, dans la fourchette du module.
Pour éviter les problèmes, on ne touche à rien d'autre et on sauvegarde la fichier. Pour qu'il soit opérationnel, il faudra le recompiler et le téléverser dans l'arduino (sans rien débrancher sur la machine, mais avec l'alim de puissance du shield hors tension). Les paramètres de la machine sont conservés pendant la mise à jour de l'arduino.

2- Toujours dans le dossier GRBL répertoire Doc/script ouvrir le fichier fit_nonlinear_spindle.py avec un utilitaire genre notepad (éviter les traitements de texte qui insèrent des caractères de contrôle qui mettent le bazar dans les lignes de code).

La démarche à suivre est parfaitement expliquée, il suffit de lire... tranquillement.

Après application de la solution proposée, les vitesses programmées par 'Sxxxx' se situent entre 100 et 200 tr/mn au-dessus de la consigne. Considérant qu'il s'agit de vitesses à vide, c'est correct.

D'ou les paramètres affichés sur le document paramètres "controller"
$30 = 14383 vitesse maxi calculée
$31 = 803.9 vitesse de rotation mini.

Désolé d'avoir été un peu long, mais cette broche se devait d'être un peu plus obéissante.

Bonne soirée.
JP

[Armand]

Je crois qu'on s'approche maintenant des premières découpes avec cette machine
Effectivement tes explications sont longues, mais intéressent certainement celui qui utilise ta combinaison matériel / logiciels.
Avec EstlCam je m'en suis heureusement tiré de manière bien plus simple, j'aurais certainement déclaré forfait devant les difficultés que tu as rencontrées. Tu es très exigeant avec la précision de la vitesse de rotation. En pratique je suis toujours au maxi, ça simplifie bien les choses.

cet AM la mienne a repris du service pour découper du depron 6 mm à 1000 mm/mn avec fraise diamant 1 mm et 14 000 t/mn.
A 2 reprises (pendant la découpe de 24 planches tout de même) ma fraise s'est enduite de depron fondu solidifié, envoyant les pièces en cours à la poubelle. Un bain dans de l'acétone a remis les fraises à l'état neuf.
Je ne me l'explique pas vraiment au vu du nombre de découpes réalisées dans l'AM avec les mêmes paramètres ???

[yoyo]

Armand c'est peut etre du a une différence de qualité du dépron à certain endroit ???

Yoyo

[Armand]

Le depron, de par sa méthode de fabrication, me semble très homogène, pas comme certaines planches de balsa.

[Gass Didier]

Amand le point de fusion du dépron est assez bas, autour des 87 °C
Le pistolet à colle arrive à faire fondre le dépron sans soucis.

[Armand]

ça devient très précis
Il va falloir que je crée un flux d'air de refroidissement vers la fraise ... Mais je crois que je vais me contenter de la situation

[Jipé]

Ce n'est pas moi qui t'apporterai une réponse, n'ayant aucune expérience dans la découpe du dépron, à part au cutter... Pour le moment, Armand, c'est toi la référence.

JP