Ma micro fraiseuse CNC 4 axes DIY

[did31]

J'avais commencé par faire ma micro table CNC de 22Kg quand même
Et je suis parti sur une carte GRBL de CNC3018, il suffit juste dans rentrer un programme dans une carte SD et de démarrer la machine
l'électronique est assez simple avec juste la carte Arduino et 3 TB6600 et une alim, après je rajouterai un relais à enclenchement pour débrayer les moteurs en les connectant à enable, il suffit sur la carte Arduino de repérer le Pull et le Dir

 

La table vient se poser pour les essais sur ma BF20 qui va prêter son Z ce n'est pas top cet empilage mais ça n'a pas l'air de bouger, bien sur tout cela est provisoire

Après j'ai commencé la structure Z de la fraiseuse pour avoir une machine complète et autonome, j'ai eu l'accès à un atelier professionnel pour découper la grosse ferraille, sinon ça m'aurait pris 10 ans !
Donc la structure est faite en UPN de 120mm que j'ai fermé, j'en entends déjà dire : "c'est pas assez rigide ton truc"  
Bon moi ça me parait déjà pas mal rigide comme ça et aussi assez lourd, en tout la machine devrait faire ses 80Kg et c'est une mini machine de courses : X 180; Y 100; Z 100

Pose de la table et de la broche, c'est déjà prêt a fonctionner mais il va falloir ranger un peu les câbles

Après une petite mise au propre je me suis même fait un soufflet en Z DIY, j'ai fais la partie électronique dans un vieux boitier de PC, au passage je me suis fait des protections de câbles pour les Nema 23 en PLA orange

je me suis attaqué avec cette machine homemade aux culasses de mon nouveau moteur de modélisme käfer5

Voici ma méthode primitive pour y arriver :

J'extrais le DXF qui m'intéresse du 3D, sur LibreCad je fais mon parcours en centre outil en offsétant les arrêtes du rayon d'outil
Je passe ça dans le Cambam gratuit et j'extrais le Gcode en mode gravure, après en mode texte je duplique le bloc en changeant le Z, ça va vite quand on a pris l'habitude

Le Grblcontrol Candle qui est aussi gratuit me permet de visualiser le parcours d'outil et d'insérer ou de supprimer des lignes, par ex rajouter des points de dégagements

Ma machine en GRBL est simple et fonctionne bien ce qui est un peu déroutant au début c'est que l'on a ni repère machine ni repère pièce avec son G54, la machine prendra son X0 Y0 Z0 au point ou se situ la fraise, du coup il faut construire les trajectoires en choisissant bien le repère d'origine
Pour le Z0 pas de difficultés je viens poser la fraise sur la pièce et avec les molettes je fais pareil pour le X et Y, jusque là les moteurs étaient libres, quand je les armes je revérifie avec cales et comparateur, double contrôle ceinture et bretelles
Les moteurs sous tension le jog de mon GRBL ne déplace au mini que de 0.1, si je force sur les moteurs manuellement avec la molette je décrante de 0.08 donc avec un peu d'astuce on as une possibilité de 0.02mm

 Voila les premières pièces sont sorties et les usinages sont très propre même si ce n'est pas évident à prendre en photo car ça brille pas mal. Même dans les poches profondes on ne voit pas de décalages et il n'y a pas de crocages dans les coins ronds
Certaines opérations on été terminées en traditionnel
 

 

 

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[did31]

Ensuite j'ai fait des mise à jour pour le 4 ème axes

Donc je suis parti sur un plateau sérieux à doubles roulement et en plus à CM2 central ce qui est pratique pour des pinces CM2 tirées, je ne me suis pas déchiré sur la conception de ce 4ème axes j'ai simplement fixé le moteur ou l'on fixe habituellement les disques à trous, le fonctionnement est onctueux et sans jeu excessif, comme c'est un plateau de 90/1 toujours avec mes cartes pour vis de 4mm un déplacement de 360 fera un tour complet de plateau toujours au cinquantième de degré

 Cette machine commence a être une usine à gaz, pour l'instant je ne me suis pas encore occupé du rétrofit Electronique en 4 axes, mais en 3axes je pourrai faire par exemple des hélices en bloquant l'axe Y par exemple et en branchant sur la sortie Y le plateau, bon le mieux serrai d'avoir une électronique 4 axes je suis bien d'accord je vais regarder ça, surtout que j'avais acheté un SMC4 tout neuf

Après j'ai fait le rétrofit de la partie élec
Sur le dessus ou était la carte de commande j'ai tout regroupé sur une embase femelle DB25

Comme ça je peux mettre ou enlever d'un bloc mon ancienne carte ou bien une autre

Cette carte prévue pour une graveuse de type CNC 3018 a bien fonctionné jusqu’à maintenant mais elle ne gère que 3 axes alors je passe au SMC4 contrôleur
Je n'ai pas mis derrière les sortes d'extensions à bornes qui se branches sur les deux DB25, je récupère seulement par une embase femelle la sortie 15 pour activer la broche (fil jaune)

Après vous allez sans doute trouver mon ergonomie étrange avec le clavier sur le dessus mais il faut dire qu'à l'atelier je n'y suis que debout

 

Je vous fais une photo du menu le plus important :

- 1ère ligne rien de spécial le nombre de pas par millimètre, comme j'ai une vis SFU1204 et 32 micropas (200/4) x 32 = 1600
- 2ème ligne la vitesse en mm/min comme la courbe de mes moteur faiblit pour 24v à 200tr/min 200 x 4 (pas de la vis) = 800, j'ai essayer de mettre 1000 pour voir me je perdais du couple
-3ème ligne les accélérations j'ai mis une valeur qui me paraissait correcte après je n'ai pas chercher à optimiser
-4ème ligne si l'on se sert des créneaux positifs ou négatif du signal, par défaut laisser à 0
-5ème ligne la direction simplement mettre 0 ou 1 pour mettre ses axes dans le bon sens ça dépendra de comment chaque machine est faite
-6ème et dernière ligne, je n'ai pas trop compris la traduction mais de manière générale laisser à 0

Ma config : moteurs nema 23 76mm double arbre sous 24V
Vis SFU1204 (pas de 4mm) en prise directe
Driver TB6600

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[did31]

Exemples de réalisations 4 axes :

Un micro arbre à came

Et les cylindres toujours du Kafer5

 

Pour la gueule de loup, je suis parti sur le profil projeté sur le plan Z0 qui forme un arc de cercle, j'ai coupé c'et arc en 8 parties et j'ai extrais le Gcode sur le Cambam 0.8

Ensuite manuellement j'ai rajouté des coordonnées Z à mes instructions G02, le Z du coup fait des segments de droites mais le but est de maintenir la partir coupante de la fraise dans l'épaisseur du tube, le travail en XY sera bien un arc parfait

Maintenant que le programme est prêt et rentré dans le SMC4 contrôleur je vais vous montrer la prise de références
Pour trouver le zéro en Y je me suis fait une équerre spéciale en "Té"

Sur le boitier je mets à zéro le Y

Ensuite pour le Z j'utilise la cale pentée que j'ai faite (4.95 à 5.05)

J'appui sur la touche "Z" du boitier et je rentre la valeur 17/2+5

Pour le X idem

J'ai une fraise de 4mm, donc j'appui sur la touche "X" et je rentre la valeur 5+4/2

Me voila référencé, je remonte le Z et c'est prêt a usiner
Ce boitier SMC4 est quand même bien fichu car on peut donner une valeur aux axes et pas seulement les mettre à zéro comme sur des boitiers plus orientés gravure


Voila ça ne prend qu' une minute dix pour réaliser les 2 demies gueules de loups et les 3 rainures

Je n'ai plus qu'a envoyer en CN les pièces les unes après les autres

Petit inconvénient si je ne veux pas qu'a la pièce suivante le plateau rembobine jusqu'au A0 ce qui est un peu long vu que mon plateau est assez démultiplié, je dois remettre à zéro l'axe "A" avant la pièce suivante
En effet si je termine un programme à A360, quand la machine reverra un A0 ne serra pas que c'est la même chose et rembobinera jusqu'à A0, elle ne resonne pas sur un tour complet c'est embêtant dans mon cas mais si dans d'autre applications je dois faire une hélice sur plusieurs tours ça sera utile. Je chercherais si sur le contrôleur on peut régler le A sur un tour mais ça m'étonnerais

Voila pour aujourd'hui, Denis

 

[divers]

Félicitations, Super fraiseuse miniature. Cela me rappelle l’époque où on numérisait les machines traditionnelles.

[did31]

Merci

Fraiseuse miniature certes mais tu ne pars pas en te la mettant sous le bras à moins d'être costaud car elle doit bien faire ses 80Kg, Je sais pas si je l'ai écrit mais en plus j'ai rempli les corps creux de la structure en béton fibré et armé, je ne sais pas si c'était vraiment nécessaire en gain de rigidité mais ça ne peut pas lui faire de mal et peut être mieux amortir les vibrations

Contrairement aux machines traditionnelles numérisées, c'est du tout fait maison avec rails à billes et vis à billes sur tous les axes, c'est du Chinois mais la qualité m'a parue bonne

Dernier point j'aime bien ce contrôleur autonome 4 axes SMC4, une fois les programmes fait ils sont stockés sur la carte SD et on a pas besoin d'un PC relié à l'atelier

[sevgil]

Bonjour et Bravo, je suis impressionné.

[divers]

As-tu fait un recuit de stabilisation de ton châssis après soudure et avant usinage.

[did31]

il y a 24 minutes, divers a dit :

As-tu fait un recuit de stabilisation de ton châssis après soudure et avant usinage.

Bah non ça aurait été bien mais j'ai attendu 1 mois et demi pour le séchage complet du béton avant de faire l'ajustage final et de m'en servir

J'ai fait l'équerrage au niveau de la table il y a 4 plots soudés sur le bas de la poutre en L, je les ai ajustés avec une grande équerre de précision en appui sur les surfaces usinées de l'axe Z, après la précision y'a quand même -+5 centièmes qui se baladent un peu partout mais j'ai fait au mieux avec les moyens que j'avais

Denis

[BourrinDesBois]

Bah super boulot, c'est peut être la plus rigide des petites machines qu'on a vu ici! En tout cas tes pièces sont propres et ça suffit à prouver l'efficacité!

5 centièmes c'est pas si mal, tu pense qu'ils viennent de quoi?

[did31]

J'ai pris de l'étiré pour les tables c'est quand même assez propre mais ça ne vaut pas une rectif, après je peux aussi avoir de petits défauts d'équerrage mais bon pour du fait maison c'est quand même très acceptable surtout que les défauts sont atténués par la petite taille des pièces vu que je n'utilise pas toute la longueur de toutes les courses en même temps

Sur les pièces ou je fais des poches profondes en plusieurs passe de 1 mm je ne vois pas de décalages comme quoi c'est pas si mal

Sur l'exemple de l'arbre à came je prend quand même une passe de 2mm d'un coup dans de l'acier 100C6 qui est assez raide

Sinon pour le budget c'est 1000€ maxi tout compris avec le boitier de contrôle et le 4ème axe ce qui est pas si mal car ça serait déjà le prix d'une petite fraiseuse de modélisme ou il faudrait en plus rajouter les moteur et toute la partie contrôle et en plus il n'y aurait ni vis à billes ni rails à billes. Je me suis fait sur mesures une machine adaptée à mes besoin en fait

Denis 

Modifié (le) Mai 3, 2021 par did31

[divers]

Tu as réalisé une bécane qui est cohérente, bien proportionnée, avec laquelle tu vas pouvoir t'amuser.

[did31]

Le 03/05/2021 at 19:48, divers a dit :

Tu as réalisé une bécane qui est cohérente, bien proportionnée, avec laquelle tu vas pouvoir t'amuser.

Oui c'est vrai que j'ai de quoi faire surtout depuis que je suis en 4 axes

En regardant la doc du SMC4 contrôleur, je suis tombé sur une commande intéressante le : G28 P1

Cette commande sur le SMC4 contrôleur du moins je ne sais pas si ça fonctionne pour d'autres, permet de forcer la valeur d'un axe en cour de programme, ce qui est déjà très intéressant pour l'axe A, en effet quand j'usine une pièce avec l'axe A la machine ne sais pas quelle est revenue au point de départ à A360 et "rembobinera" à la pièce suivante si on oublie de remettre le A à zéro entre 2 programmes, pire si l'on envisage un usinage long en hélice avec plusieurs tours

Donc pour les pièces qui n'ont pas de références de départ sur A, j'ajoute cette dernière ligne : G28 P1 A0
Pour les autres pièces avec une référence de départ si je suis proche d'un tour complet après usinage, j'ajoute : G0 A360 puis G28 P1 A0

Alors aussi j'avais déjà cherché comment faire la même pièce en plusieurs exemplaires sur une plaque en ayant fait qu'un programme qu'on copie colle et je n'y était pas arrivé j'avais refais les programmes à chaque position de pièces. J'ai fait un essai pour une gravure d'un cercle Ø10 à X0 Y0 puis à X15 et X30, bien sur c'est un exemple ça serait plus utile pour un plus gros programme


G21
G90
M03 S1000
G00 X0 Y0 Z2

(Bloc piece 1)
G00 X5 Y0
G01 F30 Z-0.5
G03 F300 X5 Y0 I-5 J0
G00 Z2
(Bloc piece 1)

G00 X15 (decale de 15mm en X)
G28 P1 X0 (force la valeur X a 0)

(Bloc piece 2)
G00 X5 Y0
G01 F30 Z-0.5
G03 F300 X5 Y0 I-5 J0
G00 Z2
(Bloc piece 2)

G00 X15 (decale de nouveau de 15mm en X)
G28 P1 X0 (force la valeur X a 0)

(Bloc piece 3)
G00 X5 Y0
G01 F30 Z-0.5
G03 F300 X5 Y0 I-5 J0
G00 Z2
(Bloc piece 3)

G28 P1 X35 (redonne a X sa valeur depuis origine X5+15+15)
G00 X0 Y0 Z2 (retour origine)

M05
M30

Bon bien sur on pourrait aussi appeler un sous programme mais mon contrôleur ne doit pas savoir le faire. En exécutant le programme on voit la valeur X se remettre à zéro à chaque G28 P1 X0. Après on peut imposer n'importe quelle valeur à XYZA

Denis

Modifié (le) Mai 24, 2021 par did31