Mis à jour le 22 08 2023 à 17h34
Copyright 2016 Pascal Lebourgeois reproduction commerciale interdite
Conception et Construction d'une Fraiseuse à commandes Numériques (Construction Perso)
Une bonne adresse pour des outils et bien d'autres choses pour votre machine préférée
Je ne peux commencer cette description sans remercier mes amis Pascal H. , Jean Luc B. , Michel O. qui m'ont donnés un coup de main important dans ce projet.
Depuis quelques années me trottait dans la tête de construire un machine Commandes Numérique de "loisir dimensionnée aux travaux en application à l'Aéromodélisme. En inactivité depuis peu j'ai donc lancé le projet sérieusement. Grace à la complicité et les connaissances en la matière de mon ami Pascal , j'ai étudié une machine avec les dimensions des matériaux de récupération à ma disposition. L'objectif premier étant de travailler le moins possible ces différentes pièces. J'y suis parvenu mis à part quelques éléments qu'il aura fallu inévitablement travailler pour qu'ils soient utilisables. Je doit reconnaître que le résultat a dépassé mes espérances.
Caractéristiques:
Matiére:Aluminium, acier,
Largeur en Y : 850mm dont 720 mm utilisable pour usiner
Longueur X : 1200 mm 855 mm ------------------------
Hauteur Z : 90mm
Entrainement par 3 Vis à billes de 16mm au pas de 5.
Un moteur Nema 34 (6A) prise directe pour l'axe X
Un moteur Nema 24 ( 3.5A) prise directe pour l'axe Y
Un moteur Nema 24 (3.5A) prise directe pour l'axe Z
Electronique 2 Modules 4.2 A 2M542 (micropas) , 1 carte MH805 (micropas) + Carte de liaison bus interpolateur.
Broche Type Kress pour le début (occasion acheté sur Ebay) Maintenant Broche chinoise voir plus loin
Etude compléte de la machine sur Solidworks
Table et Axes des X
J'ai commencé par assembler mes deux pièces qui deviendrons la façade et la partie arrière pour faire mes perçages après traçage, pointage et avoir les deux pièces identiques
une après midi de travail . Ne pas tenir compte de la table qui n'est évidemment pas celle retenue, elle est encore en pièces détachées juste derrière !!! Fraisage des pièces pour le déplacement de l'axe avec la visse à billes de 900 mm (toutes les pièces sont elles fraisées sur mon vieux tour)
Ce qui est bien des Bons Copains, c'est que certains savent faire des choses que moi je ne domine pas, par exemple souder des profilés, Jean Luc est passé à la maison pour me donner un coup de main à construire le bâti de la machine. Tubes 60 x 40x 2.5 c'est du solide. Quatre pieds réglables
Axe Y et flasques Droit et Gauche + poutre Y .
Les deux flasques en Aluminium 20 mm 200mm x 400mm (je n'ai rien d'autre) fixé par 8 vis diam 8 x30 BTR de chaque coté sur les noix glissière à billes. La poutre en Alu 90 x 90 et coupée et fixée sur les flasques. Le rails supérieur 30mm autoporté et le rail Ina inférieur son fixés également. C'es deux pièces essentiels dans le bons fonctionnement ont été fraisées par un copain Michel O. qui a les bécane pour ce travail délicat.
Présentation de la vis d'entrainement du chariot Y . ça baigne !!!
Noix d'entrainement du chariot Y (plaque support provisoire)
Fabrication et Fixation des deux platines support des butées à billes de l'axe Y . Le moteur d'entrainement viendra sur une platine fixée sur le flan Gauche.
Fabrication et Fixation des deux platines support des butées à billes de l'axe Y . Le moteur d'entrainement viendra sur une platine fixée sur le flan Gauche.
Le Z va être modifié par rapport à l'étude initiale (toujours Solidwork)
Version définitive (26 11 2012)
Presentation provisoire puis définitive de la plaque surportant la noix de vis à billes, fabrication de la butée de l'axe Z et montage de l'ensemble des pièces restantes ( fraisées par un autre Pascal H. celui là )
Les vis d'entrainement de l'axe X ont été remontées, les poulies 32 dents posées, et le tendeur de courroie est en cour de construction.
etude solidwork du tendeur
Nema 34 et son accouplement changé depuis par autre modele
Premier essais de mouvement
Aprés une petite modif ( fraisage obligatoire) le Z est monté sur la machine et les trois axes fonctionnent désormais.
Le montage des différente butées et FC est fini, les chaines passe cables posées et le cablage est commencé.
Pose de l'armoire de commande (Recup encore) tous les cables sont passés rest à raccorder tout ça dans les bonnes bornes pour que tout cela fonctionne parfaitement.
Après quelques galères pour trouver le bon brochage du port parallèle, le câblage des fins de course a lui aussi posé quelques problèmes. De part la longueur des fils allant au FC environ 2m
allé et retour soit 4m pour chaque FC, ceux ci produisaient un effet résistif ou capacitif je ne saurai le dire toujours est -il que ça ne fonctionnait pas à cause des longueurs de fils.
(câblage vérifié plusieurs fois pour être sur) , j'ai trouvé la parade en produisant le contact par un relai. J'ai donc alimenté tout mon circuit en 24 v et il me sert pour alimenter ce relais simple efficace.
Remplacement de la Broche Kress par une HuanYang 1.5 KW
Le cadeau de Noel est arrivé en temps. Il m'a fallu quatre mois pour me décider à démonter l'ancienne broche Kress ( 750w) . Fini le bruit assourdissant. Il a fallut refaire deux pièces de support et raccorder tout ça comme il faut. Pas facile de trouver sur le Net les bons renseignements. Chacun y va de sa solution. J'ai expérimenté le Pluging pour un automatisme complet sans succès. J'ai abandonné et je suis passé à un raccordement simple en relation avec Mach3 marche , arrêt, c'est tout ce qu'il me faut. Le changement de fréquence , je le fait à la main selon les usinages à réaliser. ( solutionné depuis voir plus bas sur le site )
Voilà le schéma de raccordement effectué et cela fonctionne trés bien. Raccordement entre DCM et FOR réglage PD0001 à1 et PD002 à 0 les autres réglages sont selon le gout et le matos de chacun.
Le logiciel de conception 3d Solidworks pour toute l'etude avant la construction
Les logiciels utilisés pour faire fonctionner tout ça sont
CamBam pour créer les fichiers d'usinage, dessins etc
Mach3 pour animer la machine , interpréter le G-code
Outillage , fraises, CNC Fraises
La construction a été menée à bien avec l'aide d'amis que je remercie. Je n'y connaissais rien du tout dans ce domaine même si je suis electomécanicien de formation, il faut reconnaitre que le Web est un outil formidable pour arriver au terme de ce projet formidable. La machine fonctionne à merveille et de nombreus projets ont été à leurs termes grace à son aide et sa précision.
Config MACH3 de ma Machine
Commande de la Broche avec Mach3
Apres bien des essais , j'ai enfin réussis à faire fonctionner la broche en variation de vitesse par Mach3. Le G code est bien interprété et la Broche réagi aux changements de vitesse.
J'ai donc installé le Plugin nécessaire et raccordé une liaison entre le VAR et le PC Via un interface RS485, il est branché sur un port com série à l'arrière du PC. Il faut régler le paramètres de la broche selon la notice du plugin. Tout fonctionne parfaitement .
​
Installation provisoire sur les photos révisée depuis
Quelques pièces usinées avec la machine
Gravure pour Circuit Electronique
Gravure du circuit imprimé avec une ponte Javelo EVO 0.1
1 dent (CNC Fraise)
​
Broche 18000 tr/mn
Avance 500 mm/mn
Passe 0.02 mm
Le 4ème AXE Rotatif
J'ai enfin pris le temps de monter et cabler l'ensemble pour le 4 eme axe. J'ai trouvé tous les renseignements nécessaires pour ça sur le Net. Aucune difficulté pour configurer Mach3 .
Une fois tout cas monté et cablé il faut ajouter un driver pour le moteur et une prise en façade de l'armoire pour que cela soit démontable si pasutilisé. La configuration de Mach3 pour que tout fonctionne dans le bon sens et surtout que 1 tour = 360° ne demande que de respecter le calcul du Nb de pas par mm à indiquer dans le menu Réglage Moteur.
​
Nb de pas moteur pour un tour = 200
Microstepping dans mon cas 1600 donc 8
Démultiplication 4 tour moteur pour 1tour Mandrin
Ce qui donne 200 * 8 * 4 / 360 = 17.77777778
Il faut ajouter la prise en façade et ajouter un driver pour le Nouveau moteur
A bientôt pour d'autres aventures CNC