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CNC 8060


Par Gilles, publié le

La conception et la réalisation complète d'une CNC 8060.

CAHIER DES CHARGES

 

Usinage

La CNC devra pouvoir éxécuter des usinages de fraisage et gravage dans :

  • Le bois sur une épaisseur maxi de 30mm,
  • Du plastique PEHD, PVC, PTFE, POMC,
  • De l'aluminium sur une épaisseur maxi de 20mm,
  • Du composite : carbonne, fibre de verre.

 

Dimensions d'usinage (maxi)

  • Axe Y = 800mm.
  • Axe X = 600mm.
  • Axe Z = 160mm.

 

Les guidages

Le choix c'est porté sur des rails prismatiques pour gagner en précision et en charge supportée

  • Pour l’axe Y : deux rails de guidage de 30mm d'épaisseur & 1200mm de long,
  • Pour l’axe X : deux rails de guidage de 25mm d'épaisseur & 680mm de long,
  • Pour l’axe Z : deux rails de guidage de 25mm d'épaisseur & 419mm de long.

Pour les patins

  • Sur l’axe Y, glisseront  4 patins de type TRH30FE (131mm x 90mm x 42mm) 1kg540 (Le patin),
  • Sur l’axe X, glisseront  4 patins de type TRH25FN (80mm x 70mm x 36mm)  0,600gr (Le patin),
  • Sur l’axe Z, glisseront  4 patins de type TRH25VL (92mm x 48mm x 40mm)  0,550gr (le patin).

Pour les vis

  • Les axes X & Z sont des vis à billes de Ø16mm au pas de 5, montées sur des paliers de type  FK12C7 pour le palier fixe et FF12C7 pour le palier libre.
  • L’axe Y est une vis à billes de Ø20mm au pas de 5mm (Ø16mm aurait suffit…) et montée sur un palier de type AK15C7 pour le palier fixe et un BF15 pour le palier libre (Suite à une erreur de choix, une cale de 2mm devra être rajoutée sous le palier BF15).

 

Motorisation

3 x moteurs de type NEMA 23 :

  • Couple de maintien : 3 Nm.
  • Intensité par phase : 4.2 A.
  • Résistance ± 10% : 0.9 Ω.
  • Tension par phase ±20% à 1KHz : 3.78 V.
  • Inductance : 3.8 mH.

 

L'axe Z sera relié en direct par un accouplement flexible 12mm coté vis à billes et 10mm côté moteur.
Les axes X & Y seront entrainés par une courroie de 16mm renforcée par des fils d'acier. Une poulie de 25 dents de type AT sera monté sur la vis à billes et une autre poulie de type AT de 20 dents sur le moteur.
La démultiplication obtenue  sera ainsi de 1/25 et permettra de gagner en couple et en vitesse.

Pour les poulies, je vous conseille : France poulies, EVITER Tridistribution .

 

Le châssis

Les axes X, Y & Z seront soutenus respectivement par des profilés aluminium de : 90x30mm, 60x30mm , 60x60x30 (pour les angles) de 60x30 seront posés en renfort pour recevoir la table martyr de 20mm.
La base sera composée de profilés 60x30

 

 

Structure

C'est une structure auto portée : l'ensemble des axes X et Z se déplaceront le long de l’axe Y au dessus de la table sur des rails de guidage de 35mm.

Le portique est constitué de 2  flancs en aluminium de 20mm d'épaisseur, reliés entre eux par 2 profilés de 80x40mm soutenant les rails de guidage de 25mm. Ces profilés seront traversés par 4 tiges filetées M10 (Ca devrait tenir). Pour rigidifier le tout, une plaque en aluminium de 5mm d'épaisseur relira les profilés entre eux et sera de plus vissée sur les flancs.

L’axe Z sera constitué de 3 plaques en aluminium de 10mm d'épaisseur et prendra en sandwich 2 profilés de 30x30mm, sur lesquels seront fixés les rails de guidage de 25mm.

 

Electronique de commande

La carte de commande

Pour la carte de commande, ATTENTION aux chinoiserie certaines sont correctes d'autres sont des copies de copies, mais on peut trouver une carte qui marche.

Pour ma part mon choix c'est arrêté sur une carte USB compacte et surtout pas trop chère pour débuter.

L'idéal à terme sera de passer sur une carte ethernet :

  • plus de débit,
  • plus immunisé aux parasites,
  • MAIS plus cher couplé à une breakout board...

 

Carte ethernet Carte "Breakout"

 

Les drivers

La aussi faite attention de nombreux drivers sont des copies. Pour être sur de la qualité, je me suis orienté sur la marque LEADSHINE réputée pour leur qualité électronique. Mettre quelques euros de plus pour éviter la perte de pas, les ralentis ou tout autres dysfonctionnements n'est pas cher payé.


Pour faire tourner mes moteurs, j'ai choisi des DM860 avec système DSP :

  • tension d'alimentation de 30 à 80VDC,
  • courant de sortie programmable, de 2.4A à 7.2A .

 

L'alimentation

Une alimentation industrielle de 60v / 1200W pour les drivers.

Une alimentation de 24V / 2A pour la carte et les relais montés sur le rail dyn du boîtier, qui serviront à l'arrosage et à l'aspirateur.

La broche

L'usinage sera confier à une broche ELTE – TMPE2_9/2 avec un collet ER20 :

  • Voltage : 220 V
  • Fréquence : 400hz
  • Rpm : 24000
  • Puissance : 800w
  • Poids : 4,5kg

Pour alimenter la bête un variateur HUANYANG (HYRIA) VFD Lecteurs 1.5KW :

  • Tension D'entrée 220 V
  • Tension de Sortie 220 V Triphasé   

La marque est leader dans les convertisseurs de fréquence

 


Publié par Gilles le : 29/12/2017 & mis à jour le : 02/02/2018
Mots-clefs : CNC, HOMEMADE

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