Et voila, profitant d’une semaine tout seul à la maison, j’ai terminé mon projet de fraiseuse CNC dans les cartons depuis bien trop longtemps. C’est ballot d’avoir attendu autant, car il restait finalement très peu de travail pour finaliser le projet. Bref, ça fonctionne, et c’est une immense satisfaction.
Le premier choix auquel on est confronté, dans la construction d’une CNC amateur est : vis ou courroie (voir câble) pour la transmission ?
Étant parti sur les plans d’une joes 2006, la vis s’imposait.
On a alors 3 solutions.
Dans le cadre de la construction de ma CNC, la solution que j’avais retenue pour la transmission était le système avec un roulement incliné dans les filets de la vis trapézoïdale imaginée par Victor Sendas. On obtient en théorie un mouvement fluide et sans jeu capable de rivaliser avec une vis à bille, mais pour un coût très largement inférieur.
Je me suis donc fourni en vis trapézoïdales de qualité « standard » chez Prud’homme transmission et du roulement adéquat chez vxb. C’est après que les choses ont commencés à se compliquer.
En effet, le roulement incliné, il faut bien trouver une solution pour le maintenir en place, en pression contre la vis. Sans solution pour usiner une bague adaptée, je suis resté bloqué … Au final, sans disposer d’un tour a métaux, je ne vois pas vraiment de solution simple pour assembler ce système …
Autre problème, pour passer ma vis de 16 dans mes paliers en 15, il faudrait usiner l’extrémité des vis. Et la plus longue fait près d’1m50. Le système que j’avais mis en place pour polir les tubes glandouille beaucoup trop pour cela. Enfin, au bout, il faut également usiner la vis de manière à éliminer les filets pour pouvoir y fixer un système d’accouplement classique. J’ai bien essayé à la lime, le résultat est dégueulasse et ça n’avance pas …
Bref, pour ma part, la vis trapézoïdale aura été un échec cuisant. J’ai fini par abandonner cette solution pour commander à la place des vis à billes chinoises sur Ebay, que j’ai faites usiner directement à la bonne longueur et en prévoyant le montage des accouplements moteur.
Voila un article avec un max de photo pour illustrer la construction du bâti de ma CNC très inspirée de la joe’s 2006.
Pour commencer la table : C’est une structure en nid d’abeille qui confère à l’ensemble une grande rigidité. Les morceaux sont assemblés par des encoches à mi-bois. J’ai usiné ces encoches à la défonceuse, avec un gabarit. Le tout est ensuite fixé à la colle polyuréthane. Le poids de l’ensemble une fois terminé est d’au moins 30kg, je suis assez confiant sur le fait que ça ne bougera pas !
Ensuite, assemblage des deux poutres du haut et du bas pour le portique (axe Y). Rien de particulier à signaler, sauf l’astuce des rainures en V pour le montage des tubes sur la poutre supérieure :
Pour la partie mobile qui va porter l’axe Z, des rainures réalisées à la défonceuse permettent d’assurer un assemblage parfaitement symétrique :
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Le guidage linéaire est assuré par des roulements A 90° roulants sur du tube en acier. J’ai pris du roulement pour roller chez Decathlon que j’ai payé de mémoire 5euros les 8 pièces. Sur l’un des cotés du portique, les roulements sont fixes. De l’autre, ils sont sur la plaque carré qui peut se glisser dans un cadre et qui est maintenue contre les tubes en serrant les 4 vis à l’extérieur.
Et voila , tous les morceaux assemblés ! Notez au passage la magnifique peinture rouge « écarlate ».
A ce stade, il ne reste que le Z à terminer, et à installer la transmission. L’idée de départ était d’utiliser le système du roulement incliné sur une vis trapézoïdale de 16mm au pas de 4.
Pour la partie roulements/paliers, je me suis fourni chez vxb. J’ai trouvé des palier vraiment pas cher. En revanche, c’est du 15mm, il me faudra les reprendre mes vis en 16 pour les monter. La dernière image est une idée de montage pour les moteurs sur les paliers.
Le pilotage de la CNC exige 3 élements :
Un ordinateur qui va fournir des impulsions de commande, avec des courants très faibes. Une alimentation de puissance, qui va fournir le jus aux moteurs déplaçant la machine. Les gros moteurs pas-à-pas utilisés sont très gourmands, l’alimentation doit être bien dimensionnée. Et enfin, une carte d’interface, qui va traduire les impulsions de faible puissance du PC en courant pour les moteurs.
Pour ma machine, le pilotage sera assuré par un vieux PC DELL, un pentium III de 500 MHz que j’ai complètement dépouillé pour le rentrer dans mon pupitre.
Coté commande, j’ai opté pour la carte HobbyCNC ainsi que pour leurs moteurs. La carte étant vendue en kit il faut être équipé pour la soudure. Le montage ne présente vraiment aucune difficulté, les instructions sont claires et un fer à souder de base est suffisant.
Le pilotage d’une CNC étant particulièrement gourmand en terme de transmission de données, un convertisseur USB/Serie n’est pas suffisante. De fait, beaucoup de système reposent encore sur l’utilisation du port parallèle. Port qui de son coté tend à aujourd’hui pratiquement disparu des PC modernes … 2 solutions :
Dans le cadre de la réalisation de ma fraiseuse CNC, j’avais besoin de 4 tubes en acier sur lesquels le portique va se déplacer. Une des premières chose à faire était donc de trouver des tubes. J’ai pris de l’acier chez Leroy Merlin. Pour une machine un peu moins longue, les perches vendues pour monter les paraboles galvanisées sont probablement une alternative assez intéressante. Mes tubes étaient peu chers mais d’une qualité de surface plus que moyenne. J’ai donc commencé par bricoler un « tour » pour les polir.
Et hop, faire tourner plusieurs minutes en polissant avec du papier de verre fin et de l’huile de vidange. Le résultat est plutôt propre et ils n’ont pas rouillé du tout depuis 4 mois.
Ensuite, la construction de la table en nid d’abeille pour limiter les phénomènes de torsion. Un peu fastidieux et le résultat final pèse un poids impressionant, mais ç à l’air effectivement bien rigide quoique probablement pas totalement plan. Mais cela n’est pas un drame, il suffira de la surfacer ensuite avec la fraise pour rectifier la planéité.