Samedi, janvier 21 2012

Flux de création de fichiers GCODE avec des outils libres

Après le petit tutoriel de ce matin, voici un post qui résume le « flux de production » de mes fichiers GCODE.

  • La base

Tout commence par l’objet indipensable à la prise de mesure: le pied à coulisse.

  • Les matériaux

Une fois l’objet à créer correctement dimensionné, il faut trouver le matériau dans lequel on va le créer. J’utilise principalement des bois et plastiques, les métaux étant (à par pour de la gravure) trop difficiles à fraiser avec mon matériel (il manque un refroidissement liquide ou un moteur de broche avec une faible vitesse et un gros couple).

  • Pour le bois, je prends en général du MDF ou du contreplaqué qui peuvent faire entre 3 et 15 mm.
  • Pour le plastique j’utilise beaucoup le PVC qui a un bon rapport qualité / prix ainsi que du PEHD ( c’est ce qui est utilisé pour les plaques à découper dans votre cuisine ;-)   ou encore du DELRIN (qui est excellent mais cher)

Le choix du matériau est fait, maintenant les logiciels ! Ne soyez pas effrayés, il y en a un certain nombre mais chacun est très performant dans son domaine.

  • Les logiciels de CAO

Pour dessiner des pièces à usiner, celui que j’utilise le plus, c’est LibreCAD. C’est un fork libre du projet QCAD. Avec un peu d’habitude, vous dessinerez en quelques minutes des pièces relativement complexes en 2D. Vous pouvez commencer par regarder le tutoriel d’Andre PASCUAL, il parle de QCAD mais c’est la même chose, à part les icones qui changent, le principe est identique et le tutoriel est excellent.

 

Quand il s’agit de graver des dessins ou du texte, rien de vaut inkscape qui n’est plus à présenter. Il est préférable lorsque vous utilisez inkscape pour créer des fichiers DXF, nécessaires dans la suite du flux de production, d’enregistrer avec le greffon « Better DXF Output ». Pour certains dessins contenant des courbes de bezier ( splines ), je suis obligé d’ouvrir les DXF de LibreCAD avec Inkscape puis de les réenregistrer pour qu’il convertisse tout en polyline. Sinon, j’ai des plantages lors de la génération du GCODE avec HeeksCNC. Un bug qui sera surement corrigé par les développeurs, mais en attendant…

Dans un autre cadre très particulier, celui de la création de circuits imprimés, j’utilise KiCAD, un concurrent du très connu EagleCAD. Avec ce logiciel, je génère des fichiers GERBER qui seront ensuite convertis en GCODE.

  • Les logiciels de création du GCODE

Ici, seulement deux logiciels sont utilisés:

HeeksCAD / HeeksCNC vont permettre de transformer le fichier DXF 2D en un fichier permettant de piloter la machine CNC. On renseigne au logiciel le diamètre de l’outil, son positionnement par rapport à la pièce, la vitesse d’avance… Bien qu’assez jeune, ce logiciel donne de très bon résultats.

 

En dehors des DXF, il y a les fichiers GERBER de Kicad. Là j’utilise pcb2gcode qui est un logiciel en ligne de commande.

 

pcb2gcode --metric --zsafe 2 --zwork -0.06 --offset 0.2 --zchange 25 --mill-feed 100 --mill-speed 5000 --back $back
  •  Pilotage de la CNC

Ici, un seul choix et non des moindres: EMC (LinuxCNC). Il prend en entrée les fichiers gcode et pilote la machine au travers d’un support temps réel du noyau linux. Il est préférable d’ailleurs de lui dédier une ancienne machine.

Et voilà après 2 heures de travail une manette de coinceur pour un voilier. L’originale en rouge est fendue, la nouvelle en DELRIN est très solide :-) et identique à l’originale (les économies de plastique en moins), elle parait plus épaisse mais ce n’est qu’un effet d’optique sur la photo.

 

 

Diagramme du flux de production

 

Si vous connaissez, utilisez d’autres outils, mettez les en commentaire c’est toujours intéressant !

Samedi, février 5 2011

Fraiseuse CNC DIY v3 – Episode 2

Voilà la suite tant attendue ( par moi surtout ;-) ) de la construction de ma fraiseuse numérique.

En cours de conceptionLa voilà presque terminée. il me reste 1 moteur à câbler et la vis sans fin de l’axe des X à installer, tout le reste est en place. On est bien loin de l’épisode 1 avec ses quelques pièces éparses !

DIY CNC Parts


N’ayant pas eu le temps de faire un article à chaque étape de l’avancement de la construction, j’ai mis en place un Wiki dans lequel je vais essayer de documenter l’ensemble du projet afin d’aider ceux qui comme moi veulent se lancer dans la fabrication d’un tel outil. Le wiki est « ouvert », si vous aussi vous construisez une machine et que voulez m’aider à documenter, je peux vous donner un accès en écriture. Pour le moment il n’y a pas grand chose, mais je compte l’enrichir régulièrement et je compte aussi sur votre aide !

L’adresse du projet: http://odcnc.equinoxefr.org


Mercredi, mai 27 2009

Fraisage d’un engrenage sur ma CNC.

Après quelques tests, j’ai quelque peu amélioré ma fraiseuse. L’axe des Z, peu précis a été remplacé. La précision est maintenant au rendez-vous. J’ai usiné plusieurs circuits imprimés sans problème. Le seul soucis rencontré est venu du réglage du zéro sur l’axe des Z ce qui conditionne la précision pour ôter le cuivre d’un circuit imprimé sans pour autant emporter l’époxy de la plaque. Le réglage manuel étant impossible pour obtenir une bonne précision, j’ai utilisé un réglage automatique par contact. J’ai utilisé une broche libre de la carte d’interface pour réaliser un contact de calibrage. Une petite plaque conductrice est posée sur la matière à usiner, une pince est fixée sur la fraise, machine éteinte. Ensuite EMC2 pilote la machine jusqu’à ce que le contact avec la pièce soit établi. Le zero est alors calculé en déduisant l’épaisseur de ma plaque conductrice.

Voilà la démo en video:

Pour ce qui est du fraisage de pièces, je n’ai pas trouvé sous linux de programme satisfaisant permettant de créer des « pocket », je ne sais faire que des fraisages simples. J’ai donc utilisé un freeware « Cambam » pour windows au travers de Virtualbox. Les dessins sont fait avec QCAD sous linux puis convertis en GCODE par Cambam. L’ensemble est ensuite usiné avec EMC2 sous Linux.

La forme à fraiser.

Cambam1

Le chemin de l’outil en vert.

Cambam2

Et voilà la séquence d’usinage. Vous remarquerez facilement qu’il y a une erreur dans mon test, j’aurais du commencer par le centre de la pièce et non par les bords… mais bon, pour un test, le résultat est très concluant, la machine a réalisé 6 passes de 1 mm pour découper la plaque de plastique.

Lundi, octobre 6 2008

Fraiseuse CNC sous Linux, « Do It Yourself »

Après quelques tests sur ma précédente fraiseuse, je me suis rendu compte que le manque de précision était fatal à ce genre de machine. Bien décidé à ne pas laisser tomber, j’ai décidé d’en reconstruire une nouvelle beaucoup plus précise.

Le cahier des charges est assez simple:

  • La machine doit rester bon marché
  • Il s’agit d’une petite fraiseuse de bureau et non d’un routeur de 2x3m
  • Elle devra fonctionner sous EMC2 (Linux Ubuntu 8.04)
  • Elle devra être suffisement précise pour réaliser des gravures de circuits imprimés.
  • La conception se fera au feeling, je suis incapable de concevoir une telle machine sur plans.

J’ai choisi des matériaux faciles à trouver, il s’agit de tube carré en aluminium vendu en barres de 1 mètre chez LeroyMerlin, de tige filetée de 6mm, de boulons de 6mm et de roulements à billes de roller et d’autres récupérés dans des imprimantes ainsi que du tube de 25mm en acier pour la potence de l’axe Z.

La motorisation est assurée par 3 moteurs pas à pas unipolaires 4.1V 1.1A acheté chez Technimaniacs, les prix sont très corrects et le service parfait :-) à recommander. Je n’ai pas réutilisé les anciens moteurs, ils nécessitaient d’être démultipliés ce qui me faisait perdre en précision, de plus, leur puissance était vraiment limite.

Pour ce qui est de l’électronique, il s’agit de la même carte que ma première fraiseuse, un kit de chez HobbyCnc. Elle a le mérite de bien fonctionner et d’être très bon marché par rapport à la concurrence. Le pilotage ce fait cette fois sous linux avec EMC2. Un excellent logiciel opensource de pilotage de fraiseuse.

La chaine logiciel (opensource)utilisée est la suivante:

  • Qcad pour le dessin des pièces. Les fichiers sont enregistrés en DXF

  • Gcnccam pour générer le GCODE

  • Ensuite c’est axis qui est utilisé comme interface à EMC2.

EMC2 est installé sur une ubuntu 8.04 avec un noyau temps réel RTLinux. C’est absolument nécessaire sur ce type de machine afin de garantir la précision du fraisage.

Pour la gravure de circuits imprimés, il y a Eagle et un script de génération du Gcode. Je ne suis pas certain que ce soit facilement faisable avec Kicad :-(

Voici quelques photos de la machine construite. Le seul gros problème rencontré: un axe des Z trop souple donc une machine très imprécise. Je l’ai donc entièrement refait en acier soudé au chalumeau. Il est maintenant très rigide. Pour le reste, c’est assez simple, un châssis rectangulaire en aluminium dans lequel vient coulisser le mobile de l’axe des Y. C’est sur ce mobile Y que vient glisser le plateau de fraisage. L’axe des Z qui porte la dremel est guidé par des rails en alu. Des roulements de roller maintiennent le chariot Z en place.

Cnc mill Z axis Z axis IMG_5911 Z axis Z axis IMG_5913 Ball bearing from rollers IMG_5916 Aluminium rails Y stepper mount Unipolar steppers IMG_5917 ball bearing from old printers Limit switch from old printers Electronics Electronics Plugs Power supply 12v 80Va First test

Voilà une petite vidéo de test avec le fichier de démo d’Axis. Le fraisage ne se termine pas la course de ma machine étant trop limitée. Pour un premier test, la précision est au rendez-vous.

Mercredi, mars 26 2008

Fraiseuse CNC

Je vous ai parlé il y a quelques semaines de ma fraiseuse CNC que j’étais en train de construire. Et bien voilà, ca y est, elle est presque terminée.

CNC Mill

La carte de contrôle (Kit provenant du site www.hobbycnc.com). On distingue à droite un gros condo de filtrage et le redresseur. L’alimentation est du 24V 5A fourni par un transformateur de récupération.

CNC Mill

CNC Mill
CNC Mill

Deux bras équipés de roulements à bille permettent de réduire le jeux sans provoquer trop de frottements.

CNC Mill

Il ne me reste plus qu’à tester tout ça. Première étape: installer des interrupteurs de fin de course pour ne rien casser en cas de problème. Ensuite, la deuxième étape indispensable est le calibrage, pas simple sur ce type de machine. Pour les débuts j’utilise Turbocnc sous DOS qui est moins gourmand que EMC2 sous Linux (Mon seul portable ayant un port // est trop vieux…).

A très bientôt pour les premiers tests. Vous pouvez me souhaiter bonne chance parce que la moindre erreur d’alignement rendrait la machine totalement inutile :-(