Dimanche, novembre 22 2009

Fraiseuse CNC DIY v3 – Episode 1

Vous vous souvenez de ma « fraiseuse CNC v1« , c’était une première version, pas vraiment fonctionnelle mais qui m’a permis de me familiariser avec la fabrication d’une telle machine.

CNC Mill

CNC Mill

Ensuite, j’ai fabriqué la version actuelle, estampillée V2, tout à fait opérationnelle celle là.

Cnc mill

Cnc mill

Cependant, avec l’expérience, elle souffre de quelques limitations:

  • La première, la plus gênante est la surface de la table de fraisage, beaucoup trop restreinte ( 12 x 12 cm) alors que l’encombrement de la machine est assez conséquent. C’est essentiellement du à la conception de type fraiseuse avec une table X / Y mobile et un axe Z fixe.
  • Le deuxième soucis vient de la précision, elle est très bonne, mais encore insuffisante. J’arrive sans problème à faire des circuit imprimés mais ils ne sont pas parfaits. On doit pouvoir faire mieux.

Partant de ce constat, j’ai décidé de me lancer dans une 3° version qui j’espère sera plus performante. Avec toutefois 2 contraintes:

  • Le prix devra rester raisonnable
  • La fraiseuse devra pourvoir rentrer dans le caisson anti-bruit que j’ai fabriqué pour la V2. Ça limite la surface totale de la table de fraisage à une taille de 40x40cm ce qui, si je ne fais pas d’erreur de conception, devrait donner une surface utile d’environ 30x30cm ce qui est bien plus grand que la précédente.

Pour arriver à un bon résultat, j’ai cherché du matériel me permettant d’obtenir des mouvements linéaires très précis sans pour autant êtres ruineux. Pour cela, j’ai trouvé sur Ebay des arbres de précision avec des paliers en aluminium équipés de douilles à billes. Pour la structure de la machine et les différentes pièces mécaniques, je me suis orienté vers du polyéthylène haute densité ou PEHD, moins cher que le DELRIN. C’est un plastique très dur, facile à fraiser / couper qui sert notamment dans le domaine alimentaire pour faire des planches à découper la viande. Je vais utiliser la fraiseuse V2 pour fabriquer les petites pièces plastiques de la V3. Concernant les entrainements, je pense rester sur des tiges filetées de 6mm, même si le rendement n’est que de 30%, elles sont d’un coût < à 1€ / m alors que les vis à billes sont de l’ordre de 100 € / m…

Les premières pièces:

DIY CNC Parts

DIY CNC Parts

Voilà deux exemples glanés sur le net de ce que pourrait être la machine finale:

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drawingfi4

Il ne me reste plus qu’à valider quelques « concepts » côté mécanique avant de me lancer dans la construction. La suite au prochain numéro.

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 :-(