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Ma première machine:la V1



Table des matières:

1) Introduction
2) La partie mécanique V1
3) La partie électronique V1
4) Divers équipements pour la machine
5) Software

La partie mécanique V1

les mensurations de la machine sont les suivantes: axe X: 1100 mm utiles
axe Y: 270 mm utiles
axe Z: 50 mm utiles

Axe X
L'axe X est constitué de 2 barres rectifiées de 20mm sur lesquelles coulisse le chariot au moyen de 2 douilles à billes.
Ces différents composants ont été achetés chez CSR.
Les barres sont tenues par des bagues en aluminium tournées sur mon petit tour et fixées sur des profilés récupérés à la casse.
Les deux axes X sont montés sur un panneau en MDF.

axe_x2.jpg
Bague

axe_x3.jpg
Axe x

axe_x1.jpg
Table X

Axe Y
L'axe Y est constitué de 2 barres rectifiées de 13mm récupérées sur une imprimante matricielle.
Les bagues en bronze ont également été récupérées et insérées dans des bagues en aluminium.
Ces éléments sont montés sur quelques profilés en aluminium et boulonnés sur les douilles à billes pour constituer le chariot Y.

axe_y1.jpg
Chariot Y

axe_y2.jpg
Chariot Y

axe_y3.jpg
Chariot Y

Axe Z
L'axe Z est fabriqué au moyen de barres de 8mm récupérées dans des cartouches de toner d'imprimantes laser.
Ces barres sont très lisses et coulissent dans des tube de laiton de 8mm intérieur.
Afin de garder un ensemble le plus rigide possible, les tubes de laiton sont insérés dans des barres d'aluminium boulonnées sur une plaque en aluminium, l'ensemble formant le chariot de l'axe Z.

axe_z1.jpg
Chariot Z

axe_z2.jpg
Chariot Z

axe_z3.jpg
Chariot Z

La translation.
Après de longues lectures et de calcul concernant les vitesses d'avance, la précision, la facilité de mise en oeuvre, j'ai opté pour un système de translation basé sur les kits poulies-courroies vendus par l'association CNC25.
Un petit mail et un petit chèque plus tard, je me retrouve donc en possession du précieux matériel.
Prises de cotes, intégration dans Autocad, simulation des passages de courroies et autres visseries et me voila à nouveau sur mon petit tour pour réaliser les entretoises et petites poulies de renvoi de courroies.
Les axes X et Y sont donc pourvus d'une translation par courroie, tandis que l'axe Z est équipé d'un système à vis ( dia 10 au pas de 150 ) car les déplacements sont plus faibles.
Ce qui donne en quelques mots:
une avance de 0,13447 mm/pas pour les axes X et Y.
une avance de 0,0075 mm/pas pour le chariot Z.

Quelques photos valant plus qu'une longue description, il suffit de consulter l'album qui suit.

translation1_x.jpg
Tanslation X

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Translation X

translation3_x.jpg
Translation X

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Tanslation Y

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Translation Y

translation2_y.jpg
Translation Y

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Translation Z

translation2_z.jpg
Translation Z

chariot_Z.jpg
Chariot Z

La partie électronique V1.

L'électronique est logée dans un rack et est composée de différents modules.
1 module de communication avec le PC.
3 modules de puissance pour les axes X,Y et Z.
1 module de commande du moteur de la broche.
1 alimentation.

Le module de communication à été réalisé avec une carte VISUAL KIT COMIO, elle possède un connecteur 25 pins relié au port LPT du PC.
Un connecteur permet également de raccorder le palpeur d'outil de la fraiseuse.
Ce module est muni de nombreuses Diodes LED qui permettent de voir les signaux échangés entre le PC et le boitier.

ag4.jpg
Interface PC

Le module de puissance est réalisé au moyen d'une carte BIGSTEP de VISUAL KIT.
La face avant comporte un Voltmètre indiquant la tension appliquée au pont de puissance du moteur, une diode LED Power, une diode LED indiquant les steps moteurs, un interrupteur qui coupe l'alimentation moteur et une prise 9 pins pour raccorder le moteur.
La qualité du circuit imprimé et les explications claires, font que ces cartes fonctionnent du premier coup sans problèmes.
Chaque module est identique et indépendant.

module_puissance_face.jpg
Module Puissance

module_puissance_CI.jpg
CI Big Step

Le module de commande du moteur de broche est composé d'un relais statique 220V/25A attaqué par le quatrième signal libre de la carte COMIO.
Une action du software de pilotage sur le quatrième signal met en marche ou coupe le moteur de broche.
Montage simple, mais éfficace.

module_commande_broche.jpg
Commande broche

L'alimentation est composée d'un transformateur 220V 2 x 9V 6A dont les secondaires sont mis en parallèle.
Les sorties sont redressées, filtrées et regulées pour donner du 7,5 V CC pour les étages de puissances. Le 5 V CC pour l'électronique est fabriqué sur chaque carte au départ du 7,5V via un régulateur.
Les moteurs sont bipolaires à 4 fils du type Astrosyn-17PM-M024-G2 7,5V/2A 200 pas/tour.

rack1.jpg
Rack

rack2.jpg
Rack


Divers équipements pour la machine

Quelques équipements supplémentaires ont été ajoutés pour rendre la table plus performante.
1 palpeur d'outil pour déterminer la position du point bas de l'outil d'une manière automatique.
Des butées de fin de course pour déterminer le point 0 de chaque axe.
La bague de calage du moteur de la fraiseuse peut recevoir des petits outils tels que porte-crayon, porte-stylo, porte-feutre pour pouvoir utiliser l'ensemble comme table traçante.
Dans un avenir proche, je pense aussi intégrer un petit systême d'aspiration.

butee_X.jpg
Butée X

butee_Y.jpg
Butée Y

palpeur.jpg
Palpeur

palpage.jpg
Palpage

feutre1.jpg
Feutre

feutre2.jpg
Feutre

table.jpg
Table XY

.callage.jpg
Blocage

poulies.jpg
Poulies

plotter.jpg
Plotter

nervure1.jpg
Nervure

nervure2.jpg
Nervure

Software

Dans la partie software, il y a plusieurs volets:
Conception modélisme (exemple: dessins de profils d'ailes), j'utilise Winfoil,Profili.
Dessin: j'utilise Autocad.
CNC:j'ai démarré avec Kellycam ( une bonne dizaine de versions), puis j'ai fait un rapide passage par CNCfraise pour terminer avec NINOS.
NINOS est un software développé par notre ami Jean-Noël, dit Nono, qui nous apporte énormément de facilités dans notre hobby.
J'ai donc décidé de continuer avec ce soft, d'autant plus qu'il possède une partie 3D qui m'intéresse au plus haut point et que je me reserve lorsque j'aurai amélioré ma mécanique et mon électronique.


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