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T1T1N3, châssis béton, cnc v.2


J'avais envie de faire un truc dans ce genre:


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M'étant fait les dents sur SUZ4NN3 et mes connaissances en cnc s'étant accrues, pour la V2 j'ai décidé de faire un peu plus sérieux. Le bâti est en bêton 52.5 armé et vibré, les vis sont des 1605 et les rails des SBR20. J'aurais bien choisi des rails Hiwin mais le prix m'a dissuadé. Moteurs PAP de 430 Oz et drivers DQ542MA. La fabrication de la tête de broche est décrite ailleurs sur ce site. Toutes les plaques du X et Z sont en alu 2017 de 15mm d'épais, la table en 20mm, le tout vient de chez le ferrailleur.
Comme toujours le projet commence par une étude 3D sérieuse. L'étude à été faite sous Sketchup.




________________________________________ Etude ________________________________________




Quelques vues 3D. Plutôt que de débuter par le châssis comme on le voit trop souvent j'ai commencé par le plus logique: définir mes courses et tout construire autour. J'ai commencé par placer mes rails ce qui m'a permis de définir les cotes des éléments pour pouvoir respecter le cahier des charges.
L'étude du bâti ne vient qu'au final pour supporter les éléments de la machine déjà placés en 3D.


Tous les supports de rails, vis à billes et table sont en métal, l'ensemble XZ est en alu.


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Les axes X et Z. J'ai opté pour les rails solidaires de la plaque Z et les patins sur le X, ce qui donne plus de débattement en Z.


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Au final T1T1N3 ressemblera à çà.


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________________________________________ Usinages ________________________________________




Passage aux copeaux. Il m'a fallu réaliser quelques montages d'usinage pour certaines pièces, mon étau n'ouvrait pas suffisamment. Les pièces symétriques sont usinées ensembles.


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Je n'avais ni l'envie ni les moyens d'acheter une règle réctifiée onéreuse pour les réglages finaux, je l'ai usinée dans une barre d'alu.


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Les taraudages sont faits sur la machine pour être sur d'être bien axés.


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Axe Z presque terminé.


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Support PAP Z.


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J'ai fais le choix de placer les patins et rails en latéral pour limiter l'ouverture sous effort d'usinage.


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La table de l'axe Y. J'avais deux patins en rab, autant les utiliser et çà renforce la rigidité du Y.


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________________________________________ Coffrages et béton ________________________________________




La bête devant peser dans les 400kg, il faut lui prévoir une table solide. Agglos banchés et ferraillage pour homme.


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Coffrages du socle et du portique. Seul le rail inférieur du X sera noyé dans le coffrage, il servira ensuite de référence pour les réglages des autres.


Comme d'hab çà commence en 3D. Coffrage du socle.


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Coffrage du portique.


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On continue ensuite à l'atelier, tout est réalisé en aggloméré plastifié de 20mm choisi pour son étanchéïté et un fini propre du béton. Avec des renforts de partout, il ne s'agirait pas que le coffrage s'ouvre quand je vibrerai le béton. Les angles internes des coffrages sont jointés au silicone, ce qui va assurer une étanchéité pour éviter de pourrir mon sol peint, et accessoirement arrondir un peu les angles du bâti.


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Les anneaux de levage sont pris dans le ferraillage. J'ai soudé des ferrailles sur les inserts pour éviter qu'ils ne tournent dans le béton lors des serrages.


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Etape du coulage (moi ce que j'en dis... il parait que le béton se place et ne se coule pas, ce n'est que de la sémantique, au final on a la même chose).
Ciment 52.5, le même que celui du viaduc de Millau, meilleures caractéristiques mécaniques que le 32.5 courramment utilisé. Additionné de plastifiant. Le tout est ensuite soigneusement vibré.


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21 jours après, décoffrage.

Avec le 52.5 j'aurai pu démouler avant mais j'ai préfèré assurer le coup, les éléments vont être hissés sur la table à l'aide d'un palan et je ne voudrais pas avoir de surprises. Pose à blanc des supports de rails dans les réservations pour vérifier que tout est bon.


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________________________________________ Assemblage et réglages ________________________________________




Pas loin de 400kg suspendus, c'est là qu'on se félicite d'avoir fait un ferraillage sérieux, les anneaux n'on pas bronché. Elle sera posée sur des tapis de caoutchouc récupérés dans une carrière.

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Etape importante des réglages. J'ai commencé par surfacer le rail de référence, le seul noyé dans le béton du portique. A situation exceptionnelle, moyens exceptionnels, j'ai utilisé ma défonceuse avec une fraise de ma fabrication équipée de plaquettes métal (décrite ailleurs sur ce site). Les rails ont été assemblés et calés plan au comparateur sur la table de ma rabot-dégau Lurem (qui est sensée être plane). Quand on n'a pas le matos il faut être astucieux.


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Ce rail m'a ensuite servi de référence pour le réglage de tous les autres rails. Tous les autres rails sont réglables, montés sur tiges filetées M6 pour permettre un réglage fin. Des réservations ont été prévues dans le bêton pour y couler de la résine et immobiliser le tout.


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Résultat.



Calage au 1/100e des rails Y perpendiculaire avec la règle usinée maison. Le déplacement se fait par la translation de l'ensemble XZ.


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Calage des rails Y parallélisme et hauteur.


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Calage du Z perpendiculaire, régle, équerre à chapeau et déplacement du Z.


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________________________________________ Résine ________________________________________




Une fois tout réglé au quart de poil le tout à été immobilisé dans de la résine chargée en fibre de verre.


La théorie, rail en bleu et résine en vert translucide:


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Et la pratique:


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________________________________________ Premiers essais ________________________________________




A ce niveau, juste pour me faire une idée je pas pu résister au plaisir de faire le petit test de la feuille A4. Ce test vaut ce qu'il vaut, table en CP non usiné fixé par deux pinces en plastique, stylo baveux non rigide fixé dans la broche, mais je suis content du premier résultat. Des tests ultérieurs plus sérieux, table surfacée et comparateur montreront qu'elle est précise à 2/100e.


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Un petit coup de peinture glyphtéro jaune pour la rendre plus joyeuse et auto-surfaçage de la table.




Détail des limites, relais ILS et aimant.


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Tests de la précision des limites.
Axe Y:


Axe X:


Test de fluidité de l'ensemble XZ.



Système de tension du PAP X.


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La bête en état de servir, je lui ai aussi construis un petit diviseur manuel décris ailleurs sur ce site. Depuis j'ai remplacé le petit moteur gris par un autre DC180v de 1,5KW.


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Quelques vidéos en fonctionnement



La belle qui s'auto-usine, j'avais besoin de faire un dégagement sur une des trois traverses de la table qui touchait le carter du PAP Y, heureusement que j'avais prévu 3 couples de patins sous la table sinon cette opération n'aurait pas été possible. Je n'ai pas fais de gcode pour ce travail, les déplacements sont fait manuellement au clavier.



Utilisation de mon diviseur manuel pour réaliser une main avant de fusil. Quand Cambam sera capable de le gérer je me construirai un vrai 4ème axe, en attendant celui-ci est bien pratique.



Petit exercice d'usinage par retournement.








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