Motorisation numérique d'une table de fraiseuse

Hello tous,
Un petit sujet sur la motorisation de la table de ma fraiseuse. J'ai précisé "numérique" dans le titre parce que contrairement à ce qu'on voit souvent je n'ai pas utilisé un moteur d'essuie-glace avec embrayage mécanique mais un moteur pas à pas commandé par un microcontrôleur PIC. Tout se commande par boutons poussoirs.

Ma fraiseuse, j'ai pas mal de projets d'usinage en vue et un peu marre d'usiner et dégager la pièce à la manivelle.



La manivelle qui va sauter

Le système démonté





La solution retenue, faire une plaque support du moteur:

L'electronique simple basée sur un PIC 16F88. Bouton UP pour augmenter la vitesse d'avance, DOWN pour la baisser et SPEED pour dégager la pièce rapidement dans un sens ou dans l'autre. La sélection se fait avec un inverseur plusieurs circuits cannibalisé sur une vieille chaîne HI-FI.



Implantation du PCB

Fabrication du boitier dans de la tôle récupérée à la déchetterie locale.



Dans un environnement ou les copeaux volent j'ai protégé le ventilateur du mieux possible

Dans le boitier une alim 24v chinoise, la carte microcontrôleur, un module DC/DC pour transformer le 24v en 5vcc pour le micro, un autre pour le +12v ventilo, le driver pap.

Le projet fonctionnel, la seule question c'est "Pourquoi est-ce que j'ai attendu aussi longtemps pour le faire ???? "

Bonsoir,

a peu pres la meme fraiseuse, a dispo pour d'autres infos

http://www.metabricoleur.com/t15522-promac-fx820-va-numerisation#308003

Le pic, tu maitrise ça, et ça se voit

bonne continuation

rv

Bravo....cool
J'aurais un truc comme ça à faire un jour mais il faut que je grandisse beaucoup.....
Une question : on peut toujours s'en servir en manuel ?

Bonsoir Charrier,
Le PIC c'est comme la CNC, une fois que tu y a gouté t'es cuit !

@ Charrier: Ce n'est pas la numérisation de la machine mais juste la motorisation de la table parce que j'en avais marre de tourner la manivelle, je veux garder le plaisir de l'usinage conventionnel. J'ai déjà plusieurs CNC et une de plus ne m'aurait rien apporté.

@Tamilhaz: oui bien sur, c'est toujours une fraiseuse conventionnelle et on ne peut pas tout faire en automatique, il reste l'autre manivelle.

Plus de précisions de la réalisation sur ce lien, le fichier .hex est disponible en bas de page. J'y ai ajouté en plus diverses façons de piloter un PAP:
https://f6fco.pagesperso-orange.fr/S24BF.htm

Vidéo du projet:

Le schéma du système complet:

Salut



Une avance auto sur une fraiseuse, c'est presque indispensable !

Pour info, pour ceux qui ne se sentent pas de faire la platine électronique, ça existe tout fait ... en Chine, bien sûr

https://www.usinages.com/threads/generateur-de-pulses-pour-pap.143022/#post-1798187

++
David

Hello,

C'est sur que vu le prix çà ne vaut pas le coup de s'embêter, pour moi c'était surtout un prétexte à faire un petit projet intéressant avec de la prog PIC. Ca fonctionne très bien tel quel pour l'instant mais je vais m'amuser à coder une rampe d'accélération pour pouvoir augmenter la vitesse de dégagement.

Salut J-C !
Bravo, super cette motorisation
Aux petits oignons comme tu sais faire !
C'est clair que ça facilite la vie (et le dos) de motoriser les axes de sa fraiseuse ; il va falloir que je m'y mette un jour, au moins pour le Z qui est vraiment pénible à tourner aux changement d'outils… surtout quand on est un musclor comme moi
Je suis ton histoire ; le truc c'est que ça prends finalement pas mal de place en bout de table ; faut suffisamment de dégagement latéral… mais ton montage reste assez compact
à suivre ! et au plaisir de se re-croiser cette année… j'espère cet été ?

oui bien sur, c'est toujours une fraiseuse conventionnelle et on ne peut pas tout faire en automatique, il reste l'autre manivelle.

oui mais çà entraine le moteur pap et je crois qu'ils n'aiment pas trop cela; sur la print 3D quant je bouge la tête à la main çà allume l'écran  

je crois que tu a déjà fait des montages à base d'arduino: entre arduino et pic, quel système préfère tu?

Hello Seb,
Tu es toujours le bienvenu
Si tu n'as pas la place en bout de table tu peux toujours faire un déport avec des poulies et placer le pap sous la table.

@Nagut, je vais te faire une réponse que les arduinistes n'apprécient pas trop: entre une 2cv et une Ferrari tu choisis laquelle ? Depuis que je passé aux PIC mes arduinos sont stockés dans un tiroir et je pense qu'ils ne sont pas près d'en sortir.

Pour la manivelle ce n'est pas le pap qui risque de ne pas apprécier mais le driver parce que dans ce cas le pap se comporte en génératrice. C'était mon inquiétude et puis finalement pas de souci.

Merci J-C pour les précisions
pour programmer les PIC, tu utilise MPLAB?

F6FCO a écrit: entre une 2cv et une Ferrari tu choisis laquelle ?

Ben pour se balader sur les chemins, bien sûr la 2cv....

Lol

Oui mais attention tu as plusieurs versions de MPLAB, j'utilise la vieille version 8.92 dédiée au langage assembleur, les version MPLABX sont plutôt destinées aux langages évolués et un peu des usines à gaz.
Je ne critique pas pour critiquer et ne crache pas dans la soupe, j'ai largement utilisé les arduinos mais c'est à peu près le rapport de force entre les deux concepts et du coup les projets menés avec ces deux techniques s'en ressentent. L'arduino est à la base une "Ferrari" mais il est bridé en 2CV: l'atmega pour le UNO par exemple qui est l'équivalent du PIC mais de marque ATMEL. Pour rendre l'arduino attractif et accessible au plus grand nombre les ingénieurs Italiens lui ont rajouté un bootloader qui le ralentit fortement, lui apporte un langage facilement accessible mais très lent. A la compilation ce langage lourd remplit très vite la mémoire et on ne peut pas envisager des projets trop ambitieux, je me suis fait avoir quelques fois avec çà. Pas d'accès aux registres intéressants en dehors du langage dédié. Et surtout ce qui m'a décidé à changer c'est le manque de moyen de débogage sérieux, l'IDE arduino est d'une pauvreté incroyable sur ce plan, un mode pas à pas et une vraie visu des variables en temps réel seraient les bienvenus, on est obligé de bidouiller avec l'interface série pour s'en sortir à ce niveau, c'est lourd.

tu me rappel l'époque ou je commençais en informatique sur le langage basic-sinclair (ZX81)
je suis vite passé au langage machine: un autre monde

Alors on a commencé pareil et on est nombreux ici, on en a déjà parlé dans un autre sujet. C'est d'ailleurs là que j'ai pris le virus du Langage Machine, une fois que tu y a gouté tu as du mal avec les langages évolués.

Cet après midi j'ai démonté le système de la fraiseuse pour le rapatrier dans mon labo et je vais lui coder une rampe d'accélération. Je vais faire du "maison" par tâtonnement parce qu'on ne trouve pas vraiment d'infos sur le sujet, obligé de ré-inventer la roue mais c'est intéressant. En y réfléchissant il y a plusieurs manières de faire et ne sachant pas quelle est la bonne je vais devoir toutes les essayer.
Première idée: Garder les niveaux hauts de largeur égale et partir avec des niveaux bas très larges, cette durée se décrémentant à chaque pas sur un tour pour arriver à un rapport cyclique 50/50.
Deuxième idée: le contraire, niveaux bas inchangés et durée des niveaux hauts commençant très large et se décrémentant sur un tour, pour arriver à un rapport cyclique 50/50.
Ensuite quand j'aurai déterminé ce qui marche le mieux je jouerai sur la durée de la rampe. Pas mal d'expériences en perspective.

Bonjour F6FCO,

je ne sais pas si tu navigues encore sur ce sujet (motorisation axe fraiseuse), puisque en apparence, les contacts sont interrompus depuis Mars 2021. J'espère que oui ....je me permets de te tutoyer, si tu n'y vois pas d'inconvénient, nos âges étant très proches, puisque je vais avoir 72 ans en fin d'année ...
Ce qui m'amène à te contacter, c'est que j'ai l'intention de "remotoriser" l'axe X de ma fraiseuse BF25 et en profiter pour en discuter un peu avec toi.
Je précise remotoriser, car je ne suis pas vraiment satisfait de la motorisation existante via un motoréducteur (style moteur d'essui-glace) 12 v - 80 trs/mn théorique à vide sortie réducteur, acheté sur Ali. Je trouve que la vitesse de translation n'est pas suffisante, surtout pour dégager rapidement.
Après avoir cramé le moteur de mon motoréducteur pour avoir oublié d'arrêter la translation sur distraction (pas de sécurité fin de course), j'ai voulu essayer un 160 trs/mn et là catastrophe .... le couple est nettement insuffisant, donc pratiquement inutilisable pour entraîner la table. J'ai donc racheté un nouveau 80 trs/mn ... que de sous dépensés ... pour finalement me rabattre sur un PàP.
J'ai donc parcouru l'entièreté de ton site et je peux te dire que j'en suis resté bouche bée, vraiment admiratif ! mais en quel temps tu peux faire tout ça ? et de plus, tu touches à tout ! tu es simplement incroyable ... bravo !  je me sens vraiment tout petit à côté de toi.
Je viens juste de terminer la motorisation du Z, car comme toi, j'en avais marre de dégager à la manivelle. J'ai utilisé un NEMA 23 2.4 Nm - J'en suis donc assez content. La vitesse est assez rapide - voir la vidéo.

J'utilise un joystick et un Arduino Uno. Le petit bouton avec son voyant vert me permet de déconnecter le moteur.
J'ai donc l'intention de motoriser le X avec le même moteur et j'ai vu que le tien était un NEMA 23 230 oz donc un peu moins coupleux. Je n'ai donc pas de souci à me faire ...
Pour le pilotage, je constate que tu es plus familier avec des PIC qu'avec un Arduino. Je n'ai pas suffisamment d'expérience et de connaissance pour en juger, car je découvre.
Pour mon axe X, je prends un Arduino, qui me donne entière satisfaction avec le Z et j'ai l'intention d'utiliser un potentiomètre avec le "0" en point milieu. Ainsi j'ai l'action dans les 2 sens et la vitesse réglable. Qu'en penses-tu ?
Pour en revenir à ma fraiseuse et en aparté, tu as dû remarquer que la moteur de la broche n'est pas celui d'origine. En effet, à trop tirer dessus, il a fini par rendre l'âme. J'ai donc remplacé le moteur CC d'origine et tous ses pignons par un moteur triphasé piloté par VSD mais malheureusement de puissance un peu trop faible à mon goût - un 0.55 kw préconisé par un membre d'un autre forum. Depuis quelques jours, j'ai mis un moteur (bleu) toujours triphasé, mais en 1.1 kw - 1500 trs/mn. Nettement plus confortable ! l'encombrement est un tout petit plus important que le précédent, mais j'arrive à mettre un jeu de poulie HTD5M réducteur et multiplicateur.

A te lire j'espère.
Christian

Bonjour Cricricanelle,

Effectivement je suis un peu moins actif depuis quelques temps sur les quelques forums que j'écumaiss, les passions étant ce quelles sont certaines s'amenuisent alors que d'autres s'exacerbent, jusqu'à que la lassitude de faire toujours la même chose s'inverse et que je revienne aux premières. Je fonctionne par cycles
Et en ce moment c'est la programmation PIC et la radio d'amateur qui tiennent le haut du pavé et je mène de front plusieurs projets qui me prennent pratiquement tout mon temps de loisirs. Donc pas trop de choses qui intéresseraient les membres MB.
Mais je viens régulièrement faire un peu de lecture et le forum se charge de me faire signe dés qu'on m'interpelle  

J'ai pas mal utilisé les arduino au début mais je suis vite arrivé à les pousser dans leurs limites, principalement à cause de la lenteur d'exécution et surtout du manque de place mémoire pour faire de gros programmes. Pour améliorer le problème de la lenteur je programmais en champs de bits plutôt que d'utiliser les fonctions du pseudo C arduino, çà marchait bien mieux, restait le souci du manque de place mémoire. J'ai donc migré sur les PIC et tant qu'à faire à la prog en assembleur.
Les PIC c'est comme la CNC, une fois que tu as mis le nez dedans tu es foutu  , et les arduinos finissent au fond d'un tiroir. Pour faire une analogie disons qu'un arduino programmé en langage arduino est une 2CV et qu'un PIC programmé en assembleur est une Ferrari.
Ceci dit je ne crache dans la soupe, j'ai fais de belles choses avec arduino et si on ne recherche pas la vitesse ultime, ni vouloir faire des programmes de l'espace c'est un très bon outil.
Si tu t'intéresses à la programmation arduino je te conseille de chercher du coté de la programmation sur champs de bit, c'est le jour et la nuit question efficacité. Pour résumer la chose tu utilises toujours le langage arduino mais pour les entrées/sorties tu travailles directement sur les registres plutôt que d'utiliser certaines fonctions gourmandes en temps machine et en place mémoire une fois compilées.
Je ne te ferai pas un tuto ici parce que j'ai un peu oublié tout çà mais ce n'est pas très compliqué et il y a plein de sites qui vulgarisent bien la chose.
Mais il me semble que j'en avais déjà parlé quelque part sur MB avec un petit exemple de commande de moteur PaP en langage arduino conventionnel et un petit programme en programmation sur champs de bits, la différence est bluffante. Par contre je ne sais plus ou j'ai posté çà.

Je viens de visionner ta vidéo et çà a l'air de bien fonctionner, on dirait qu'il y a une petite perte de pas au départ de la remontée mais ce n'est pas grave puisque c'est pour le dégagement.
Et puis il faut dire qu'aller tourner cette manivelle tout en haut n'est pas toujours une partie de plaisir.
Au début je me suis dit "tiens, il utilise un câble au lieu d'une courroie" jusqu'à ce que je comprenne que c'est le système de contrepoids  
Pareil que toi, le moteur de broche à fini par rendre l'âme et je l'ai remplacé par un moteur de tapis roulant que j'avais trouvé chez le ferrailleur, un moteur CC 180vcc, j'ai remplacé aussi l'électronique de commande qui avait péri avec le moteur.

Effectivement pour faire bouger des masses de ferrailles comme les tables ou la tête de nos petites fraiseuses un NEMA34 de bonne facture serait l'idéal, mais bon, déjà avec de bons nema23 on arrive à faire le job. Pour l'instant je n'ai motorisé que la table du X (la grande translation pour qu'on parle de la même chose), j'ai programmé la vitesse maximum sans perdre de pas pour le dégagement et çà me donne satisfaction, j'aurai aimé un peu plus de vitesse mais c'est déjà pas mal. Pour l'avance en usinage (en surfaçage) je n'ai pas encore testé sur du métal dur, je n'usine principalement que de l'alu pour mes petites réalisations et le moteur fait bien le travail sans pertes de pas sur des passes de 2 à 3mm. J'ai plusieurs vitesse d'usinage mais au final je m'aperçois que j'utilise toujours la même.
J'ai en projet de motoriser comme toi le Y et le Z mais je manque de temps et aussi le prix des NEMA34 qui me fait hésiter un peu.

En tout cas la motorisation de ma table m'a bien changé la vie et accru le plaisir de l'usinage, c'est vraiment une bonne modification à faire sur nos petites machines  

Merci F6FCO pour m'avoir répondu aussi rapidement et surtout de m'avoir répondu, ce qui ne me paraissait pas évident de prime abord.

Pour reprendre tes remarques :

Je viens de visionner ta vidéo et çà a l'air de bien fonctionner, on dirait qu'il y a une petite perte de pas au départ de la remontée

Effectivement, le moteur doit décrocher, tellement le démarrage est violent. Il est vrai qu'il n'y a aucune accélération programmée et que le moteur part de 0 à Vmax en un temps record. Ca devient trop compliqué pour moi ! mon problème, c'est que n'y connaissant pas grand chose dans la programmation de l'Arduino, je perds un temps fou à essayer de comprendre comment programmer ... pout l'instant, ma programmation relève plus de l'expérimentation, d'essais, de tests suite à des programmes pompés ci et là. Mais il est vrai que ce petit NEMA fait bien son travail malgré tout.

Au début je me suis dit "tiens, il utilise un câble au lieu d'une courroie" jusqu'à ce que je comprenne que c'est le système de contrepoids

(Le moteur est en direct sur l'axe) Comme j'ai mis un moteur de 11.2 kgs en remplacement de celui d'origine qui devait en faire 3 ou 4, j'ai préféré faire ce système pour ménager la noix de ma vis. Ce sont 2 tubes d'acier de 4 kgs chacun dans lesquels je vais rajouter 5 kgs de plomb pour avoir au final 13 à 14 kgs.

Pareil que toi, le moteur de broche à fini par rendre l'âme et je l'ai remplacé par un moteur de tapis roulant que j'avais trouvé chez le ferrailleur,

Je pense que tous ceux qui sont équipés du moteur d'origine auront un jour où l'autre le même problème. Je vois que tu fais beaucoup affaire avec le ferrailleur. C'est bien vu pour faire des économies, car il est vrai que le matos n'est pas donné.

J'ai en projet de motoriser comme toi le Y et le Z mais je manque de temps et aussi le prix des NEMA34 qui me fait hésiter un peu.

Je n'ai pas motorisé le Y et ne pense pas le faire compte tenu de la course, car j'estime que les usinages se font principalement sur le X. Quant au NEMA 34, ils ne sont pas si chers que ça, car tu trouves un 4.8 Nm à 52 € frais de port compris sur STEPPERONLNE en provenance d'Allemagne.

Sinon, tu ne m'as pas donné ton avis sur le système de gestion du X avec un potentiomètre tel que je l'ai décrit. Ce système me titille bien.

Pour en revenir sur Arduino, je vois que tu en connais un sacré rayon, alors que moi je suis un béotien en la matière. Je ne cherche pas plus que ça à m'y intéresser, c'est seulement dans l'instantanéité où j'en ai besoin

Si tu t'intéresses à la programmation arduino je te conseille de chercher du coté de la programmation sur champs de bit

et

avec un petit exemple de commande de moteur PaP en langage arduino conventionnel et un petit programme en programmation sur champs de bits, la différence est bluffante.

Je vais tout de même regarder ce que tu me proposes, mais j'ai peur d'y passer beaucoup de temps ...

j'aurai aimé un peu plus de vitesse mais c'est déjà pas mal

comment se fait-il que tu n'aies pas plus de vitesse ? Je trouve qu'effectivement, ma vitesse de rotation sur mon Z est bien plus élevée que ton X, non ? tu as essayé de changer les pulses/rev sur ton stepper ?

à propos, je me suis fait une petite CNC (500 x 300) mais 285 x 215 utiles à portique mobile, faute de place dans mon garage. Je peux même usiner de l'acier. En tout cas, c'est surtout mon petit-fils qui l'utilise et il se régale .. je te fais parvenir les photos et vidéos dès que possible.

A+

Christian

Au fait, je suis basé dans les Landes à Parentis en Born, à 15 mn de l'océan ...

Bonsoir,

La gestion de la vitesse par potar est une des deux solutions que j'avais envisagées pour ma motorisation, l'autre était des vitesses préréglées sélectionnées par bouton poussoir. J'ai opté pour la deuxième sur le moment mais avec le temps je ne saurais plus dire pourquoi, je suis doté d'une grande faculté d'oubli une fois que j'ai terminé un projet

Comme je l'ai dit plus haut j'utilise toujours la même vitesse d'avance en surfaçage, vu que j'utilise pratiquement toujours mon petit tourteau 4 dents pour surfacer l'alu et finalement un réglage par potar n'aurait pas apporté grand chose pour ma façon de procéder, ce qui ne veut pas dire que c'est une mauvaise idée. Si c'est l'option que tu veux adopter l'arduino est tout à fait capable de gérer cela, tu connectes la broche milieu d'un potar 10 kohms sur une des pins analogiques de l'arduino, A0 à A5, tu mets du 5vcc sur une borne extrême du potar, la gnd sur l'autre opposée. Sachant que l'arduino mesure l'analogique en divisant le +5vcc en 1024 paliers, avec une simple règle de 3 tu peux savoir quelle tension tu as sur ton entrée analogique. C'est un classique de l'arduino et encore une fois tu trouveras tout ce que tu veux sur le sujet sur les sites dédiés arduino.

Pour la vitesse de mon moteur, je ne sais plus comment est réglé mon driver, il faudrait aller dévisser le couvercle du boitier de commande pour vérifier, mais je pense que je dois être en 1/2pas. Le PAP n'est pas non plus du haut de gamme, je l'avais acheté dans l'intention de faire un 4eme axe sur ma CNC. Je n'avais pas mis trop cher sur ce moteur, ceci expliquant certainement cela. Je l'ai pourtant poussé dans ses retranchements niveau programmation, j'avais même fait des essais en codant une routine d'accélération mais au final ce n'était pas très concluant, çà fonctionnait mais n'amenait pas plus de vitesse donc je fais comme toi, je démarre à fond.