Les machines à commande numérique ce sont des machines qui existent sur le marché de plusieurs types et tailles, tout dépend de l’usage.
En 2011 une petite groupe de lycéen est éblouie par la pouvoir de ces machines puisque un club local “Club jeune science Monastir) a déja réalisé quelqu’une très impressionnantes. Ismail Aguir et Maher Bnouni avec mon assistance et beaucoup d’aide de la famille on est arrivé à construire une CNC 3 axes de taille moyenne :
Comme vous voyez ce n’est pas encore finie (à cause des conditions non adéquates pour bien se concentrer sur ce projet). On a travaillé sur cette machine uniquement pour 15 mois consécutifs. Après une rupture de 3 ans, je vais inchallah essayer de l’achever.
En suivant un tutorial de ce site, Ismail Aguir a organisé les étapes et a dimensionné les éléments de la machine selon le besoin. J’ai perdu les dessins mais je pense qu’il existe suffisamment d’information dans le site.
Je vais vous montrez des détails de construction qui sont mis en utilisation.
L’animation des 3 axes, avec table fixe, est faites par à des liaisons hélicoïdale (vis – écrou). L’écrou est monté à chaque partie mobile comme c’est montré dans la photo suivante. L’écrou est soudé à une pièce en acier obtenue par forgeage, l’avantage de cette solution c’est qu’on peut ajouter des cales au-dessous de l’écrou de fixation pour garantir l’alignement et éviter la flexion de vis. L’inconvénient des cales de réglages est difficile à ajouter (prend beaucoup de temps et risque d’abimer la vis au cours du montage et démontage des cales).
Chaque vis de diamètre 8mm est mise en rotation par un moteur unipolaire (NEMA23) utilisés comme moteur bipolaire. L’accouplement, entre l’axe de moteur et le vis, est élastique grâce au gaine en caoutchouc qui lie les deux axes (le positionnement de moteur n’est pas précis et l’ajout des cales au-dessous de corps de moteur va probablement affaiblir sa fixation). Cette élasticité nous permet de corriger le défaut d’alignement à l’extrémité de vis. Pour éviter la rotation à vide de l’axe de moteur on a ajouté des robustes colliers.
Le guidage en translation est fait par un contact en v, partie mâle (fixe) et partie femelle (mobile). C’est plus compréhensible en regardant la photo. La partie femelle en v est garantie par des roulements fixées sur une équerre d’aluminium. La partie tournante des roulements permet la partie lisse de glisser/rouler lissement par rapport à la partie fixe. L’avantage de ce type guidage est l’obtention d’une liaison glissière très lisse. Aussi cette solution nous permet de faire des liaisons glissière très longues; le seul limite c’est la longueur de la vis de transmission de mouvement. L’inconvénient est le réglage trés difficile de ce montage, on ne peut jamais prévoir avec précision la largeur de partie fixe (la distance entre deux liaisons glissières en parallèle de la même pièce mobile). On a fait ça expérimentalement et la table a était refaite deux fois à cause de ça.
La photo au-dessus montre la tête d’usinage qui est considérablement grande et lourde sur le système mais c’est ce qui est disponible en 3 ans. Il est prévu de refaire l’axe de Z (l’axe de broche) pour bien supporter les charges et le poids attaché à lui. Ou bien changer la fraiseuse par une autre plus petite. Comme vous voyez, le montage est robuste. La pièce sur laquelle la broche est fixée convient parfaitement à la géométrie de tête de fraisage; c’est réaliser par une copieuse chez le menuisier.
Le guidage en rotation des axes est fait par des roulements des bille contact oblique de diamètre extérieur 22mm. Pour un certain raison (mystérieux) l’usure de ses roulement est rapide pourtant la machine est repos. Les roulement utiliser dans les guidage en translation (simple type BC)) vont supporter une charge radiale importante. Celle de guidage en rotation, les efforts sont principalement axiaux.
La commende des moteurs est à base pont en H c’est pourquoi on a utiliser une carte électronique de triple L298. Dans la photo suivante est la premier tentative à concevoir cette carte.
Vu que l’équipe est très débutante et la contrainte de temps ça n’a pas fonctionné correctement. Sur Ebay se trouve la même solution avec prix plus ou moins acceptable. On a acheté une qui sera liée par un câble de port parallèle avec un ordinateur. Le port parallèle il n’est pas très utilisé maintenant donc je dois changer la solution de commande ou bien trouver un ordinateur avec port parallèle et qui peut fonctionner le logicielle CAM3 pour la conception et de dessin des contour à suivre par la machine.
Beaucoup de temps et d’énergie sont sacrifié pour ce projet de bricolage. Un grand merci pour nos familles qui ont bien supporté. Un Grand merci pour mon oncle Najib Aguir qui a énormément aidé à l’usinage des éléments de la machine.
Pendant les derniers 3 ans, j’ai constaté l’augmentation de nombre de “home made CNC” et les solutions qui facilitent ça sont devenues plus disponible. Je pense qu’aujourdhui pour la réalisation d’une machine CNC il vaut mieux d’acheter un kit à assembler et si vous êtes intéressé par le principe et la réalisation d’un mécanisme de 3 axes à mon avis vous devez acheter une machine pré-assemblée, bien le contemplez et l’utilisez après ça pour fabriquer un système à 3 axes.
C’est mon opinion et je souhaite de savoir les tiennes. J’espère aussi savoir si vous avez des idées pour améliorer ce projet.
Aguir Mohamed Amine
clevotain 