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Fraiseuse 'OTOCOUP'
- Spécifications -





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Ma machine personnelle

La tête de fraisage

Entraînement

Moteurs d'entraînement

Spécifications de la machine telle que sur plans

Largeur totale 3.20 m, course 2.60 m

Hauteur 2.00 m, course 1.52 m

Course de profondeur 90 mm

Défonceuse : préférer la Kress FM6990 E

Poids de la poutre en I : 10 kg

Poids du chariot sans défonceuse : 4 kg

Poutre principale (verticale) et poutres horizontales en règles de maçon 100 x 18 x 1

Roulements de patins, ABEC1

Entraînement à courroies crantées type HTD

Spécifications de ma machine personnelle

Largeur totale 3.20 m, course 2.60 m

Hauteur 2.10 m, course 1.60 m

Défonceuse Black et Decker 1300W, variateur 8000-28000 trs/min, 3.5 kg

Poids de la poutre en I : 10 kg

Poids du chariot avec la défonceuse : 7.5 kg

Course de profondeur 90 mm

Entraînement à câbles en Dyneema

Pignon sur moteur 20 dents, couronne 60 dents,

Entraînement par câbles en Dyneema sur tige filetée diamètre 8 mm.

Théoriquement, on peut donc développer un effort de traction de 48 kg (couple moteur 6.2 kg.cm), mais la vitesse ne sera pas foudroyante.

Les câbles en Dyneema résistent à 70kg chacun (Ces câbles de cerfs-volants sont doublés pour augmenter la rigidité et la sécurité), Pour des raisons de rigidité et de stabilité dimensionnelle, il aurait été préférable de monter des câbles en acier diamètre 0.6 (résistance 24 kg). Le Dyneema est sensible à l'abrasion.

Il aurait été préférable, pour une question de rigidité et de simplicité de faire un entraînement à courroies, la solution actuelle me semble trop souple.

La tête de fraisage

Type/Marque

Utilisation

Puissance

Vitesse

Poids

Prix

Ou

Pince

Perceuse Dremel ou Proxxon

Petits travaux, un peu léger pour une pareille machine

100 W

8000 -28000 trs/min

500 g

70 à 100 Euros

Dremel : Casto, L-M

Proxxon : Electronique diffusion

3.2 mm

Défonceuse Black et Decker KW850E

Gros travaux

1300 W

8000 -28000 trs/min

3.5 kg

80 Euros

Casto, L-M

6,6.35 et 8 mm

Tête de défonçage de 600à 800 W Bosch

Gros travaux

600 à 800 W

20 000 trs/min

Env. 2 kg

Env. 150 Euros

Casto, L-M

 

Kress FM 6990 E

Machine utilisée par les pros

900 W

8000 -26000 trs/min

1.6 kg

150 Euros

Mr Bricolage Leroy-Merlin

8 mm, option 6


L'association Aeromaniacs vend la tête Kress par commande groupée.

Il serait aussi possible de se procurer la tête Kress seule chez Leroy-Merlin pour 149 Euros, en insistant (en tant que pièce de rechange ?), car la tête seule n'est pas référencée. Le kit de défonçage complet est vendu 229 Euros.

Entraînement

Ma machine est à entraînement par câbles, mais vu la taille je pense que ce n'est pas la bonne solution.

Les plans sont ici prévus pour une transmission à courroie crantée, avec un premier étage de réduction à engrenages.

Les courroies que je recommande sont les courroies HTD 5M ou AT5 de chez Gates en largeur 15 ou 25 mm. Elles sont cinq à dix fois plus résistantes que les courroies de type XL en 9.5 mm, que l'on trouve un peu partout, pour un prix de 50 à 80 % supérieur. Aucune hésitation à avoir. Par contre, pour l'approvisionnement, ce sera peut-être un peu plus difficile. Voir chez Prud'homme transmissions.

Les roulements sont des roulements de patins 608ZZ (diamètre 8 x 22 x L 7). J'ai payé chez Auchan mes roulements ABEC1 6 Euros (six !) les 16…

Ces roulements sont flasqués, graissés à vie, mais ils ne sont pas étanches. Il est donc très important de ne jamais mettre d'huile sur votre mécanique, qui diluerait la graisse et ferait tourner, au bout du compte, vos roulements à sec.

La qualité me semble suffisante pour l'usage requis. Il est impossible de trouver des roulements industriels moins coûteux.

Moteurs d'entraînement

Ces moteurs pas à pas ont besoin d'un couple important, et voici ceux que j'ai retenus :

. Chez Selectronic, moteurs bipolaires Astrosyn 23LM -C355-P4 2.6V, 2A /phase couple 6.2kg/cm (made in Thailand)

. Chez Electronique diffusion moteurs bipolaires SOYO ? Ou GBM ? 57BYG060 2.6V, 2A /phase couple 6.1kg/cm (made in China)

Les deux coûtent 10 Euros la pièce. Ceux que j'ai installés sont les Astrosyn.

Ils sont en taille NEMA23 (57 x 57, arbre diamètre 6.35).

Sur les Astrosyn, la partie arrière de l'arbre est accessible, ce qui permet d'enfiler à force le pignon denté en s'appuyant sur l'arbre et non sur les roulements du moteur. Je ne sais pas pour les SOYO…

Ces moteurs ont pour avantage d'avoir une tension d'alimentation très faible, ce qui fait qu'on peut les alimenter en 12V avec une régulation PWM. De telles alimentations (13.8 V) peuvent se trouver pour un prix très raisonnable car elles sont destinées à alimenter des appareils usuellement branchés sur une batterie. Ce ne sont donc pas des alimentations de laboratoire, fort coûteuses.

Pour les moteurs, on peut trouver de la récupération de photocopieur.
Une adresse, en Italie : www.ronchinimassimo.com/motori_passo_passo.htm (et en Italien !)
Ou chez Nc-step, en Allemand et en Anglais
Le choix le plus large avec de bons prix chez Nanotec

Dans notre domaine, nous utiliserons deux tailles de moteurs :
Les dimensions sont pour la fixation uniquement,
la longueur des corps de moteur variant beaucoup.
- Nema 23 Entraxe de fixation carré 47.6 mm - vis M5
  diamètre de centrage 38.1 mm - Arbre diam 6.35 mm
  diamètre du corps de moteur : 56 mm
- Nema 34 Entraxe de fixation carré 70 mm - vis M5
  diamètre de centrage 73 mm - Arbre diam 9.525 mm
  diamètre de corps du moteur : 85 mm
La longueur des arbres n'est pas toujours la même.
Les moteurs Nema23 'Courts' pèsent de 500 à 700 grammes

Moteurs pas à pas (Les moteurs unipolaires peuvent être montés sur des cartes de commande bipolaires, mais pas l'inverse, voir ici)

Taille NEMA Type couple
kg.cm
Modèle Prix et fournisseur
23 Unip. 4.1V, 1.1A 3 SANYO StepSyn 10 Euros chez Medelor
23 Bip. 2.6V, 2A 6.1 ASTROSYN, SOYO 10 Euros chez
Electronique diffusion, Selectronic
23 Unip. 6.6 V, 1.2A 6 TECO L0638 38 Euros chez NC-step
23 Unip 5.4V, 1.4A 8.8 4H5618L03 79 Euros chez Radiospares
23 Unip. 5.1V, 1.6A 10.5 TECO L2108 49.5 Euros chez NC-step
23 Unip. 3.6V, 2A 11.25 Vexta PK266-E2.0B 98 Euros chez NC-step
23 8 fils 6V, 1.8 A 12 4H5618C03 85 Euros chez Radiospares
23 8 fils, 3.2V, 2.8A 17 23SM080-28-8W-F-1.7 40 Euros chez Stappenmotor
23 8 fils, 2.3V, 3A 25 23SM112-030-8W-S-2.5 70 Euros chez Stappenmotor
         
34 Unip. 3V, 2A 12 TECO 4H5618S1028 105 Euros chez Radiospares
34 Unip 2.5V, 4.5A 22 TECO 4H5618S0428 125 Euros chez Radiospares
34 8 fils, ?, 6.4 A 28 Nanotec ST8718S4508 -Wt 1.75 kg 125 Euros chez Nanotec
34 Bip. 6A 30 MAE ? 8221-6241 ? chez Massimo Ronchini
34 Unip. 3.2V, 4.3 A 38 4800 250 Euros chez Radiospares
34 8 fils, 1V, 6.4A 64 34SM114-064-8W-6.4 90 Euros chez Stappenmotor


Quelques précisions à propos des moteurs revendus par Radiospares.
Les moteurs 'standards' n'ont pas un potentiel de vitesse très important et selon les modèles, leur vitesses ne peut pas dépasser de 3.5 à 5 tours/seconde. Leur couple, alimentés par un hacheur, sous une tension de 36V, reste très constant sur toute la plage.
Les moteurs hautes performances (HSX), ont eux un potentiel de vitesse de 30 à 40 tours/seconde selon les modèles. Le couple chute régulièrement avec la vitesse, mais pour certains moteurs, se conserve remarquablement bien.
Par exemple, le moteur 23-HSX-206, alimenté en 70 V, conserve un couple de 4 kg/cm à 30 tours/secondes, soit 60% du couple nominal !
Il consomme néanmoins 4A, ce qui est important. Un tel moteur peut être piloté par une carte Geckodrive (80V, 7A).
Moyennant l'utilisation d'une forte réduction, ce moteur développe une puissance exceptionnelle pour un moteur pas à pas d'un poids de 700 grammes.
Pour des usages plus raisonnables, le moteur 23-HSX-202, de même encombrement, alimenté en 36V, 1.4A/phase, bipolaire, possède encore 4.5 kg.cm de couple a 7.5 tours/seconde. Le couple s'effondre au delà de cette vitesse.
Et dans un cadre qui dépasse largement l'usage amateur, un moteur 34-HSX-312, pesant 3.6 kg, développe encore un couple de 20 kg.cm à 25tours/sec, mais requiert pour cela une alimentation de 120V et un courant de 9 A/phase en bipolaire. Et il coute 251 Euros.

Tous les moteurs pas à pas ne sont donc pas égaux... Et si vous recherchez la performance, il n'est pas inutile de consulter les spécifications.

Si vous voulez des moteurs a fort couple, un choix s'impose :
. Un moteur avec une bonne intensité, et une bonne capacité de vitesse.
. Un moteur dont la courant est plus faible, mais avec une capacité de vitesse moindre.
C'est simple, pour un couple donné, pour diminuer l'intensité, il faut augmenter le nombre de spires de chaque bobinage. Donc, cela augmente l'inductance du moteur, et limite son potentiel de vitesse.

Avoir à la fois couple et vitesse nécessite une carte de puissance capable de passer une bonne intensité, comme la Geckodrive citée ci-dessus.

Et pour la facilité de compréhension :
1 kg = 9.81 N, qu'on arrondira à 10 N ce qui nous donne :
1 kg.cm = 10 N.cm = 100 mN.m
de plus, comme 1 ounce (oz) = 28.35 g
1 kg.cm = 13.89 oz.inch ou encore 1 oz.inch = 7.2 mN.m