CNC-SentierBattu/Modedemploi

Un pad est en cours pour documenter les étapes d'utilisation de la CNC : http://etherpad.pingbase.net/recapRouteurCNC

Cette machine peut faire deux types de tâches :

du fraisage ou de la découpe

Préparation des fichiers svg

1. Attention à prendre en compte le diamètre de l'outil qu'on va utiliser pour l'usinage.
2. faire des formes remplies en noir, en enlevant les contours
3. On peut optimiser l'ordre d'usinage des pièces en "rangeant" les formes dans l'ordre que l'on souhaite à partir de l'éditeur XML d'inkscape. Voir la page Inkscape pour la fabrication
4. Laisser une marge au moins équivalente au diamètre de l'outil autour des formes à fraiser (propriétés du document > redimensionner la page au contenu > marges)
5. Créer un calque avec des trous pour le vissage, notamment s'il y a des petits éléments à découper sur la planche: Dessiner des ronds et les convertir en chemin, de par et d'autres sur la planche (hors des motifs bien sûr!). On copie ce fichier et on le modifie pour garder que le calques avec les trous (ce sera le premier qu'on usinera, il permettra de maintenir bien la planche sur le martyr pendant que ça découpe).

Au final, on peut avoir trois fichiers, qu'on usinera dans cet ordre :

• Un avec les trous de vissage.
• Un de gravure.
• Un de découpe.

Produire du gcode pour la CNC

La version de fabmodule installé sur le poste de travail de Sentier Battu à été modifié pour produire du gcode compatible avec Sentier Battu. Il faut donc choisir d'exporter en "G-codes (.g)". L'utilisation de fabmodule est la même que pour CNC-MDX20.

Le module make_svg_g de fabmodule pour sentier battu

1. Définir l'input (format "drawing svg")
2. Définir le format output (.g gcode)

Bienvenue dans le module svg_g !

La procédure est sensiblement la même que pour la fraiseuse modela, mais avec quelques spécificités....Après avoir loadé le .svg, et en laissant les réglages par défauts (barre déroulante en haut) on choisit l'opération 3D puis on clique sur "make path" pour avoir la visualisation du chemin et de l'outil.

1. On définit le "min intensity" = 0, qui sera notre point de départ (la surface de la planche).
2. On définit le "max intensity" = profondeur de la passe. Pour descendre à -9 mm, mettre -9

Attention bug ! entre 0 et -9, la machine parle en pouces et non pas en mm ! Il faut donc faire la conversion !

1. En haut à droite on définit la trajectoire de l'outil ("climb" ou "conventional"): mettre sur "climb".
2. On définit le "cut" speed (en fonction du matériau, mais dans tous les cas au max 10
3. On définit le "rpm" (nombre de tour par minute de la fraise) : 24000 (=255 PWM)
4. On définit le "jog height" (mm), c-a-d la hauteur à laquelle la fraise remonte pour se déplacer entre les formes à découper
5. On prévisualise la durée de l'usinage en cliquant sur "make" .g
6. Et on génère le gcode en cliquant sur "send it"!

Récupérer le gcode et le vérifier

une fois le gcode crée, on peut l'ouvrir puis :

1. Enlever les pourcentages au début et à la fin du gcode
2. Tchecker à combien on descend en Z pour vérifier que c'est bien la bonne profondeur (notamment si on a dû convertir des pouces en mm dans fabmodule)
3. Si ce n'est pas la bonne profondeur, on peut y aller franco en modifiant le gcode à la main avec un ctrl+R
4. On enregistre dans le bon dossier et on passe à l'étape suivante !

Nettoyer la grille de l'aspirateur à copeaux

A l'entrée de celui-ci, déboiter le flexible pour s'assurer que rien ne fasse obstacle à l'aspiration

Allumer et connecter la machine

• Les boutons rouges sur la machine et sur l'armoire circuit doivent tous être relevés
• Appuyer sur le bouton rouge sur la façade de l'armoire.

On peut préparer notre découpe.

Lancer une découpe

La première étape, c'est d'ouvrir Pronterface, qui sert à piloter la machine et lui envoyer le gcode

Pronterface pour manipuler Sentier Battu

1. Une fois Sentier Battu allumé, on connecte la machine en appuyant sur le bouton "connecter" en haut.

Ensuite, on va chercher les zéros des axes X et Y

Faire les zéros

1. Aller chercher les fins de courses en X et Y (home de ces deux axes) avec le "joystick" de pronterface. On ne fait pas encore le home de l'axe Z, parce qu'on le détermine en fonction du matériau qu'on utilise.

Fixer la planche sur le martyr

1. Fixer la planche à usiner sur le martyr, la visser au moins au 4 coins.

Définir son point de départ, son zéro

1. A l'aide du joystick, on va positionner la fraise en x et y à l'endroit où on veut démarrer.
2. Mesurer à l'aide d'un mètre de combien on doit descendre en Z approximativement pour toucher la planche
3. Ensuite, envoyer la commande M05 pour dire à la broche qu'elle s'arrête (sinon elle ne voudra pas démarrer)
4. Puis envoyer M03 S255 pour faire démarrer la fraise à la vitesse de 24000t/m (=255 pwm)
5. Une fois la allumée, on positionne la fraise en Z petit à petit, le but : effleurer la surface de la planche.
6. Quand on y est, on appuie sur le bouton "get position" ou on envoie la commande M114 pour savoir où on se trouve en X,Y,Z
7. On peut arrêter la fraise en envoyant M05
8. Puis, notre Z étant maintenant positionné, on valide ce zéro/point de départ dans pronterface en envoyant la commande G92 X0 Y0 Z0.

Lancer le gcode

Maintenant qu'on a le zéro, que la fraise est montée et que notre planche est fixée sur le martyr, on peut se lancer !

1. On charge le gcode avec "charger un fichier"
2. On démarre la broche avant le lancement en envoyant M3 S255,
3. Puis on appuie sur imprimer pour lancer le gcode !
4. La découpe est lancée, on va maintenant à droite de la machine pour lancer le démarrage de l'aspirateur

Et c'est parti...

Suivi pendant l'usinage

• A tout moment, on peut faire pause en cliquant sur pause !
• Si on constate que la vitesse est trop élevée et qu'on risque de casser la fraise, on peut envoyer : M220 S50 (S50 pour 50%) pour réduire la vitesse d'usinage de tant...
• Porter un casque, ça préserve les oreilles

Exemple de Paramètres de coupe

Matériaux	Épaisseur	Opération	Passe(s)	Outil	V [mm/s]	RPM (tours par minute)	Remarque
SPRUCE CP épicéa	12mm	Découpe	1	531-0300	5	2350	Un peu juste par rapport à la profondeur utile de la fraise
CP Bouleau 15mm	15mm	Découpe	2X7.55	531-0300	10	24000	Vitesse experimentalement ajustée...plus rapide possible?
Aggloméré	18mm	Découpe	2X9	531-0300	10	24000
CP (bouleau?)	8.5mm	gravure	1 x -3mm	531-0300B(fraise de coupe)	10	24000
CP (bouleau?)	8.5mm	découpe	1 x -9mm	531-0300B(fraise de coupe)	10	24000
CP bouleau	15mm	gravure	1 x -1.5mm	802-0600B(fraise de finiton)	5	24000

SPRUCE Contreplaqué épicéa 12mm : V = 300 mm/min

Réglage des Paramètres Machine

Comment ça marche: Globalement on fait tourner une fraise très vite pour venir "gratter" le matériel avec une sorte de lame aiguisé (la fraise). Ce qui fait la découpe est ce qu'on appelle la vitesse de coupe: c'est la vitesse linéaire d'une dent. Sois la vitesse de rotation multiplié par le rayon de la fraise. Cette vitesse va générer des concentrations de contraintes dans le matériel, qui vont déclencher la rupture de ce dernier. On va donc chercher à optimiser cette vitesse, puisque plus elle est grande mieux c'est, contrepartie ça chauffe, donc ça casse la fraise... (D'où l'utilisation de lubrifiant dans l'usinage des métaux)

Point sur l'état de surface: c'est l'état global des petites découpe de la fraise (cf photo). Il est donné directement en fonction du nombre de dent et du diamètre de la fraise. (diamètre plus petit => plus petit creux entre les coupes et nombre => plus petit intervalles de temps entre les coupes)

Plusieurs paramètres dépendants sont disponibles, il est important de les maitriser pour une bonne utilisation de la machine, on les choisis dans cet ordre:

• Le choix de la fraise
  • Le Type: Définit par sont nombre de dents et sa forme géométrique.
    • Le nombre de dents caractérise l'état de surface au détriment de la température. (on remarquera que les fraises une dent ont généralement des micro-dents sur les côtés,ce qui est bien utile).
    • Sur la forme il existe autant de fraise que de procédé de fabrication. A plateforme C nous utilisons des fraises dites d'ébauche qui sont adaptés à beaucoup de procédés, mais donc de moins bonne qualité dans des domaines précis. Pour la découpe il est préférable d'utiliser des fraises à rainurer droites mais qui coutent cher. Il convient de faire plusieurs passes surtout avec des outils d'ébauches (la lame étant à la base de l'outil et non sur les bords).
      
  • Le Diamètre: d (mm): En général un diamètre grand est très utile (cas particulier pour les composites donc le bois), il augmente mécaniquement la vitesse de coupe (cf plus haut), donc facilite la coupe en général, de plus l'outil est plus résistant à l'usure et à la flexion (cf plus bas) car plus gros, il aussi tient mieux à la chaleur.

  Cas des composites (bois, fibre de verre ...) : Un diamètre trop grand peut arracher les fibres du bois. Et le sens de coupe par rapport à la fibre influe aussi le résultat. En effet *:il peux modifier sensiblement l'état de surface et créer des vibrations ou coefficients de contraintes supplémentaires sur l'outil et donc le fragiliser lors de la coupe.

• La vitesse d'avance : V (mm/min) (max: 3 000 mm/min)

  Elle caractérise la vitesse d'avance de l'outil dans le matériel. Il est important de bien la régler en fonction de la vitesse de coupe.

  Une vitesse trop faible, demande à l'outil de couper de plus gros copeaux et donc fatigue l'outil voir l’empêche de tourner.

  Une vitesse trop grande, effectue plus de petites coupes et donc chauffe plus (c'est aussi valable pour un nombre de dents élevés). De plus lors de l'avance, l'outil travaille en flexion (appui entre le matériel et le bas de l'outil) ce qui est susceptible de casser l'outil !!

• La vitesse de rotation : N (tr/min) (max: 24 000 tr/min)

  Elle se calcule généralement avec la formule suivante.

  N = 318 * Vc / d

  avec le 318 qui peu varier suivant le matériel (voir en fonction des tests)

  Si vous diminuez l'avance, il faut diminuer la vitesse de rotation, pour éviter de brûler le bois.

Formule pour les calculs

D'après le catalogue taptools File:calculsVitesse.ods.zip

Ressources

Comportement à l'usinage du bois de clones de peupliers