Fraiseuse CharlyRobot A4 : Différence entre versions

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- vertical (la broche monte ou descend : axe Z dans LinuxCNC)
 
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*On ne peut démarrer l’usinage sans avoir procédé au « homing », c’est à dire défini l'origine machine et pièce :
 
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- Origine machine : la commande numérique ou le logiciel de pilotage (LinuxCNC dans notre cas) calcule en
 
- Origine machine : la commande numérique ou le logiciel de pilotage (LinuxCNC dans notre cas) calcule en

Version du 26 novembre 2019 à 14:31

Charly robot.jpg

Précautions d'usage, habilitation

Précautions à observer

Cette fraiseuse, comme toute machine de ce type, peut s'avérer dangereuse si mal utilisée.

C'est pourquoi l'attitude de l'utilisateur doit être adaptée à l'utilisation de cette machine.

Il est, entre autre, nécessaire :

  • de rester concentré tout au long du processus ;
  • d'être posé, pas d'empressement ;
  • de rester à proximité immédiate de la fraiseuse tout au long de l'usinage ;
  • de faire appel à son bon sens concernant toutes autres mesures de sécurité à observer lors de la manipulation de machines-outils.

Garder à l'esprit

Une mauvaise manipulation de la fraiseuse ou un mauvais fichier Gcode peut amener à une casse de la fraise ou de la machine, voir à des blessures graves pour l'utilisateur.

Habilitation

Seules les adhérents habilités sont autorisés à utiliser la fraiseuse. Pour être habilité, il est nécessaire de connaitre :

  • le fonctionnement général de la machine
  • les précautions à prendre concernant la sécurité des personnes et des biens
  • les règles d'utilisation de la fraiseuse

Seul un permanent peut habiliter un adhérent.

La fraiseuse et ses accessoires

Historique

Le funLAB avait récupéré d’un établissement scolaire une « fraiseuse » CNC en panne. L’alimentation électrique et la partie électronique commandant les moteurs des axes avaient été entièrement remplacées, permettant ainsi la remise en fonction de la machine, pilotée via « LinuxCNC », installé sur un ordinateur dédié. Ce dernier a plus tard été mis au rebut. La machine est de nouveau opérationnelle en octobre 2019 suite à l’installation d’un nouvel ordinateur dédié.

Descriptif fraiseuse

  • marque : « Charlyrobot », partenaire de l’Éducation nationale, filiale de Mécanuméric
  • modèle : « Charlyrobot A4 » précisément « CR.A4 type 1 », sorti vers 1996, pas de notice disponible
  • type : portique, 3 axes guidés par vis à billes
  • utilisation : usinage par retrait de matière => fraisage, perçage, gravure
  • domaine d’utilisation : !!! matériaux (bois, plastiques) TENDRES uniquement !!! Acier interdit
  • course de l’axe X : 320 mm
  • course de l’axe Y : 250 mm
  • course de l’axe Z : 105 mm
  • vitesse maximum d’avance : 1200 mm/min
  • diamètre maximum d’outil de coupe : 15 mm
  • broche assurant la rotation de l’outil de coupe : 600 W, de 8000 à 24 000 tr/min, de 70 à 87 dB
  • liaison ordinateur-machine : port série (RS-232) via connecteur 25 broches (DB-25)
  • logiciel d’origine : « Charlygraal » (logiciel propriétaire orienté CFAO), non disponible
  • logiciel de remplacement pour le pilotage : LinuxCNC (gratuit)
  • pour mieux comprendre les spécificités de cette machine :

https://www.usinages.com/threads/recuperation-dune-charlyrobot.68006 Documents sur la fraiseuse CR.A4 type 2, sortie en 1999 :

http://www.meca-line.com/charlyrobot/sav-charlyrobot-charlyrobot-cra2-cra4-2u-4u-outils-fraise-gravure-fraise-cnc-usinage-javelot-pointe-diamante-isel-rack-sav- charlyrobot2013-10-01-12-19-02/depannage-charlyrobot-depannage-mecanumeric-maintenance-mecanumeric-maintenance-charlyrobot-procedures- documentations-exercices-tutorial-machines-charlyrobot-4u-2u-cra2-cra4-tour-4t2014-05-28

Accessoires

  • Ordinateur, type PC dédié au contrôle de la machine, fonctionnant uniquement sous Linux ( pas de dual boot)
  • Boîte contenant brides, pince(s) de broche et clé(s) de serrage
  • Fraises et « brut » (matériau à usiner) à demander au FunLAB
  • Capteur d’outil (sonde) pour le « homing » selon l’axe Z, pour utilisateur expérimenté
  • Aspirateur dans l’armoire « ménage »


Partie logiciel

3.1 Rappels

  • Une MOCN (Machine-Outil à Commande Numérique) ou Machine CNC (Computer Numerical Control) a l’avantage

d’automatiser les mouvements d’une machine-outil traditionnelle pour optimiser la production industrielle d’objets (en série). Depuis son apparition dans les année 1950, le principe est toujours le même : la commande numérique exécute un programme (en langage G-Code) d’instructions de déplacement de l’outil (via des moteurs pas à pas). Cette commande peut être intégrée à la machine (cas des « imprimantes 3D ») ou exécuter son programme depuis un ordinateur relié à la machine. C’est le cas pour notre fraiseuse CNC qui sera pilotée par le logiciel LinuxCNC (gratuit) depuis un ordinateur.


  • Pour mettre en œuvre une fabrication numérique, la préparation est plus longue que pour la fabrication manuelle

mais est compensée par la rapidité de la fabrication proprement dite. Cette préparation comprend généralement : 1) La conception de la pièce à fabriquer qu’on modélise, dessine (en 2 ou 3 dimensions) à l’aide d’un logiciel de CAO (Conception Assistée par Ordinateur) (ou CAD pour Computer-Aided Design), voir de DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) 2) La création et la simulation du parcours de l’outil puis la génération du programme G-Code correspondant, à l’aide d’un logiciel de FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) (ou CAM pour Computer-Aided Manufacturing) Pour l’utilisation de notre fraiseuse CNC, vous pouvez donc effectuer cette préparation chez vous ou au FunLAB avec , par complexité croissante, les outils informatiques suivants : - pour !!! la gravure uniquement !!! : Le logiciel de dessin 2D gratuit Inkscape CAD et CAM + le simulateur de parcours d’outil(s) gratuit Camotics Inkscape : http://wiki.funlab.fr/index.php/Gcode_avec_Inkscape + doc officielle Camotics : https://camotics.org/download.html#run - pour tous types d’usinage : Le logiciel 2D gratuit orienté CAD LibreCAD + le shareware CAM CamBam » + le gratuiciel Camotics LibreCAD : https://www.youtube.com/watch?v=gG6DRTIOyic&list=PLmpHZ-7C0qn2HJ9FanQEmQLibeBl0nrdf + doc officielle CamBam, version de démonstration (génère 1000 lignes de programme G-code maxi. après 40 utilisations gratuites) https://reso-nance.org/wiki/logiciels/cambam/accueil https://wiki.tyfab.fr/doku.php?id=logiciel:cambam) http://www.cambam.info/doc/fr/doc-cambam098l-fr-v1-34.pdf - pour tous types d’usinage : Un des logiciels CAD/CAM (CFAO) 3D gratuits, à utiliser en 2D ou 2,5D-bas-reliefs, Fusion 360 ou FreeCAD Fusion 360 : http://wiki.funlab.fr/index.php/Fusion360 + doc officielle FreeCAD : https://www.youtube.com/watch?v=SPFoXfEAufw&list=PL1P4z1vfrsq91UkGabWxHoFOtwdkJBITb + doc officielle Bas-relief : https://fr.wikipedia.org/wiki/2,5D

  • Une machine CNC « 3 axes » peut effectuer des mouvements selon trois axes (directions) :

- horizontal transversal (dans notre cas, la broche se déplace sur le portique : axe X sous LinuxCNC) - horizontal longitudinal (dans notre cas, la table de fraisage avance ou recule : axe Y dans LinuxCNC) - vertical (la broche monte ou descend : axe Z dans LinuxCNC)

  • On ne peut démarrer l’usinage sans avoir procédé au « homing », c’est à dire défini l'origine machine et pièce :

Charly rappel base.jpg

- Origine machine : la commande numérique ou le logiciel de pilotage (LinuxCNC dans notre cas) calcule en permanence la position de l'outil à partir d'une position de référence, c'est l'origine machine ou le zéro machine. - Origine pièce : de la même manière, le référencement des coordonnées de la position de la pièce à usiner sur la table est indispensable.

  • Si vous débutez, faites simple ! L’utilisation d’une machine CNC requiert des choix d’outils, de matériaux et de

réglages pour la génération du fichier G-Code (partie CAM) basés sur des connaissances plus ou moins complexes : Paramètres de coupe (speeds and feeds, i.e. vitesse de coupe, vitesse d'avance), Profondeur de coupe, Nombre de passes, Profondeur de passes, Vitesse de plongée et de dégagement, Hauteur de dégagement, Parcours de ou des outil(s), Congés, Finition, Choix des fraises... https://fablabo.net/wiki/CNC-SentierBattu/Parametrage https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_de_coupe https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_d%27avance https://www.cncfraises.fr/content/16-fraisage-definir-les-parametres-de-coupe https://www.cncfraises.fr/cloud/ParametresDeCoupe_V1.1.pdf https://www.cncfraises.fr/cloud/ParametresDeCoupeCncFraises.xlsx https://www.cncfraises.fr/content/18-mesurer-determiner-le-diametre-de-coupe-fraise https://wiki.makilab.org/index.php/Biblioth%C3%A8queFraises http://cours.education/dufacilitateur/2016/05/30/des-outils-de-coupe-de-la-fraiseuse

Installation de LinuxCNC

  • En octobre 2019, LinuxCNC en Temps Réel (RT) a été (ré)installé sur un ordinateur NEC équipée d’un port série à partir

d’un CD bootable gravé via cette image disque http://www.linuxcnc.org/binary.hybrid.iso ou celle-ci http://www.linuxcnc.org/iso/linuxcnc-2.7.14-wheezy.iso Il est interdit d'installer un nouveau logiciel sur cet ordinateur, de l'utiliser pour un autre usage que la commande de la fraiseuse et de le connecter à Internet pour des mises à jour système (cela risquerait d’écraser le noyau RT et de mettre en péril le bon fonctionnement de Linux CNC).

démarré (http://linuxcnc.org/docs/html/getting-started/index-fr.html#_assistant_graphique_de_configuration_stepconf) pour paramétrer LinuxCNC avec notre fraiseuse Charlyrobot A4 type 1 afin de la commander. Heureusement, ces paramètres sur l’ancien ordinateur avaient été notés ; ils sont désormais sauvegardés dans cette archive : SvgConfCharlyNec.zi


Ressources : http://astuces.absolacom.com/logiciel/presentation-et-installation-de-linuxcnc https://lecrabeinfo.net/creer-copie-sauvegarde-image-systeme-disque-dur-ssd-avec-clonezilla.html https://lecrabeinfo.net/restaurer-image-disque-sur-disque-dur-ou-ssd-avec-clonezilla.html http://linuxcnc.org/docs/html/getting-started/index-fr.html http://linuxcnc.org/docs/2.7/html/gui/axis_fr.html


  • L’interface graphique Axis du LinuxCNC de notre ordinateur de commande a été personnalisée par ajouts de

panneaux virtuels de contrôle en python via pyVCP, inspiré du travail d’un américain nommé Jerry Rutherford : https://www.youtube.com/watch?v=kn_K8OpOzsQ http://askjerry.info/FRANKENLAB http://linuxcnc.org/docs/html/gui/pyvcp_fr.html http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?Adding_Custom_MDI_Buttons http://linuxcnc.org/docs/2.4/html/hal_pyvcp.html

Session type sous LinuxCNC

Prenez connaissance de cette page http://linuxcnc.org/docs/2.7/html/gui/axis_fr.html pour une prise de vue de l’utilisation de LinuxCNC

  • Une fois LinuxCNC lancé, l’interface graphique Axis apparait et l’on peut, via le menu Fichier, charger le fichier G-Code

(extension .nc ou .ngc) de son usinage (voir 3.1 Rappels basiques) en cliquant sur Ouvrir

Relâcher le bouton d’arrêt d’urgence logiciel Bouton fermer.jpg enclenché par défaut (croix blanche dans rond rouge) en cliquant une fois dessus. Évidemment, le bouton d’arrêt d’urgence physique Arret manuel.jpg (rouge) de la fraiseuse aura toujours la priorité.

  • Cliquer sur le bouton Marche/Arrêt Charly Axis OnOff.gif directement adjacent à droite du bouton d’arrêt d’urgence. Les indications

écrites dans la partie inférieure de la fenêtre de l’interface ne sont plus grisées. Vous pouvez maintenant commander la fraiseuse.

  • Cliquer tout de suite sur le bouton Prise d’Origine Machine générale : les déplacements se font automatiquement

jusqu’au zéro machine situé au coin inférieur gauche de la table de fraisage. Il est recommandé à ce moment là de fixer et serrer la fraise dans la pince de la broche puis de brider (immobiliser) le « brut » à usiner sur la table de fraisage.


Pour la prise d’origine Pièce, effectuer manuellement des déplacements (jog) -selon l’axe X avec le raccourci clavier MAJ + flèche gauche ou droite jusqu’à l’origine en X souhaitée -selon l’axe Y avec le raccourci clavier MAJ + flèche haut ou bas jusqu’à l’origine en Y souhaitée -selon l’axe Z avec le raccourci clavier MAJ + flèche PgUp ou PgDn jusqu’à 1 cm du brut -toujours selon l’axe Z , cliquer sur le bouton + ou - (avec un déplacement Continu ou par incréments fins) pour positionner l’extrémité de la fraise affleurant le « brut » Cocher la case de l’axe X puis cliquez sur le bouton Toucher et valider la fenêtre qui apparait. Renouveler le clic sur le bouton Toucher en cochant la case de l’axe Y puis Z. Votre origine pièce est maintenant enregistrée. Allumer manuellement la broche à la fréquence de rotation voulue.

  • Lancer votre programme G-Code, flèche bleue vers la droite Charly Axis RunGcode.gif « départ du cycle » : l’usinage démarre.

Ayez une main à proximité du bouton d’arrêt d’urgence physique (rouge) de la machine.


Remarques importantes ! :

  • Si vous ne vous sentez pas sûr (*) de vous avant de lancer l’usinage, effectuez une origine pièce selon l’axe Z beaucoup

plus haute que le brut et lancer l’usinage « à vide » pour voir si tout se passe bien. Si c’est le cas, refaite votre véritable origine pièce en Z (contact de la fraise affleurant le brut).

  • Dans votre logiciel de CAM, pensez à choisir une hauteur de dégagement (de la fraise) confortable.

(*) Le foret d’une perceuse domestique tourne sur lui-même jusqu’à 30 à 50 fois / s. Une fraise (outil coupant) fixée à la broche de notre machine tourne sur elle-même jusqu’à 400 fois / s. D’où la présence bienvenue du capot (carter) de protection à utiliser sans modération.

Utilisation de la Fraiseuse

Checklist

Une checklist sous forme d'une feuille A4 est rangée dans le meuble de la machine. Elle doit obligatoirement être consultée à chaque utilisation, même si vous pensez la connaître par coeur, afin d'être certain de ne pas oublier d'étape.

Voici le contenu de la checklist dans son intégralité :

  • 1. Renseigner la feuille d'utilisation machine (nom, prénom, date d'utilisation)
  • 2. Vérifier le Gcode sur votre ordinateur  : erreurs éventuelles, respect des limites machines, prise en prise des sauterelles / brides...
  • 3. Brancher le cordon d'alimentation générale (fraiseuse + ordinateur) au secteur
  • 4. Copier le fichier Gcode dans l'emplacement "home/funlab/VOTRE_DOSSIER"
  • 5. Lancer LinuxCNC et ouvrir votre Gcode
  • 6. Faire la prise d'origine machine en veillant à ce qu'il n'y ait pas de fraise déjà installée
  • 7. Installer la fraise dans la pince, ATTENTION : s'assurer du bon serrage de celle-ci
  • 8. Installer votre matériau brut, l'immobiliser par bridage correctement
  • 9. Faire la prise d'origine pièce pour les trois axes X Y Z
  • 10.  Vérifier dans LinuxCNC l'absence d'erreurs sur le visuel et que les dimensions de votre usinage sont cohérentes
  • 11.  Si vous être prêt à lancer votre fraisage, ALLUMEZ IMPERATIVEMENT LA BROCHE à la vitesse de rotation voulue
  • 12.  Un fraisage lancé broche arrêtée (à l'exception de la gravure de surface avec une pointe à graver spéciale) PEUT CASSER LA FRAISE EN PLACE
  • 13.  Fermer le capot de la machine, ne l'ouvrir qu'après le fraisage terminé
  • 14.  Surveiller constamment le fraisage : restez à proximité de la fraiseuse pour être en mesure d' arrêter l'usinage d'urgence
  • 15.  En cas de changement d'outil, revenir à l'étape 8
  • 16.  Une fois le fraisage terminé, arrêter la broche et retirer la fraise
  • 17.  Arrêter l'ordinateur et débrancher le cordon d'alimentation générale
  • 18.  Nettoyer la machine, les accessoires, les abords immédiats de la machine (meuble, ordinateur...)
  • 19.  Ranger scrupuleusement le matériel utilisé dans les boîtes prévues à cet effet (pinces, fraises, clés (ultra) plates)
  • 20.  déclarer le temps d'utilisation machine

Martyr et bridage des pièces

Différents martyrs sont disponibles, en fonction de l'usinage à effectuer. Ils sont munis d'insert dans lequel il est possible de placer des tiges filetés (M6) avec boulons pour brider sa pièce. Nous disposons également de deux brides en métal. Il est aussi possible d'utiliser de l'adhésif double-face entre le martyr et le matériau brut. L'utilisation d'un martyr n'est pas obligatoire dans le cas d'usinage non traversant, mais il est fortement conseillé d'en utiliser un pour parer à toute erreur.


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