Fraiseuse Bois

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AL Doc Fraiseuse Bois

Page du fabricant : https://www.axiomprecision.com/pro-plus-series.html

Manual (en) : https://www.axiomprecision.com/media/axiom-manual-pro.pdf

L'accès à cette machine est soumise à une formation préalable

🚧 compléter : Logiciels de CAO (FreeCAD, Fusion, VCarve…) ; contraintes d'usinage (voir pad codimd) ; où trouver des modèles (mettre un include de cette page)

🚧 à compléter

🚧 compléter : poche, gravure V, découpe, perçage, roughing/finishing 2.5D

Compléter (types de fraises, queue, LU, wobble/déflection…).

Paramètres des fraises :

• D (en mm) : Diamètre de la fraise. Une fraise plus grosse est plus robuste et fait gagner du temps, mais fait perdre en précision (angles plus arrondis dans les arrêtes intérieures…)
• Z : nombre de dents de la fraise. La plupart des fraises à disposition en ont 2. Les fraises à PVC n'en ont qu'une pour éviter l'échauffement de la matière.
• Matériau et revêtement : les fraises peuvent être plus ou moins solides selon le matériau dans lequel elles sont faites : Carbure, Acier Rapide (HSS).

compléter (compatibles…)

Certains fabricants fournissent des abaques selon le type de fraise (diamètre, dents, matériau…), dans lesquelles on peut trouver :

• v_c (en m/min) : la vitesse de coupe (Cutting Speed, Surface Speed, SFM), dépend du matériau et de l'outil : distance parcourue par une dent en une minute, par rapport au matériau, donc quelle longueur de matière cette dent va enlever. On trouvera des recommandations selon le matériau et la fraise, ce paramètre aura un impact sur la vitesse de rotation et donc l'échauffement de celle-ci.
• f_Z (mm) : l'avance par dent, qu'on assimile par raccourci à l'épaisseur du copeau (Chip Load) → quelle longueur de matière est enlevée par dent à chaque rotation (tangentiellement au déplacement). On peut trouver des abaques avec l'avance recommandée selon le matériau et la fraise (si elle est en Carbure ou HSS : High Speed Steel/Acier Haute Vitesse). Ce paramètre aura un impact sur la vitesse d'avance et sur l'aspect de la pièce (surface plus ou moins rugueuse…).

🚧 compléter avec impacts des paramètres (vitesse…)
Avant de générer des parcours d'outils, il faut comprendre comment les paramétrer, et pour ça on va parler de copeaux. Si on se place en 2D, vu du dessus, notre fraise, à chaque rotation et pour chaque dent, va venir découper un petit bout du matériau, le copeau, dont l'épaisseur va dépendre de la vitesse à laquelle avance l'outil, et de celle à laquelle celui-ci tourne. On a vu ci-dessus que les fabricants recommandent des vitesses de coupe et une avance par dent qui sont fonction du matériau et de la fraise choisie, ils servent à calculer la fréquence de rotation et la vitesse d'avance, qu'on ajuste à notre machine (qui a une fréquence de rotation et une vtesse d'avance maximales à ne pas dépasser) et au type de résultat souhaité (vitesse, finition, durée de vie de l'outil… il faut faire des compromis).
La plupart du temps, on réutilise des paramètres préconisés, des recettes toutes faites, mais on peut ajuster modérément ces paramètres pour gagner du temps/préserver un outil/améliorer la pièce.

Fréquence de rotation de la broche (en rpm : Rotation Par Minute) ou Spindle speed.
n = v_c / π * D * 10^-3
Avec v_c : la vitesse de coupe en m/min - D : le diamètre de la fraise en mm

Vitesse d'avance (en mm/min), ou Feed Rate.
v_f = f_Z * Z * n
Avec f_Z l'avance par dent en mm - Z le nombre de dents - n la fréquence de rotation en rpm

Les autres paramètres à ajuster :

• Vitesse de “plongée” (mm/min) : vitesse de déplacement verticale.
• Profondeur de passe (mm), et par conséquent le nombre de passes : quelle épaisseur de matière on enlève à chaque couche. Très variable selon la fraise et surtout les matériaux. Pour un matériau tendre (contreplaqué de peuplier par exemple), on peut aller jusqu'à la moitié du diamètre de la fraise.
• Stepover (en mm ou %) : écart entre deux passages d'outils. Exprimé en mm ou en % (on récupère les mm en prenant le pourcentage du diamètre de l'outil, et vice-versa). Plus c'est élevé plus c'est grossier et le rendu sera moins propre ; plus c'est bas et plus on va faire de passes, donc plus ça va prendre de temps. Par défaut on met 25%, on peut modifier cette valeur entre 10 et 33% (plus joli / plus rapide).

Liens utiles :

• explications claires sur les copeaux et la vitesse d'avance : https://mekanika1.odoo.com/fr_BE/blog/apprentissage-1/guide-des-vitesses-de-coupe-et-d-avance-12
• épaisseur des copeaux selon l'avance (la différence est subtile) : https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/mecanique-th7/procedes-d-usinage-42190210/fraisage-bm7082/copeaux-de-fraisage-bm7082niv10002.html
• Avance, vitesse de coupe et calculs des fréquences de rotation, vitesse d'avance, prodondeur… par matériau (métaux) pour les fraises Maykestag : https://www.mayspeedguide.com/en/
• Vitesses de coupe de différents matériaux (en), colonne MPM : https://en.wikipedia.org/wiki/Speeds_and_feeds#Cutting_speed
• Vitesses de coupe en fonction des matériaux, selon le matériau de l'outil (attention pas de références, valeurs très différentes de la page précédente…) : https://fr.wikipedia.org/wiki/Vitesse_de_coupe#Vitesse_de_coupe_en_fonction_des_mat%C3%A9riaux
• Résine Prolab : https://industry.sika.com/content/dam/dms/global-industry/4/FLY-Prolab65-gb.pdf — https://www.sf-composites.com/SpacePrivate/AXS04526_FT.pdf

Allumer la machine (bouton vert sur le boitier d'alim, sous la machine à gauche).
Sur le petit boitier mobile, il y a trois boutons, vérifier que le gros bouton rouge (arrêt d’urgence) n’est pas enfoncé. S’il l’est, le faire tourner pour le libérer. Puis, presser le bouton vert, la machine s’allume, et la led verte du boitier avec elle.

Si vous utilisez l'ordinateur fixe, sautez cette étape, sinon : branchez votre ordinateur au boitier avec le câble ethernet. Dans Control Panel (Panneau de configuration?), Network and Internet\Network and Sharing Center, double-cliquez sur “Ethernet” (si vous ne le voyez pas c'est que la machine est éteinte, allez dans Change adapter settings). Cliquez sur IPV4, puis Properties. Sélectionner Use the following IP address : IP address : 10.10.10.10 - Subnet mask : 255.255.255.0. Validez et fermez les fenêtres.

Ouvrez UCCNC (la version sur le bureau, avec le raccourci correspondant à notre profil machine (AXIOM_AR8_75V_DC)).
Dans le logiciel, pressez Reset (le gros bouton rouge et jaune qui clignote) pour activer le contrôle de la machine par le logiciel et déverrouiller la broche. Si tout va bien, il devient rouge et arrête de clignoter. Si ce n’est pas le cas, vérifiez que le bouton d'arrêt d'urgence n’est pas enfoncé.

Les deux fenêtres les plus utiles du logiciel sont Run et Diagnostics. Run contient les commandes, un aperçu du travail, un affichage du GCODE. Diagnostics contient des informations sur l'état de la machine.

Dans la fenêtre Run :
Faire le zéro machine : Home all permet de faire le zéro de tous les axes, donc d'aller chercher pour chaque axe (Z, Y puis X) le capteur de fin de course. Si on a déplacé la machine ou un axe, on est alors sûr que la position indiquée est bonne car on l'a réinitialisée en partant d'un repère connu (le capteur de fin de course).

On peut ensuite piloter les axes de la machine depuis le logiciel, et avec les touches du clavier (4 flèches et Page Up/Down).

On peut aussi faire tourner le spindle pour vérifier (avec le bouton rotation dans le sens des aiguilles d'une montre).
Si ça ne marche pas, c'est peut-être qu'on a une vitesse de rotation trop faible (S speed, s'affiche en-dessous du bouton de rotation justement), par exemple 10 tr/min. Lancez un fichier et arrêtez-le aussitôt, ça va remettre la vitesse à un nombre normal (au moins 1000 tr/min ? souvent 14000-24000).

Ne pas oublier dans un premier temps de mesurer l'épaisseur du matériau avec un pied à coulisse ! S'il n'a pas tout à fait l'épaisseur prévue, modifier le fichier pour éviter de soit couper trop loin (endommage les martyrs), soit pas assez (il faudra finir à la main).

Dégagez la tête avec les commandes pour fixer le matériau.
Il doit être bien fixé et le plus plat possible. Si la planche n’est pas droite mais légèrement convexe, fixez avec le côté bombé vers le bas, ce qui permet d’aplatir les bords avec les brides (voir plus bas pour les méthodes de fixation). Il faut aussi que le matériau soit bien d'équerre (sinon si on a peu de marge on risque d'usiner dans le vide à cause du décalage diagonal). Enfin, si on usine du bois, on peut tenir compte du sens de la fibre pour choisir l'orientation du matériau, c'est selon les gouts.
Différentes méthodes de fixation :

• En serrant avec les brides à vis (les espèces de pinces rouges) : c'est le plus facile à enlever, mais on augmente les risques de collision en cas de mauvaise manipulation car ça fait de gros éléments qui dépassent. Le travail peut légèrement bouger si c'est mal serré et qu'on exerce une forte pression en fraisant.
• En vissant dans les martyrs : ça endommage les martyrs, mais normalement le matériau ne bouge plus. Attention à ne pas usiner là où il y a des vis !
• En collant le matériau aux martyrs avec du scotch bleu sur les deux faces et de la colle entre les deux, comme démontré dans cette vidéo et recommandé par CNC Fraises pour le fraisage de PCB : https://www.youtube.com/watch?v=FUmTDz78qi4. L'avantage c'est qu'il n'y a aucun obstacle pour la fraise (brides, vis) et que ça tient bien, l'inconvénient c'est qu'il faudra forcer pour décoller la pièce, au risque de la casser si elle est fragile.

Prendre la fraise adaptée au parcours (celle qu'on a réglée dans VCarve). Vérifier son état : elle ne doit pas être trop émoussée, avoir une dent cassée…
Chaque fraise a un diamètre de queue, ce n'est pas forcément le même que le diamètre de découpe (par exemple on peut avoir une fraise de 5 mm avec une queue de 1/4 de pouce soit 6.35 mm). Cette information est soit marquée sur la boîte, sur la queue, à la fin de cette page de wiki (liste des outils à disposition), ou on peut aussi mesurer au pied à coulisse…
On choisit alors la pince adaptée au bon diamètre de queue (attention il y a des pinces en mm et d'autres en pouces), on dévisse l'écrou sur la tête de la machine, on enfonce la pince dedans dans le bon sens, ça doit faire une sorte de “clic” quand c'est bien mis.
Remettre ensuite l'écrou à sa place sur la machine, serrer un tout petit peu pour qu'il ne tombe pas, puis glisser la fraise dans la pince (attention à ne pas se couper !). Il ne faut pas trop l'enfoncer sinon on risque d'empiéter sur la longueur utile et de ne pas pouvoir fraiser jusqu'au bout, mais quand même assez sinon elle sera mal maintenue et risque d'osciller en tournant.
Prendre alors les deux clefs noires et serrer l'écrou pour maintenir la pince et la fraise bien en place. Bien serrer, sinon la fraise risque de bouger et de changer de longueur, mais sans serrer comme une brute non plus, sinon c'est difficile à enlever.

On commence par le zéro Z : brancher la sonde bleue (sur le côté gauche de l'axe X). Normalement on a configuré le point au-dessus du matériau dans VCarve (vérifier !), et pas au-dessus du plateau. Placer donc la sonde SUR le matériau, au centre de la zone à usiner qui est normalement plane. Déplacer la fraise au-dessus, et cliquer sur le bouton. Le zéro Z est fait, il faudra le refaire à chaque changement d'outil car ils n'ont pas tous la même longueur et on risque des grosses casses sinon. Vérifier le zéro Z en descendant l'axe Z à zéro.

On fait ensuite le zéro X et Y : selon les préférences, on aura configuré dans VCarve (vérifier !) ce point au centre de la pièce (vue du dessus), ou dans un des quatre coins (souvent en bas à droite, vers le zéro machine). Cliquer sur les deux boutons correspondant (en bleu) pour X et Y. Ce zéro X et Y n'est à faire qu'une seule fois par pièce, si on le change on va décaler les parcours d'outils les uns par rapport aux autres !
Que faire si on doit quitter le logiciel (redémarrage…) ? On peut aller noter dans le volet Offsets, les valeurs de workpiece offsets pour X et Y. Normalement si on n'éteint pas la machine, pas besoin de refaire les zéros machine et zéro pièce, mais bien vérifier avant de reprendre l'usinage. Si besoin, on peut alors modifier les offsets avec les valeurs notées.

Si besoin, raccorder l'aspirateur et la brosse sans gêner le déplacement latéral de la tête (tuyau vers l'avant, et pas sur le côté). La brosse elle-même est aimantée et peut s'enlever tout en gardant le raccord avec le tuyau d'aspirateur, c'est plus pratique pour voir ce qu'on fait mais moins propre.

Charger le fichier GCode si ce n'est pas déjà fait. Vérifier l'aperçu, l'outil, est-ce qu'on a bien refait le zéro Z ?
Mettre son casque (et ses lunettes/son masque à poussière si besoin).
Fermer les portes du carter de protection.
Si besoin, allumer l'aspirateur.
Prendre le boitier de commande dans la main.
Cliquer sur Cycle start dans UCCNC.
Toujours rester dans la pièce, la main près du bouton d’arrêt d’urgence (sur le boitier) !
Attendre l’arrêt complet avant de mettre ses mains, vérifier en plus sur l’écran que le spindle ne tourne plus.
Aspirer les zones où il reste de la poussière/des copeaux.

Si on a d'autres fichiers d'usinage car plusieurs parcours : répéter les étapes du paragraphe précédent. Ne pas oublier de changer de fichier, et si changement d'outil de refaire le zéro Z !

📝 TO DO : on est ici !!! Vérifier la cohérence On/Faire/Vous/faites. Vérifier les confusions axes X/Y. Ajouter des captures d'écran et photos bien sûr. Ajouter détails sur les diagnostiques. Ajouter un schéma de l'anatomie de la machine et un “lexique” illustré des accessoires (spindle, tête, axes, brosses, pince, brides…)

• Aspirer la sciure
• Ranger les fraises et outils (ne surtout pas laisser de fraise sur la machine éteinte, la tête risque de descendre et de s'enfoncer)

• nettoyer et huiler les rails (l’axe X est en-dessous) https://www.youtube.com/watch?v=5Hi_XeU53To

• Huiler les vis (dans la vidéo précédente ils le font aussi)

ou toutes les 500h

• Vidange du liquide de refroidissement : voir le manuel. Il faut un petit bout de tube de 5mm, de l’eau distillée et du “Fresh Propylene Glycol (RV/Marine Grade) coolant” (pas trouvé d'infos sur le type de liquide de refroidissement ???). On remplace l’ancien liquide de refroidissement avec l’eau distillée pour nettoyer, puis avec le nouveau liquide de refroidissement. La machine doit être allumée, il faut faire tourner le spindle pour pomper le liquide…
• Démonter et graisser le pas de vis : https://www.youtube.com/watch?v=ERtBSDONj80

• Klingspor's Woodworking - Unboxing and assembly : https://www.youtube.com/watch?v=-b1BsXPNqn0
• Southern Ginger - Unboxing and assembly : https://www.youtube.com/watch?v=e9uVNrmjpIk
• Woodworking Maniak - Assembly : https://www.youtube.com/watch?v=dADQUuqVkwY
• UCCNC Router : https://www.youtube.com/watch?v=hEe7IYa6dho
• Maintenance : https://www.youtube.com/watch?v=574cuUEvMv0
• Boites : https://www.youtube.com/watch?v=0rzBS9TYDNQ

Faire une aggrégation avec le plugin struct ?

• Jolis projets de ce créateur sur thingiverse : https://www.thingiverse.com/zenziwerken/designs