Projets:Perso:2013:Conversion Fraiseuse Sieg X3

J'ai acquis une fraiseuse Sieg X3 dans le but de la convertir en CNC. L'avantage de ce type de matériel est qu'il pèse 170 kg et qu'il constitue une bonne base de fraisage, accessible au grand public.

La conversion consiste à placer un moteur sur chaque axe (X, Y et Z) et à les contrôler par ordinateur.

Un exemple de fraiseuse convertie : http://vincent.rob.free.fr/Fraiseuse/installation_finale.JPG

Le budget d'une conversion varie énormément, selon qu'on usine ses pièces soi-même et qu'on utilise du matériel d'occasion (environ 500 EUR) ou qu'on achète des kits et du matériel neuf (1500 EUR et plus).

Le projet couvre :
 * L'achat de la machine et de différentes fournitures.
 * Changement des vis trapézoïdale.
 * Montage des moteurs et des coupleurs.
 * Montage des vis de butée.
 * Installation d'un variateur de vitesse.
 * Création d'un stand avec bac de récupération d'huile.
 * Changement du moteur et de la transmission moteur par courroie.

Modèles SIEG X3 et SX3
la SIEG X3 est une fraiseuse de fabrication chinoise :


 * Taille base : 	340 x 430mm
 * Mouvement latéral table : 	145mm
 * Mouvement table longitudinal : 	400mm
 * Poids net : 	165kg
 * Nose of Spindle to Table [Max]: 	380mm
 * Taille complète L x W x H: 	685 x 560 x 830mm
 * Puissance : 	600W
 * Courant : 220V, une phase
 * Niveau : 	Commercial (c'est à dire non-professionnel, un nettoyage est nécessaire)
 * Vitesse de rotation tête : 	100-1,000 & 100-2,000rpm
 * Adaptateur tête : 	3MT
 * Course tête : 	80mm
 * Taille T Slot : 	12mm
 * Taille table : 	550 x 160mm
 * Taille effective : 	400 x 145mm

Toutefois, notez qu'il existe deux modèles de SIEG X3:
 * La X3 d'origine, commercialisée depuis des années, avec entraînement par pignons.
 * La SX3, le successeur de la X3, avec entraînement par courroies et affichage numérique.

Parfois, selon les fournisseurs, il n'est pas clair s'il s'agit d'une SX3 ou d'une X3.

La différence est simple : sur la photo, la SX3 a un afficheur numérique, et pas la X3.

La X3 est très facile à convertir car chaque modèle est identique. Par contre, la SX3 a plus de variantes et il faudra bien vérifier la taille des vis trapézoïdales et faire quelques trous dans le chassis.

Aussi, CNC Fusion ne commercialise plus de kits SX3 ("officiellement") mais seulement des kits X3.

Commande de la Sieg X3
J'ai commandé une SIEG X3 chez Axminster.

Quelques outils standard, car c'est ma première fraiseuse (Axminster):
 * 1 Kit de bridage 12mm T slot.
 * 1 Axminster ER32 Precision Collets - Set 17
 * 2 Axminster ER32 Precision Collet Holders (3MT)
 * 2 Axminster ER32 Precision Collet Nut
 * 1 Axminster ER32 Precision Collet Wrench
 * 1 Axminster Super Precision Machine Vices
 * 20 Piece End Mill & Slot Drill Set
 * 1 Granite Surface Plate
 * 1 Ground Angle Plate
 * 1 x 47 Piece Axminster Gauge Block Set

Une photo de la fraiseuse avant conversion :



Démontage, nettoyage, réassemblage
Comme beaucoup de fraiseuses SIEG, la machine est pleine de mauvaise graisse et de poussière. Il est recommandé de démonter la machine et de la graisser.

ArcEuroTrade, le spécialiste Sieg en Europe, édite une série de guides d'excellent niveau, dont "X3 mill Dismantling and Reassembling guide" (guide de déssemblage et de réassemblage de la X3).

Graissage, huilage
Les applications sont différentes :
 * Les glissières s'huilent avec une huile à glissière très fluide qui évite tout gommage.
 * Les boîtes de vitesses et embrayages nécessitent de l'huile.
 * Les roulements à bille nécessitent de la graisse.

Je n'ai pas encore choisi huiles et graisses ...

Vis trapézoïdales et CAO
Si vous avez accès à des machines outils (fraiseuse, tour), il est possible de produire vous-même les pièces mécaniques nécessaires à la conversion.

Un membre du forum d'usinage.com a décrit son projet du numérisation et publie les fichiers :
 * Poulie + baque clavet format STEP
 * CATIA conversion X3, fichiers au format CATIA
 * Tous les fichiers, site personnel Free.fr

Comment convertir les fichiers Catia au format STEP pour une lecture dans FreeCAD ?

Ne pouvant lire ces fichier, je me tourne vers un kit commercial.

Achat du kit CNC Fusion:
 * CNCfusion deluxe.
 * 2 coupleurs sans jeu pour les axes X et Y.
 * 1 compensateur.

Commandé, livraison en attente.

Configuration LinuxCNC
LinuxCNC est un logiciel libre de contrôle numérique de grande qualité, fonctionnant exclusivement sous Linux.

Matériel :
 * Carte ASUS AT5NM10T-1 format mini-ITX (carte à base d'ATOM, 4G de mémoire DDR3) = environ 40€ d'occasion
 * Ancien disque SATA de récupération = environ 10€ d'occasion
 * Câble LPT vers DB25 femelle (reste à acheter).
 * Boîtier : il est possible que j'installe la carte dans le boîtier du contrôleur CNC.

Système d'exploitation Debian GNU/Linux SID avec extensions temps réel

apt-get install linux-image-3.2.0-4-rt-amd64 rtai

Récupérer la dernière version de LinuxCNC:

$ git clone git://git.linuxcnc.org/git/linuxcnc.git linuxcnc-dev

Installer les librairies manquantes indiquées par la commande :

$ cd debian

$ dpkg-checkbuilddeps

Installer également :

$ sudo apt-get install libpth-dev

Autoconfiguration, compilation :

$ cd src

$ ./autogen.sh

$ ./configure -a

$ make

$ sudo make menus-install

A signaler l'existence de DVD de LinuxCNC prêts à l'emploi, fonctionnant sous Ubuntu.

Boîtier contrôleur, cartes de commande, alimentation
Chez cnc4pc (super contacté téléphonique, à recommander) :
 * 1 x C35 QUICK SETUP BREAKOUT BOARD = carte contrôleur principale.
 * 3 x 8070D Digital Bipolar Stepper Motor Driver 32 bit DSP = 3 cartes de commande indépendantes, à base DSP.
 * 3 x C34KLD Driver to RJ45 Connector Board for Keling's Digital Driver = connecteur DSP carte principale vers contrôleur.
 * 1 x C41 PWM Variable Speed Control Board = contrôleur vitesse moteur avec alimentation intégrée + avant/arrière.
 * 1 x C16 Limiteur optique X, Y et Z.
 * 1 x C3 Index Pulse Card = vitesse de rotation de la tête.
 * 1 x C48 -EXT_E-STOP & PROBE CONNECTOR BOARD = carte d'arrêt d'urgence.
 * 1 x A9 - Latch Twist-Release E-Stop Button = bouton arrêt d'urgence.
 * 1 x IP40 NEMA23 Back Cover Kit = protection moteur Nema.
 * 1 x SWITCHIG POWER SUPPLY 48V /12.5 AMP = alimentation protégée.

Moteurs
Commande de 3 moteurs Nema chez Automation Technologies:
 * 1 x KL34H295-43-8A NEMA34 906 oz-in Stepper Motor 1/2" Single shaft (axes X et Y). 6,1 A
 * 2 x KL23H286-20-8B NEMA23, 425 oz-in stepping motors dual shaft (axe Z). 2,3 A

Commandé et reçu en une semaine.

Câbles et connectique
Le câblage des moteurs est essentiel. Il faut choisir un câblage blindé, torsadé, supportant jusqu'à 7A. Ce câble est difficile à trouver, mais on peut le constuire en torsadant du câble et en le passant dans une gaine.

Cependant, j'ai choisi un câble 4 paires chez cnc4pc, supportant 10A :


 * 4 x 	12 ' STEP MOTOR CABLE = câble 4 brins environ 3m
 * 4 x 	A66 - 4 PIN CONNECTOR SET = connecteur M+F
 * 2 x 	IP40 NEMA23 Back Cover Kit = kit connexion au moteur Nema 23
 * 1 x 	A50 -Single Insulated Wire Ferrule Red 18 AWG 10mm 100 Pack = adaptateur fil

La prochaine fois, je ferai mon câble moi-même, car c'est bien moins cher.

Autres Fournitures

 * Drag chains

Articles

 * X3 to CNC.
 * Saisir "X3 conversion" sur Google.