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Les stratégies d’Usinage 2D et 3D dans Fusion 360 Manufacture. 1ère partie.

chemins d'outils
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Vous avez une machine CNC, et vous utilisez Fusion 360 pour concevoir vos pièces. Le truc, c’est que les 2, séparément, marchent très bien (enfin, j’espère pour vous 😉 ). Là où les choses se compliquent un peu, c’est au moment de choisir les stratégies d’usinage 2D et 3D dans l’atelier Manufacture de Fusion 360, pour sélectionner les chemins d’outils usinant votre pièce, puis générer le GCode à envoyer à votre machine.

Ne sachant pas quelle machine vous avez, cet article ne va pas adresser des questions particulières, comme les vitesses d’avance et vitesse de coupe. Il y a d’autres articles sur le Blog qui peuvent vous aider dans ces réglages. Nous n’allons pas non plus parler de post-processeur spécifique, mais utiliser celui pour GRBL comme exemple. GRBL est un peu le plus petit dénominateur commun, en termes de capacités à interpréter le GCode, puisqu’il tourne sur un Arduino 8 bits. Si vous ne trouvez pas de post-processeur correspondant mieux à votre machine, essayez GRBL, il y a de fortes chances que ça fonctionne.

Stratégies d’usinage 2D et 3D, qui, que, quoi?

Une des question qui revient le plus souvent lorsqu’on débute en fraisage CNC porte sur la différence, dans Manufacture, entre les opérations 2D et 3D. Et la réponse est loin d’être intuitive. En effet, la différence n’a rien à voir avec les mouvements de a fraise en 2 ou 3D. Il faut se placer “du pont de vue de Fusion 360”. Et, de ce point de vue, une opération 2D est une opération dont le chemin va suivre une ligne, une arête, un angle, alors qu’une opération 3D se calcule à partir d’une surface, à priori non plane (mais qui pourrait l’être).  On peut bien sûr, selon la pièce, combiner des opérations 2D et 3D pour un même usinage.

2019-03-26 13_30_21-Autodesk Fusion 360 (Startup License)2019-03-26 13_30_57-Autodesk Fusion 360 (Startup License)

Nous reviendrons en détail sur ces différentes opérations, mais on va commencer par le commencement, c’est à dire la préparation du travail à effectuer sur notre pièce de matériau brut. Fusion 360 appelle ça “Setup”. Il peut y en avoir plusieurs pour une même pièce, notamment si on doit la retourner, mais les principes décrits vont s’appliquer pour tous vos setups.

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Installer GRBL sur l’Arduino (Téléverser)

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Comment installer la dernière version de GRBL sur un Arduino Uno: c’est une opération familière pour ceux qui  “bricolent” un peu avec un Arduino, mais pour de nombreux amateurs de CNC, c’est encore de la magie noire…. Rien de bien compliqué, pourtant, comme nous allons le montrer dans cet article.

Ce dont vous avez besoin:

  • 1 PC (ou Mac)
  • 1 Arduino Uno (ça fonctionne de la même manière avec un Arduino Mega, il faudra juste indiquer la bonne carte)
  • 1 Cable USB pour brancher l’Arduino sur le PC
  • L’Environnement de Développement Intégré Arduino (IDE)
  • La dernière version de GRBL

Vous pouvez télécharger l’IDE Arduino pour Windows ici:  https://www.arduino.cc/en/Main/Donate et ici pour Mac: https://www.arduino.cc/en/Main/Donate
Pour obtenir la dernière version de GRBL, allez sur le répertoire GitHub, cliquez sur release, et téléchargez le code source https://github.com/gnea/grbl/releases. La version actuelle est v1.1f (g pour la version en pré-release)

Il existe une version optimisée pour l’Arduino Mega2560, que vous pouvez télécharger ici: https://github.com/gnea/grbl-Mega/releases  Tout ce qui suit s’applique de la même manière pour les 2 versions.

 

Installer GRBL dans les librairies Arduino

 

2019-05-13 11_09_56-Installer GRBL sur l’Arduino (Téléverser) - Open Live Writer

 

Vous pouvez extraire les fichiers de l’archive zip directement dans le répertoire librairies de l’Arduino. Lorsque vous installez l’IDE Arduino sur votre machine (Je parles de Windows, n’ayant pas de Mac. Il faut retrouver les répertoires équivalents sur le Mac et sur Linux), un répertoire Arduino est créé dans votre répertoire Documents. A l’intérieur de ce répertoire Arduino se trouvent quelques répertoires avec des exemples de code, et un répertoire “libraries”. C’est dans ce répertoire qu’il faut copier (où extraire) le répertoire GRBL.

Ensuite, il faut “dire” à l’IDE Arduino qu’il y a une nouvelle librairie. Pour se faire, menu Croquis/ Importer Bibliothèque/ Ajouter Bibliothéque, et sélectionner le répertoire GRBL dans votre répertoire librairies.

A l’intérieur de votre répertoire GRBL, se trouve un répertoire “Examples”, qui contient un répertoire “grblUpload”. Copiez ce répertoire à l’extérieur du répertoire “libraries”. Le mieux est sans doute de le copier directement sous “Arduino”

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GRBL, Homing et fins de course.

Position du Homing pour $23=1
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Homing est la fonction qui permet de donner une position de référence sur les 3 axes de la machine, de manière à ce qu’un certain nombre d’opérations soient possibles grâce à un « repère » physique constant, tel que la position de brides et d’attaches, d’une sonde, etc….

La position de ce repère sur la machine dépend des paramètres indiqués dans GRBL. Comme la chose n’est pas absolument intuitive (???), on va tâcher d’illustrer tout ça.
Tout d’abord, il vous faut déterminer où vous voulez que le homing se fasse:

Paramètre $23 – Direction du Homing

Vous avez 4 choix possibles:

Position du Homing pour $23=0

Position du Homing pour $23=1
Position du Homing pour $23=1
Position du Homing pour $23=2
Position du Homing pour $23=2
Position du Homing pour $23=3

 

Comme vous pouvez le voir sur les illustrations, les coordonnées absolues sont données en négatif par rapport au point 0,0,0. C’est a priori le défaut pour toutes les machines CNC professionnelles, et pour LinuxCNC, dont GRBL s’inspire. Ne me demandez pas pourquoi, aucune idée! 🙂

Bien sûr, du choix de la direction du Homing va dépendre la position des switches de fin de course. Notez qu’il n’est pas nécessaire de mettre de fin de course en Z+. De mon point de vue (mais ce n’est que mon point de vue), il n’est pas non plus nécessaire de mettre des switches de chaque coté des Axes X et Y. Personnellement, ayant choisi la position $23=3, je n’ai des fins de course qu’en X- et Y-.

Etapes du Cycle de Homing

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Branchement Simple et Fiable Sonde de Proximité 6-36 volts. (Z auto-leveling)

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Je ne sais pas pour vous, mais l’ajout d’une sonde (inductive où capacitive), alimentée en 12 volts (où plus) est toujours un petit casse-tête. Une recherche internet amène toute sorte de réponses, généralement basée sur des résistances pour abaisser la tension de 12 volts vers 5 volts (en fait, ce devrait être 4.8 volts). On parle aussi de diodes, de mélange des 2, et pas 2 croquis sont identiques! De quoi y perdre son latin (où ses électrons, comme vous voudrez 😉 )

Cependant, sur un des divers articles/messages que j’ai pu lire, on parlait d’optocoupleur. Ha? j’ai bien cherché, mais pas trouvé avec ce terme ce que je voulais. Puis je me suis souvenu avoir utilisé « quelque chose » (je ne suis pas électronicien, je ne fais que lire et tacher de comprendre) pour brancher un détecteur 5 volts sur un Arduino Due (qui lui n’accepte que 3.3 volts). Seulement la chose porte un nom totalement différent, il m’a fallu quelque temps et recherches de plus pour trouver…

Utiliser un convertisseur de niveau logique bidirectionnel

En effet, c’est bien le nom de la chose en question. Ce petit circuit est vendu le plus souvent comme convertisseur 3.3 volts – 5 volts. Mais en fait il fonctionne parfaitement avec 12/24 volts d’un coté et 5 volts de l’autre.

Schéma du montage de la sonde avec le convertisseur logique.
Schéma Fritzing du montage

Sur la sonde, noir = signal, bleu = neutre, où moins, marron = plus. Le plus et le moins doivent recevoir une alimentation en 12 volts, 24 volts si vous avez. Personnellement, j’ai monté 2 Mosfet, pour la tête chauffante et le bed, qui sont alimentés en 24 volts. Je prends l’alimentation pour la sonde sur l’arrivée 24 volts de l’un des mosfet. Le signal (fil noir) est lui branché directement. ATTENTION a bien utiliser le coté marqué HV des pins du circuit (pour High Voltage).

Pour le coté Arduino/carte mère, il faut connecter l’alimentation 5 volts au circuit. Une prise 3 fils, avec le neutre au milieu, est ce qui correspond à une carte Ramp. Le gros avantage  de ce système est que l’Arduino ne recevra jamais un voltage supérieur à celui qu’il envoie. J’ai mesuré de nombreuses fois, le voltage envoyé à la sonde peut varier de 10 à 24 volts (pas essayé plus), le signal vers l’Arduino reste toujours à 4.8 volts. pas de bricolage, de calcul pour un résultat approximatif avec des résistances.  ATTENTION a bien utiliser le coté LV (pour Low Voltage)

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