Machine CNC

Préparation d’un Rapsberry Pi 4 pour piloter sa CNC, avec bCNC et/où CNCjs. On vous montre TOUT !

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Il arrive très souvent de vouloir piloter sa CNC (où son Laser, où son imprimante 3D) indépendamment de son PC. Une alternative bon marché est d’utiliser un Raspberry Pi (Abrévié en RPi pour la suite), sur lequel on va pouvoir se connecter à distance, où localement en lui adjoignant écran et clavier.
Nous allons considérer une installation sans écran ni clavier, solution très pratique et économique. Si vous préférez avoir Ecran et Clavier, vous pourrez faire tout ce que nous allons expliquer, simplement, au lieu de le faire avec le bureau à distance de Windows, vous le ferez localement sur le RPi.

Matériel nécessaire :

  • Un PC avec Internet
  • Carte Micro SD (8Go suffisent, je n’ai pas essayé avec 4)
  • Un moyen pour lire/écrire cette carte depuis le PC. Un dongle USB est parfait.
  • Un Raspberry PI 4. Plus il a de mémoire, mieux ce sera.
  • Soit une clef USB mémoire (Thumb Drive), soit un disque SSD. On évoquera ce matériel plus en détail plus tard.
  • Un cable Ethernet, ou une clef WiFi compatible RPi, pour communiquer avec le RPi

Autant préciser d’entrée de jeu qu’une explication détaillée ne sera pas fournie sur toutes les commandes passées et tous les utilitaires utilisés. Ce document (et vidéo) est bien assez long comme ça. Vous pouvez utiliser Google pour chercher des informations complémentaires. Je ne m’étends pas non plus sur la sécurité, tout simplement parce que, si votre RPi est connecté à votre réseau local, et que vous ne donnez aucun accès public à son adresse IP depuis votre Box, personne d’autre que vous ne pourra jamais s’y connecter. Maintenant, chaque cas est différent, et vous pourrez éventuellement avoir besoin de plus de sécurité. Dans ce cas, je vous engage, là aussi, à faire vos recherches sur Internet dans ce sens, mais je ne peux pas passer le temps nécessaire pour chaque cas particulier.

1ère Etape – Rendre son RPi bootable depuis un port USB

Classiquement, un RPi boot (et utilise) une carte micro SD. Seulement c’est lent, et assez limité en taille. Si nous voulons pouvoir utiliser notre RPi comme un PC (à peu près), nous allons vouloir utiliser un disque SSD, beaucoup plus rapide qu’une carte, et avec une bien plus grande capacité (en général). Comme il faut bien commencer quelque part, même si nous ne nous en servirons pas par la suite, il nous faut donc nous munir d’une carte micro SD, sur laquelle on va installer Raspberry Pi OS Lite. Pour cette installation provisoire, pas besoin des graphiques de bureau, la version « Légère » est donc parfaite. Plus petit = plus rapide.
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Un aperçu du système RosettaCNC

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Dans l’article précédent, nous avons vu comment installer le logiciel de contrôle de la carte RosettaCNC, connecter la carte au PC ou au réseau, configurer l’adresse IP de la carte et effectuer la première connexion, qui est également nécessaire pour déverrouiller la licence du logiciel de contrôle.

Maintenant, avant de procéder à la description du logiciel de contrôle, je trouve utile de faire un tour d’horizon du système RosettaCNC et des terminologies utilisées pour les différentes parties qui le composent :

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Unboxing et installation carte RosettaCNC

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Le transporteur vient de livrer le colis avec la nouvelle carte RosettaCNC que nous avions commandée quelques jours auparavant:


Une fois le rituel de déballage effectué, la première question qu’un nouvel utilisateur se posera est :
« Quelle est la prochaine Etape ? «
Simple, allumons-la et essayons de la connecter au PC.

Pour commencer, voici la liste des matériels nécessaires au démarrage du système :
1 – Une alimentation stabilisée 24V DC pour alimenter la carte.
2 – Un câble Ethernet pour connecter la carte au port PC ou à un commutateur réseau.
3 – Un PC avec système d’exploitation Windows.
4 – Le package d’installation du logiciel RosettacCNC pour contrôler la carte.

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Installation et Utilisation d’une Sonde mesurant l’écart de longueur des outils avec RosettaCNC

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Présentation

Le but est d’avoir un interrupteur momentané, installé fixement sur la machine, qui va permettre de comparer et mesurer la longueur de la fraise, de manière à n’avoir besoin de faire la mise au point du Z=0 sur la pièce une seule fois, quel que soit le nombre d’outils différents utilisés pour un même usinage.

Le processus d’utilisation se déroule comme suit :

  • Déplacement de la broche vers la sonde, et mesure de la longueur de l’outil actuellement utilisé.
  • Déplacement vers la position de changement d’outil, avec indication de l’outil de remplacement.
  • Attente pour le changement manuel par l’opérateur qui confirme le changement fait
  • Déplacement vers la sonde, et mesure de la longueur du nouvel outil.
  • Calcul de la différence et utilisation de cette valeur comme compensation de longueur d’outil

Le réglage en Z=0 sur la pièce, pour le premier outil utilisé, se fait classiquement, sans aucune modification liée au futur (éventuel) changement d’outil.

Installation Physique

Le bouton et son support peuvent être positionné où l’on veut sur l’espace de travail. La hauteur à laquelle le bouton va se trouver n’a pas d’importance. Sur le plan pratique, il est suggéré de visser le support sur une plaque de bois, qui sera elle-même fixée à la table de le CNC avec un scotch double-face. De cette manière, il est possible de tester si la position est réellement pratique, et éventuellement d’en changer, avant d’opter pour une fixation définitive.

Connections Electriques

Coté bouton

L’interrupteur peut être utilisé en Mode Normalement Ouvert, ou bien en mode Normalement Fermé. Le montage photographié utilise le mode normalement ouvert, qui correspond à l’utilisation avec RosettaCNC.

Les câbles seront laissés en place lors de la livraison. Il peut être préférable de souder les câbles pour une installation définitive, cela évitera d’avoir trop à tordre les pattes de l’interrupteur.

Coté Carte RosettaCNC

Le connecteur CN9 est utilisé. Le câble rouge est 24 volts positif, le câble noir lie les neutres des colonnes de connecteurs A et B, et le câble jaune est le signal en provenance de la sonde, connecté à la 4éme entrée (celle du milieu, en fait)

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chemins d'outils

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

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. Sélectionner les chemins d’outils usinant votre pièce, 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 (Pour une 3 axes, en tous cas).

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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