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#Tendances produits
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Applications courantes des rails linéaires
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Couteau suisse pour l'automatisation industrielle
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Les rails linéaires sont l'épine dorsale de nombreuses applications industrielles, offrant un guidage à faible frottement et une rigidité élevée pour des charges allant de quelques grammes à des milliers de kilogrammes. Leur gamme de dimensions, leurs classes de précision et leurs précharges font que les rails linéaires conviennent à pratiquement toutes les exigences de performance.
Les raisons d'utiliser des rails linéaires sont nombreuses, mais leurs avantages les plus évidents par rapport à d'autres types de guides sont la capacité de charge, la précision de déplacement et la rigidité. Par exemple, les guides à arbre rond ne peuvent supporter que des charges vers le bas ou des charges de décollage, tandis que les guides à rail linéaire peuvent résister à la fois à des charges de décollage vers le bas et à des charges de moment. Et contrairement aux guides à rouleaux croisés, dont la course est souvent limitée à 1 mètre ou moins, les rails linéaires peuvent fournir de très grandes longueurs de course. Comparés aux guides à palier lisse, les rails linéaires ont une rigidité et une rigidité plus élevées, et ont souvent de meilleures caractéristiques de charge/durée de vie.
Les guidages linéaires offrent également une grande précision de déplacement, grâce à l'usinage précis d'un ou des deux bords du rail, qui servent de surfaces de référence. Et avec deux, quatre ou six rangées d'éléments roulants - billes sphériques ou rouleaux cylindriques - la rigidité est élevée et la flexion du palier est minimale. Tous ces attributs se combinent pour fournir un système de guidage linéaire parfaitement adapté aux applications qui exigent une haute précision, une grande rigidité et une longue durée de vie.
【Single rail applications】 rail applications】
Comme les rails linéaires ont des billes (ou des galets) de support de charge de chaque côté du rail, ils peuvent résister aux charges en porte-à-faux, même lorsqu'un seul rail est utilisé. (Par contre, les guides linéaires à arbre rond doivent être utilisés par paire en présence de charges en porte-à-faux) En raison de cette caractéristique, de nombreuses applications utilisent un seul rail linéaire, pour gagner de la place ou pour éviter les problèmes de désalignement entre d'autres composants du système. Voici quelques exemples d'applications utilisant un seul rail linéaire...
Actionneurs linéaires - Les rails linéaires sont souvent le mécanisme de guidage de choix pour les actionneurs entraînés par des courroies, des vis ou des vérins pneumatiques, en raison de leur capacité à résister aux charges momentanées. Ils peuvent également s'adapter à des vitesses de déplacement allant jusqu'à 5 m/s, ce qui est important dans les systèmes à courroie ou à entraînement pneumatique.
Systèmes de transport aérien - Lorsque les charges sont centrées sous le rail et le palier, comme c'est souvent le cas avec les systèmes de transport aérien, les rails linéaires sont un bon choix pour le guidage. Leur capacité de charge élevée permet le transport de charges lourdes et la rigidité du rail linéaire permet de rigidifier l'ensemble du système.
Robots portiques - La caractéristique principale d'un portique est qu'il a deux axes X (et parfois deux Y et deux Z). Les axes individuels comportent généralement un seul rail linéaire et sont entraînés par une vis ou un système à courroie et poulie. Avec deux axes travaillant en parallèle (X et X' par exemple), de très bonnes capacités de moments sont réalisées, même si chaque axe ne possède qu'un seul rail linéaire.
【Dual rail applications】 rail applications】
En présence de couples importants, des rails linéaires peuvent être utilisés par paires, ce qui permet de résoudre les couples de moment en forces sur les blocs de roulements. Dans cette configuration, le mécanisme d'entraînement peut être monté entre les rails linéaires, ce qui rend l'ensemble du système très compact. Les applications à double rail linéaire comprennent :
Etages linéaires - Les étages sont généralement des systèmes de très haute précision, ce qui signifie qu'une grande précision de déplacement et une déflexion minimale sont primordiales. Même si la charge est centrée sur la scène avec peu ou pas de moment de charge, des rails linéaires doubles sont souvent utilisés pour assurer une rigidité et une durée de vie maximales des paliers.
Machines-outils - Tout comme les étages, les machines-outils exigent des niveaux très élevés de précision de déplacement et de rigidité, afin de garantir que l'outil produise des pièces de haute qualité. L'utilisation de deux rails en parallèle - généralement avec deux blocs d'appui par rail - permet de réduire au minimum la déflexion. Les machines-outils sont également soumises à des charges très élevées, de sorte que la résolution de la charge sur quatre blocs de roulements permet de maximiser la durée de vie des roulements.
Robots cartésiens - Comme les robots cartésiens n'utilisent généralement qu'un seul système linéaire par axe, il est important que chaque axe puisse résister à des moments de charge élevés. C'est pourquoi la plupart des axes des robots cartésiens sont construits à partir d'actionneurs linéaires qui incorporent deux guides linéaires en parallèle.
Unités de transport robotisées - Les robots à six axes offrent une souplesse de mouvement pour les applications qui nécessitent une portée et une rotation dans de nombreuses directions. Mais si le robot doit se déplacer vers une autre station ou une autre zone de travail, les systèmes à double rail peuvent agir comme un "septième axe", transportant l'ensemble du robot vers un nouvel emplacement. Un avantage significatif des rails linéaires dans ces applications est la possibilité de joindre plusieurs rails sur de très longues distances - souvent supérieures à 15 mètres.
Bien entendu, les rails linéaires ne sont pas la solution parfaite pour chaque application. Par exemple, les rails linéaires ne sont généralement pas adaptés aux applications dans l'espace consommateur - comme les guides de porte et les glissières de tiroir - souvent en raison de leur coût. De plus, les rails linéaires nécessitent des surfaces de montage très précises, non seulement pour profiter des avantages de leur grande précision de déplacement, mais aussi pour éviter que le bloc de roulement ne se bloque, ce qui peut entraîner une réduction de la durée de vie. Ils doivent également être entièrement supportés, contrairement aux systèmes d'arbres linéaires, qui ne peuvent être supportés que par leurs extrémités. Cela signifie que non seulement le coût initial d'un rail linéaire est généralement plus élevé que celui d'un arbre rond ou d'un système de palier lisse, mais le coût de préparation et de montage est également plus élevé.
Les rails linéaires peuvent également être perçus comme étant moins lisses ou "encochés" dans leurs propriétés de roulement que les autres types de roulement. Ceci est dû au contact qui se produit entre les billes porteuses de charge (ou rouleaux) et les chemins de roulement. La précontrainte d'un système de rails linéaires, qui est souvent effectuée pour augmenter la rigidité, peut exacerber la sensation d'entaille lorsque le palier est déplacé le long du rail. (Cet effet disparaît lorsque la charge est appliquée au roulement, mais la perception demeure souvent.)
Pour les applications qui ne nécessitent pas la capacité de charge, la rigidité ou la précision de déplacement d'un rail linéaire, d'autres guides linéaires - tels que les systèmes à arbre rond, les guides à palier lisse ou même les glissières à rouleaux croisés - peuvent être appropriés et moins coûteux.