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#Tendances produits
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Différents concepts d'entraînement pour différents mouvements de machines-outils
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Entraînements principaux, Entraînements d'alimentation, Entraînements auxiliaires.
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Entraînements principaux
Les entraînements principaux sont principalement des moteurs électriques synchrones et asynchrones à boucle fermée. Leurs applications incluent des moteurs en kit ou logés pour une utilisation dans les machines de tournage, de fraisage et de rectification ainsi que dans les centres d'usinage. Les entraînements à broche traditionnels avec moteurs à carter - la plupart refroidis par air - sont également très appréciés comme entraînements principaux. Par rapport aux broches motorisées, elles sont moins coûteuses si l'on considère les coûts secondaires des deux systèmes. D'une part, l'interposition des réducteurs permet d'adapter la vitesse de rotation et le couple à l'usinage. D'autre part, les boîtes de vitesses provoquent des forces radiales indésirables, du bruit et une usure accrue.
Les entraînements principaux utilisant des moteurs en kit avec broche intégrée sont devenus techniquement sophistiqués. Comme les réducteurs et les embrayages peuvent être éliminés, ces entraînements permettent un mouvement de rotation centré sans subir de force de cisaillement. Ils se distinguent par leur douceur de fonctionnement à long terme et leur usure minimale et sont souvent utilisés pour des usinages de haute performance. La génération d'entraînements avec des couples plus élevés est actuellement encore très coûteuse, car il faut soit intégrer un réducteur (planétaire) dans la broche, soit choisir une puissance moteur plus élevée. Pour effectuer la maintenance et l'entretien préventifs, des capteurs doivent être intégrés dans la broche afin de surveiller et d'acquérir les données de mesure. Le refroidissement à l'huile, à l'air ou au glycol reste nécessaire.
Entraînements d'avance
Pour les entraînements d'avance, le choix est entre des systèmes électromécaniques ou hydrauliques. Dans le cas des entraînements électromécaniques, le servomoteur électrique à vis à billes domine actuellement dans le monde entier. Il convertit le mouvement de rotation en un mouvement linéaire. Dans ce cas, les moteurs synchrones à carter sont préférés, car ils doivent répondre à des exigences élevées en termes de positionnement, de fonctionnement synchronisé et de dynamique, plus que l'entraînement principal.
En raison de sa grande rigidité statique, ce système d'entraînement traditionnel convient à une variété d'applications, mais il est sujet à l'usure. En fonction des conditions d'installation et des couples de serrage requis, le servomoteur est relié à la broche directement ou, par exemple, par l'intermédiaire d'une courroie synchrone.
Les entraînements doivent offrir une résistance à l'usure, ainsi qu'une rigidité et une dynamique élevées. Une telle combinaison de caractéristiques permet d'obtenir une plus grande précision et un fonctionnement sans problème à long terme que celui obtenu avec un ensemble vis à billes comparable avec un système de mesure de position indirecte.
Le régime de charge du variateur est un aspect qui limite son utilisation. Bien entendu, cela ne signifie pas qu'il est possible d'éliminer les vis à billes et les solutions d'entraînement hydraulique dans le cas d'un usinage avec de grandes forces. Les éléments porteurs de la machine, tels que le capot de protection contre les copeaux avec sa vitesse de glissement maximale admissible et le guidage du chariot avec son comportement d'amortissement, peuvent également limiter l'application. Les avantages des entraînements à moteur linéaire sont contrebalancés par les coûts d'investissement associés, qui ont jusqu'à présent empêché une percée mondiale de cette technologie d'entraînement.
Les entraînements hydrauliques d'avance sont demandés lorsque leurs avantages ont un impact important, par exemple dans les espaces confinés, ainsi que dans les applications qui nécessitent une dynamique élevée et des forces d'avance importantes. Et, bien sûr, l'entraînement d'alimentation hydraulique doit être positionné avec précision au micromètre près. Des applications pratiques démontrent que l'entraînement linéaire hydraulique fonctionne sans jeu, qu'il est durable et qu'il a tendance à être plus durable qu'un entraînement comparable avec vis à billes. Pour les entraînements à alimentation électrique, chaque puissance spécifique (couple et vitesse de rotation) doit être installée. Toutefois, un axe hydraulique peut tirer de l'énergie en fonction de la demande d'un accumulateur de liquide hydraulique, ce qui peut réduire la puissance d'entrée installée jusqu'à 80 %.
Entraînements auxiliaires
Une variété d'entraînements répondent aux capacités requises dans une application d'entraînement auxiliaire. Dans l'ensemble des fonctions d'entraînement auxiliaires des machines-outils, il n'y a pas de tendance significative, pas plus que certaines unités éprouvées ne se distinguent. Le choix dépendra de l'application.
Il n'est pas rare qu'un groupe de machines avec une séquence de fonctions fermée puisse combiner plusieurs entraînements. Il existe des exemples d'applications dans lesquelles des entraînements électromécaniques pour chariots à déplacement vertical ou diagonal sont utilisés en combinaison avec une compensation de poids hydraulique ou pneumatique. Ici, la compensation de poids peut être comprise comme un entraînement auxiliaire passif au sens le plus large, sa tâche étant de compenser la force de poids de la masse déplacée. La compensation du poids peut être obtenue de plusieurs façons, le système hydraulique avec accumulateur d'huile hydraulique étant populaire. Si la force de poids à compenser est faible, un ressort à gaz pneumatique peut assurer la fonction. Les avantages de ces solutions résident dans leur comportement dynamique adaptable ainsi que dans leur bilan énergétique favorable.
Les entraînements pneumatiques sont idéaux pour l'utilisation dans les appareils de manutention grâce à leur faible poids, leur structure de commande simple et la rapidité de leurs mouvements. Ces caractéristiques s'appliquent aux unités d'avance et de charge pour les petites masses, qui sont intégrées dans le flux de pièces du processus de production. Le serrage des outils et des pièces sur les machines-outils est essentiel, car il influe sur la précision et la répétabilité de l'opération. Les pinces hydrauliques représentent un type spécial d'entraînement auxiliaire et sont utilisées dans les machines avec chargement et déchargement de pièces sans surveillance, grâce au fait qu'elles sont facilement automatisables. La haute densité de force des éléments de serrage favorise la construction de dispositifs de serrage dans les espaces les plus réduits.
Conclusion
Il existe toute une gamme de concepts d'entraînement électriques, hydrauliques, électromécaniques et pneumatiques pour l'entraînement des machines-outils. L'équipe d'ingénieurs doit décider quel type de concept d'entraînement est le mieux adapté à la tâche, en tenant compte d'une série de contraintes. Un bon fournisseur d'automatisation qui possède une expertise dans tous ces groupes technologiques tiendra compte des clients et les conseillera dans leurs décisions.