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#Tendances produits
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Règles d'alignement des actionneurs et des guides dans les systèmes de mouvement linéaire
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Parallélisme et perpendicularité, Parallélisme et Perpendicularité des éléments joints.
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Le respect de quelques directives simples pour la conception de systèmes de mouvement linéaire peut améliorer les performances du système et la durée de vie de l'actionneur.
De nombreuses machines automatisées reposent sur des composants de guidage linéaire, tels que des rails profilés, des rails ronds ou d'autres structures à roulement ou à glissement, pour guider et supporter les éléments mobiles de l'équipement. En outre, ces éléments mobiles sont souvent entraînés par un type d'actionneur linéaire.
L'un des problèmes les plus courants dans les systèmes linéaires, quel que soit leur type, est le désalignement. Le désalignement peut entraîner une multitude de problèmes tels que des résultats de mouvement linéaire incohérents, une réduction de la durée de vie du système de roulement linéaire, une usure prématurée ou une défaillance du système d'actionnement, et un mouvement erratique tel qu'une variation de vitesse ou une oscillation.
Cependant, il existe des moyens courants d'améliorer les performances globales du système en optimisant l'alignement du guide linéaire et de l'actionneur.
Actionneurs et guides
S'il existe de nombreuses façons de communiquer un mouvement à un élément de machine guidé, les plus courantes se répartissent en deux catégories. La première est celle des actionneurs à tige. Les actionneurs à tige peuvent être alimentés par des fluides, tels que des systèmes hydrauliques ou pneumatiques, ou par des systèmes électriques, tels que des vis sans fin ou des vis à billes.
La deuxième catégorie est celle des actionneurs sans tige. Ils peuvent également être alimentés par un fluide ou par un moteur électrique (vis-mère, vis à billes, courroie ou moteur linéaire). Les deux styles d'actionneurs trouvent leur application dans les systèmes guidés. Cependant, chacun d'entre eux présente des différences subtiles quant à la meilleure façon de les utiliser pour maximiser les performances et la durée de vie du système.
Les éléments de guidage eux-mêmes, qu'il s'agisse de rails profilés, de rails ronds ou d'autres systèmes de roulement ou de glissement, doivent être correctement dimensionnés et sélectionnés lors de la phase de conception et installés conformément aux recommandations du fabricant, en accordant une attention particulière au processus d'alignement. Ce faisant, on s'assure que les performances du système de guidage sélectionné sont maximisées pour l'application particulière.
Importance des éléments de conformité
Les actionneurs à tige, caractérisés par l'extension et la rétraction de la tige du piston ou de l'actionneur à chaque cycle, offrent généralement un certain nombre d'options de montage. La plupart des fournisseurs d'actionneurs à tige proposent des options de montage telles que des trous percés et taraudés dans le dispositif, des pieds de montage, des joints de tige sphériques, des coupleurs d'alignement, des chapes ou des troncs. Lorsqu'il est utilisé avec un mécanisme guidé, il faut s'assurer que chaque sous-système, actionneur et ensemble de guidage est capable de se déplacer sans entrave et en douceur. Les systèmes qui tentent de coupler de manière rigide l'élément d'entraînement à l'élément entraîné peuvent présenter des performances irrégulières, car ces deux éléments tentent de se déplacer dans des plans séparés, l'un ou les deux sous-systèmes étant chargés au-delà de leurs capacités.
Dans un tel système, il est préférable d'utiliser un actionneur de type tige avec un élément de compliance entre l'élément d'entraînement (actionneur) et l'élément entraîné (système de guidage). Par exemple, une extrémité de tige sphérique montée sur la tige de l'actionneur permet au point de montage de pivoter autour du joint sphérique. Ce type de connexion au niveau du guide est mieux utilisé en conjonction avec un trunion ou une chape à l'extrémité opposée de l'actionneur où il se fixe à l'élément du châssis de la machine. Ce type de montage permet d'adapter la connexion sans ajouter de contraintes excessives à l'entraînement (actionneur) ou à la partie entraînée (système de guidage).
Les actionneurs sans tige, caractérisés par leur course contenue dans leur longueur totale, peuvent également contenir un système de guidage intégré à l'actionneur. Les actionneurs sans tige, lorsqu'ils sont utilisés en conjonction avec un système de guidage séparé, devront également inclure un élément souple dans la connexion entre les éléments menant et mené. La plupart des fournisseurs d'actionneurs proposent une variété de supports destinés à ce type d'installation, tels que des supports flottants.
Les actionneurs sans tige qui incluent un système de guidage peuvent effectuer la tâche de guider et de supporter l'équipement tout en prenant la place d'un système de guidage séparé. Cette caractéristique peut être particulièrement utile et permet souvent au constructeur de machines d'économiser du temps et de l'argent. Les actionneurs sans tige avec guides intégrés peuvent être intégrés aux machines dans des combinaisons permettant de répondre à une grande variété de besoins de mouvement. Les configurations multi-axes telles que x-y ou x-y-z ainsi que les configurations de portique sont toutes possibles avec un dimensionnement approprié. Lors de l'installation d'actionneurs sans tige avec guides intégrés, l'alignement est tout aussi important.
Parallélisme et perpendicularité des éléments assemblés
Un actionneur sans tige avec guide intégré utilisé dans une configuration à axe unique doit uniquement répondre aux attentes en matière de positionnement. Le processus d'alignement est direct, car l'actionneur travaille seul et amène sa charge en position sans aucun guidage externe. Des exemples de ce type de configuration sont le travail point à point ou l'alignement sur l'équipement.
L'alignement des actionneurs sans tige dans les configurations multi-axes devient plus difficile car plusieurs actionneurs doivent travailler ensemble. Ainsi, lors du montage de ces actionneurs, le parallélisme et la perpendicularité de tous les dispositifs joints doivent être pris en compte pour une performance optimale et une durée de vie maximale.
Parallélisme des éléments joints
Trois variables peuvent affecter le parallélisme lors du montage d'actionneurs linéaires. En posant ces questions et en y répondant, vous optimiserez le parallélisme et les performances du système.
1. Les actionneurs sont-ils montés avec les chariots à la même hauteur ? Un désalignement dans ce plan imposera un moment de flexion défavorable sur l'axe Mx au système de roulement d'une ou des deux unités.
2. Les actionneurs sont-ils montés à une distance constante les uns des autres d'une extrémité à l'autre ? Un désalignement dans ce plan appliquera une charge latérale défavorable dans l'axe Fy sur le système de roulement et, s'il est sévère, peut entraîner le blocage des unités.
3. Les actionneurs sont-ils montés de niveau les uns par rapport aux autres ? Un désalignement angulaire appliquera un moment de flexion défavorable dans l'axe My sur le système de roulement des deux unités.
Perpendicularité des éléments assemblés
Il y a deux variables qui affectent la perpendicularité lors du montage des actionneurs linéaires.
1. Dans un système X-Y-Z, l'axe Z est-il monté perpendiculairement à l'axe Y ? Un désalignement dans ce plan appliquera un moment de flexion défavorable sur le système de roulement de l'actionneur de l'axe Y dans tous les axes possibles.
2. Dans un système à portique où deux actionneurs doivent se déplacer simultanément dans l'axe X ou Y, se déplacent-ils simultanément ? Un désalignement ou des performances d'asservissement inadéquates appliqueront un moment de flexion indésirable dans l'axe Mz au système de roulement.
Les tolérances réelles liées aux recommandations d'alignement et au montage dépendent du fabricant spécifique de l'actionneur ainsi que du type de roulement. Cependant, une règle générale consiste à prendre en compte le type de système de roulement. Les types de paliers à haute performance, tels que les systèmes de rails profilés, ont tendance à être assez rigides et l'alignement est plus critique. Les systèmes de performance moyenne utilisant des rouleaux ou des roues ont souvent des jeux qui offrent une certaine tolérance dans l'alignement. Les systèmes à paliers lisses ou à glissement présentent souvent un jeu plus important et peuvent être encore plus tolérants.
Lors de l'installation des systèmes de montage des actionneurs linéaires, il existe un certain nombre d'outils de mesure disponibles pour aider à assurer un alignement correct, allant des jauges aux systèmes laser. Quels que soient les outils utilisés, créez toujours un axe comme référence pour les plans X-Y et Z et montez les autres dispositifs par rapport à l'axe de référence. Vous obtiendrez ainsi les performances maximales et la durée de vie la plus longue de votre système d'actionnement.