Les cinq principales erreurs dans le choix et l'utilisation des guides linéaires

Conseils techniques et économiques.

Spécifier le guide lui-même est la partie facile pour apprendre à éviter les pièges dans le montage, l'installation et même le choix d'un placage.

Les guides linéaires sont des ensembles mécaniques de précision qui fonctionnent dans le cadre d'un système. En tant que tels, ils ne peuvent fonctionner que dans la mesure où ils sont correctement intégrés dans la machine globale. Il ne suffit pas de spécifier le guide approprié. La construction d'un système qui fonctionne comme prévu nécessite une compréhension claire de la façon de spécifier, de concevoir, d'installer et de tester le guide linéaire. Ici, nous discutons de plusieurs des erreurs les plus courantes commises par les concepteurs qui intègrent des guides linéaires dans leurs systèmes et des moyens de les éviter.

1. Ne pas fabriquer les surfaces de montage selon les tolérances

Les guides linéaires sont rectifiés avec précision en usine pour fonctionner avec un minimum de frottement. Dans un monde idéal, le frottement de chaque bloc de guidage linéaire individuel serait le même, qu'il soit monté ou non. En réalité, tout désalignement ou planéité des surfaces de montage ajoute directement une précharge au système de guidage linéaire. Les tolérances de montage englobent à la fois la planéité de la surface de montage sur laquelle les rails sont montés et le parallélisme des guides linéaires les uns par rapport aux autres. Si le frottement dans un guide augmente lorsque l'ensemble est installé, ou est plus extrême à une extrémité de la course qu'à l'autre, les tolérances de montage ou l'alignement des rails sont très probablement hors spécifications.

2. Non compris les caractéristiques de montage pour l'alignement

Les guides linéaires de précision nécessitent un alignement correct pour garantir des performances conformes aux spécifications. En particulier dans un scénario de fabrication en série, l'ajout de fonctionnalités de montage peut accélérer le processus d'installation et garantir des performances efficaces. Celles-ci peuvent être aussi simples qu'une paire de broches d'alignement qui aident à aligner le rail principal, couplées à une procédure d'assemblage pour aligner le rail secondaire. Les applications avec des performances de précision très élevées nécessitent plus de soin. Les guides linéaires tels que livrés de l'usine sont droits mais peuvent encore démontrer un certain degré de conformité. Afin d'assurer un fonctionnement efficace, les guides doivent être installés en utilisant des surfaces d'épaulement de précision. Ces surfaces fournissent une structure de support plate et stable pour les roulements et les rails afin d'offrir une rectitude et un parallélisme à l'échelle du micron. Il est important de noter qu'une erreur de parallélisme entre les rails affecte non seulement les performances mais également la durée de vie. Assurez-vous que les rails sont alignés dans les tolérances du fabricant. Les épaulements de montage fournissent des structures d'alignement essentielles, mais ils doivent être correctement dimensionnés. Si le rayon d'angle est trop grand, le rail peut entrer en contact avec le rayon d'angle plutôt qu'avec l'épaulement lui-même lors de l'installation et de l'alignement. Cela peut introduire une erreur petite mais significative. Pire, il peut être très difficile à détecter. La meilleure solution consiste à spécifier correctement les dimensions de l'épaulement dès le départ. Les fabricants énumèrent des spécifications très précises pour les hauteurs d'épaulement et les rayons d'angle dans leurs catalogues et celles-ci doivent être suivies à la lettre. Dimensionnez le rayon de coin approprié par rapport au chanfrein qui se trouve sur le roulement.

3. Ne pas spécifier correctement la précharge

La précharge dans un guide linéaire implique de choisir le diamètre des billes par incréments de microns pour ajuster l'ajustement entre le bloc et le rail. Dans les applications de précision, il est généralement avantageux d'avoir une certaine précharge positive, ce qui signifie qu'il n'y a pas de jeu entre le bloc, le rail et la bille. Selon l'application, les balles peuvent même subir une certaine compression. Correctement spécifiée, la précharge peut réduire les facteurs négatifs tels que les vibrations, le bruit, la génération de chaleur et la déflexion. Mal spécifiée, cependant, la précharge peut augmenter considérablement la friction et dégrader les performances du système. Il est facile de supposer que l'achat d'un guide linéaire de haute précision avec précharge offrira les meilleures performances. Cela est vrai si la précision des surfaces de montage correspond à la précision du guide linéaire. Cependant, s'il n'est pas possible de rendre les surfaces de montage aussi précises que le guide linéaire, le fait d'avoir une précharge dans le guide peut en fait causer des problèmes. La précharge du guide linéaire doit être adaptée à la précision pouvant être obtenue avec les pièces de montage. S'il n'est pas possible d'atteindre la précision requise par le fabricant, il est préférable de choisir un guide linéaire avec un ajustement ligne à ligne (précharge normale) ou même une petite quantité de jeu supplémentaire. Le jeu supplémentaire permettra au guide de compenser le désalignement. Le guide n'aura plus de jeu libre, mais il ne démontrera pas non plus le frottement élevé qui serait introduit en installant un guide préchargé dans un système de faible précision. Dans certains cas, disposer d'un système à faible frottement est l'exigence la plus importante. Lorsque c'est le cas, il est préférable de spécifier un jeu interne pour s'assurer que le frottement est aussi faible que possible.

4. Ne pas tester sur toute la durée du voyage

Vous ne pouvez pas résoudre un problème si vous ne savez pas qu'il existe. Les guides linéaires doivent être testés après assemblage sur toute la course. S'il n'est pas possible de mesurer directement le parallélisme, ajouter une étape d'inspection pour mesurer la force de poussée du chariot. La force de poussée doit être constante à environ 20 % lors du déplacement du guide d'un bout à l'autre. Si la force de poussée augmente en un point, ce qui se produit souvent à une extrémité du guide, cela peut indiquer que les rails ne sont pas parallèles et qu'ils doivent être réalignés.

5. Ne pas tenir compte de l'effet des matériaux et du placage sur les coûts et les délais

Trop souvent, l'effort de spécification des roulements se concentre sur les paramètres mécaniques, tandis que les matériaux et les revêtements sont traités comme moins importants. En réalité, les matériaux et les revêtements peuvent avoir un effet significatif sur un projet, non seulement du point de vue des performances, mais également en termes de coût et de délai. Les options anticorrosion, par exemple, peuvent aller du chromage fin et dense à divers revêtements de chrome noir. Dans certains cas, le choix d'une version en acier inoxydable d'un guide linéaire peut constituer une solution plus efficace. La question n'est pas seulement celle des matériaux mais aussi celle de l'emplacement. Certains placages peuvent être effectués dans une installation à l'étranger tandis que d'autres peuvent être effectués au pays. Une commande récente en est une illustration. Il existe actuellement une pénurie mondiale de certains types et tailles de roulements linéaires. Un client a spécifié un chromage noir pour la protection contre la corrosion. Le problème était que le revêtement en question devait être appliqué à l'usine japonaise de notre partenaire, ce qui allongeait le délai par rapport au produit standard. Après enquête, nous avons recommandé un placage alternatif. Il offrait une protection comparable, mais la différence était qu'il était disponible auprès de l'usine américaine du partenaire. Le commutateur a réduit de moitié le délai d'approvisionnement des pièces tout en ayant un effet minimal sur le coût. Correctement spécifiés et installés, les guides linéaires offrent des performances efficaces dans les systèmes de mouvement linéaire. Soyez attentif aux pièges ci-dessus et votre système sera positionné pour réussir.

Ces exemples sont-ils hypothétiques ? Non, ils sont réels, exécutés avec la technologie actuellement disponible qui coûte moins cher que vous ne le pensez.