13Juil
Les 7 points clés pour dimensionner une unité linéaire
A première vue, le choix d’une unité linéaire pour une application donnée semble une tâche aisée. En réalité, la sélection d’un axe linéaire adapté s’avère beaucoup plus complexe que ce que vous pouvez imaginer. D’ailleurs, bien souvent les dysfonctionnements des unités sont liés à des erreurs de dimensionnement. Pour mieux comprendre, voici les quatre éléments clés qui définissent un axe linéaire :
- Un profilé rigide sur lequel sont fixés les différents éléments (guidages, transmission …).
- Un système d’entraînement complet et optimisé (courroie, vis à billes, pignon crémaillère).
- Un guidage linéaire permettant de reprendre les charges et assurant un mouvement précis.
- Un chariot mobile sur lequel vient se fixer la charge.
Lors de la sélection d’une unité linéaire pour un besoin spécifique, des détails importants sont à garder à l’esprit.
PRÉCISION ET RÉPÉTABILITÉ :
Dans la plupart des applications, la répétabilité est plus importante dans l’absolu que la précision. La répétabilité est la capacité d’un système de positionnement à atteindre avec fiabilité une position demandée, elle peut-être unidirectionnelle ou bidirectionnelle. La précision est la différence entre la position réelle du système mécanique et la position recherchée.
Par exemple, imaginez un robot avec une pince placée sur un axe linéaire. L’axe linéaire doit déplacer le robot dans de nombreuses positions afin que la pince puisse ramasser des boîtes et les placer sur une palette. Ce mouvement doit être répétable et assez précis pour déplacer le robot dans plusieurs positions, même si une grande précision n’est pas nécessaire. En règle générale, une répétabilité de positionnement à ± 50 µm est plus qu’acceptable dans la plupart des opérations d’emballage de fin de ligne utilisant des modules linéaires. Pour une application nécessitant un positionnement plus précis, il faut envisager l’ajout d’un codeur linéaire.
CAPACITÉS DE CHARGES
Il est important de bien déterminer les charges et moments qui vont être repris par l’axe linéaire afin de le dimensionner correctement.
Les différentes capacités à considérer pour votre actionneur sont :
• La capacité de charges statique
• La capacité de charges dynamique
• La capacité de reprise de moment
• Les efforts de poussée (axiaux)
La construction interne de l’actionneur a un impact direct sur les capacités de charges. Certains axes linéaires sont conçus et construit pour manipuler des charges lourdes à des vitesses élevées, tandis que d’autres sont construits pour supporter des charges légères à des vitesses élevées. Connaître les détails de votre application est donc crucial.
COURSE
La course, mesurée en millimètres, indique la distance requise pour le déplacement. Cependant, la course totale doit inclure une course de sécurité, liée à la distance de freinage. Il est donc important de distinguer la course utile de la course totale.
DURÉE DE VIE
Afin de déterminer la durée de vie d’un axe linéaire, il est important de bien connaître les conditions d’utilisation de son unité (masse en mouvement, temps de cycle, vitesses, accélérations…). La durée de vie peut être exprimée en nombre d’heures, d’années, de cycles de fonctionnement ou alors une distance en km. Elle est liée à l’usure des guidages linéaires et de l’entrainement (vis à billes…). Il est également important de demander à votre fournisseur les intervalles de re-lubrification requis.
ENVIRONNEMENT
L’environnement de l’unité peut avoir une influence non négligeable sur la durée de vie de celle-ci. Les facteurs suivants doivent entre en compte dans le choix de votre matériel:
• La température extérieure.
• L’humidité relative.
• Le type, la dimension et la quantité de contaminants extérieurs (poussières abrasives, copeaux…).
• La présence de liquides corrosifs ou de produits chimiques.
• Le nettoyage périodique ou les exigences de lavage à grande eau.
Dans les environnements exigeants ou extrêmes, des joints spéciaux et soufflets peuvent être nécessaires pour protéger les guidages et l’entrainement. Il est important de se renseigner auprès du fournisseur si ces derniers sont disponibles.
POSITION
Un des facteurs importants dans le choix d’une unité linéaire est de connaître sa position de montage. Cette information détermine également comment les charges et les forces vont être orientées par rapport au chariot.
Une unité peut-être montée :
– Horizontalement : avec le chariot en haut ou en bas ou alors sur le chant
– Verticalement
– Inclinée
Chaque orientation a une influence sur le dimensionnement (voir ci-dessous).
CYCLES
Pour finir, il est extrêmement important de connaître le cycle de fonctionnement, qui inclue la vitesse, l’accélération et la décélération.
Alors que certains axes linéaires industriels sont conçus pour supporter des charges élevées à des vitesses de déplacement de 5 m/s, d’autres sont plus limités dans leurs capacités de vitesse et de charges. Le point le plus important est de faire correspondre correctement l’unité linéaire à l’application (voir ci-dessous).
Le service techniques Rollon est à votre disposition pour vous aider dans le dimensionnement d’une unité linéaire adaptée à votre projet. Vous pouvez télécharger le cahier des charges ici et nous contacter par email à infotech@rollon.fr ou par téléphone au 04 74 71 93 30.
Nicolas FLORET
