7Sep
Comprendre la vitesse et l’accélération des guidages linéaires
En cherchant dans les caractéristiques de n’importe quel guidage linéaire vous trouverez sûrement sans difficulté sa vitesse ou son accélération maximale. Vous savez également que ce sont des caractéristiques importantes, mais exception faite de quelques spécialistes, la plupart des utilisateurs de systèmes linéaires n’appréhendent pas ces spécifications dans leur intégralité.
En effet, au travers de cet article nous allons voir en quoi la vitesse et l’accélération d’un guidage linéaire influencent directement sa durée de vie.
La vitesse
S’approcher de manière récurrente de la vitesse maximum de déplacement d’un guidage linéaire peut occasionner une usure prématurée de celui-ci. Cela peut aussi conduire à une perte de précision ou à de graves défaillances mécaniques. Par exemple, les plaques d’extrémité des guidages à recirculation de billes peuvent être endommagées, en cas de très fortes accélérations ou de vitesses importantes. Pour les guidages à galets, une vitesse extrême peut occasionner un glissement des bagues extérieures sur le rail.
Heureusement, dans un système bien conçu, ces conditions extrêmes sont très rares, et elles ne sont généralement pas dimensionnantes.
Les guidages linéaires standards peuvent maintenir une vitesse limite de fonctionnement à 3m/s sans difficulté, tandis que les modèles hautes performances peuvent largement atteindre 5m/s. Quant aux modèles les plus rapides une vitesse de 9m/s est un maximum.
A l’heure actuelle, la grande majorité des systèmes automatisés ne nécessitent pas une vitesse de déplacement supérieure à 5m/s. Dans ce contexte à quoi bon s’intéresser à cette caractéristique me direz-vous ?
Tout simplement parce qu’il ne faut pas regarder cette caractéristique seule mais penser la loi de mouvement du système dans sa globalité, en considérant également l’accélération et l’à-coup (où « jerk »).
L’accélération
Lorsque l’on recherche la cause de l’usure prématurée d’un patin, il faut rarement chercher le coupable du côté de la vitesse limite. En effet, ce sont les accélérations et les à-coups qui engendrent un stress important sur les éléments de roulements et peuvent produire de graves défaillances.
Les automaticiens en charge de programmer les trajectoires et loi de mouvement se doivent d’éviter ces extrêmes. Il arrive cependant que le profil du mouvement soit trop souvent choisi à la hâte avec pour seul objectif d’atteindre le temps de cycle souhaité sans prendre en compte l’intégralité des capacités mécaniques du système. Ainsi, c’est quand les paramètres du cycle ne sont plus en adéquation avec la réalité des composants mécaniques que des défaillances apparaissent.
Le système mécanique
Si la programmation du profil de mouvement est un point déterminant dans le bon fonctionnement d’un système, des solutions purement mécaniques existent aussi et peuvent sensiblement améliorer ses conditions d’utilisation. La précharge fait partie de ces solutions, elle permet de diminuer le jeu des patins et par conséquent d’améliorer le comportement du patin lors des phases d’accélération, en atténuant les vibrations.
Nous pouvons classer les précharges en deux types:
- La précharge fixe, liée directement aux dimensions des éléments mécaniques, comme par exemple la taille des billes dans les patins à recirculation.
- La précharge réglable, liée à un réglage mécanique du patin ou du rail, comme par exemple l’entraxe des galets sur le système Compact Rail de Rollon.
Il est parfois intéressant de pouvoir ajuster soit même la précharge de ses guidages. Augmenter la précharge pour des systèmes très dynamiques ou bien la diminuer pour un déplacement plus léger.
En conclusion, il est parfois tentant de se fier à un seul paramètre lors du choix d’un système de guidage. Hors comme nous venons de le voir, il préférable de trouver un compromis général entre tous les différents aspects que nous venons de passer en revue.
Mathieu MACCHI
