Les systèmes de portique sont des robots industriels avec un cadre mécanique qui utilise un chariot mobile sur un pont linéaire. Ils sont devenus une partie indispensable de diverses industries en raison de leur précision, de leur vitesse et de leur flexibilité inégalées.

Introduction

Les systèmes de portiage sont devenus une partie intégrante de diverses industries, jouant un rôle crucial dans la fabrication, la manutention des matériaux et les processus d'automatisation. Ces systèmes polyvalents offrent une gamme d'avantages, notamment une précision, une vitesse et une flexibilité accrues dans de nombreuses applications. Cet article vise à fournir un guide complet de compréhension et de mise en œuvre de la technologie de portique, en se concentrant sur ses composants, types, considérations de conception, applications et maintenance.

L'importance des systèmes de portique ne peut pas être surestimée, car ils ont révolutionné le fonctionnement des entreprises et continuent d'évoluer avec l'émergence de nouvelles technologies. En acquérant une compréhension plus approfondie des principes de travail et des aspects techniques des robots de portique, les entreprises peuvent prendre des décisions éclairées lors de l'intégration de ces systèmes dans leurs opérations, en optimisant l'efficacité et la productivité.

Système de portique: composants de base

Un système de portique est une structure mécanique qui se compose de divers composants travaillant ensemble pour permettre un mouvement linéaire multi-axes précis et contrôlé. La compréhension de ces composants et de leurs fonctions est essentielle à la conception, à la mise en œuvre et à la maintenance appropriées des systèmes de portique. Les composants de base d'un système de portique comprennent les rails linéaires, les roulements et les diapositives, les moteurs et les disques, ainsi que les systèmes de contrôle et les logiciels. Chacun de ces composants joue un rôle essentiel dans les performances globales du système, et leur sélection et leur intégration appropriées sont cruciales pour obtenir des résultats souhaités.

Rails linéaires

Des rails linéaires, également connus sous le nom de rails de guidage linéaire, ou les voies de guidage linéaires forment l'épine dorsale des robots linéaires. Ils sont chargés de fournir le soutien et les conseils principaux pour les composants en mouvement du système. Les rails linéaires permettent un mouvement lisse et précis le long d'un chemin prédéterminé, garantissant un positionnement précis et une friction minimale.

Il existe différents types de rails linéaires, y compris des rails ronds, profilés et en V. Les rails ronds sont l'option la plus simple et la plus économique, offrant un niveau de base de guidage pour les composants du système de portique. Les rails profilés, en revanche, comportent une conception plus complexe avec un degré élevé de capacité de précision et de chargement. Ces rails sont constitués d'une surface plate et usinée avec un profil spécifique qui correspond aux blocs de roulement correspondants. Les rails en forme de V offrent une combinaison unique de rigidité et d'auto-alignement, permettant une installation et une maintenance plus faciles.

Lors de la sélection des rails linéaires pour une application spécifique, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Ces facteurs comprennent la capacité de charge, la vitesse du système et la précision requises, ainsi que les conditions environnementales dans lesquelles le système fonctionnera. Par exemple, les applications lourdes peuvent nécessiter des rails profilés avec une capacité de charge élevée, tandis que les applications à grande vitesse peuvent bénéficier de la frottement réduit et de la rigidité accrue offerte par les rails en forme de V. De plus, les rails linéaires peuvent avoir besoin d'être traités avec des revêtements spéciaux ou construits à partir de matériaux résistants à la corrosion lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements difficiles, tels que ceux avec une humidité élevée ou une exposition à des produits chimiques corrosifs.

Roulements et diapositives linéaires

Les roulements et les diapositives linéaires sont des composants essentiels des systèmes de portique, chargés de faciliter le mouvement lisse et contrôlé le long des rails linéaires. Ils minimisent le frottement entre les pièces mobiles, garantissant un positionnement précis et réduisant l'usure sur les composants du système. Le choix des roulements et des diapositives a un impact significatif sur les performances globales, la longévité et les exigences de maintenance d'un système de portique.

Il existe différents types de roulements et de diapositives linéaires disponibles, chacune avec ses propres caractéristiques et avantages uniques. Certains types courants comprennent les roulements à billes linéaires, les roulements à rouleaux et les roulements coulissants.

Les roulements à billes linéaires sont le type de roulement le plus largement utilisé dans les systèmes de portique, offrant un niveau élevé de précision et de frottement faible. Ils se composent d'une série de roulements à billes logés dans un bloc de roulement, qui se déplace le long du rail. Ces roulements conviennent à une large gamme d'applications, des systèmes légers aux systèmes lourds avec des capacités de charge élevée. Ils offrent également une excellente rigidité et une longue durée de vie, ce qui en fait un choix populaire pour de nombreuses industries.

Les roulements à rouleaux, en revanche, utilisent des rouleaux cylindriques ou d'aiguille au lieu des roulements à billes pour faciliter le mouvement. Ils offrent des capacités de charge plus élevées et une plus grande rigidité par rapport aux roulements à billes linéaires, ce qui les rend bien adaptés aux applications lourdes. Les roulements à rouleaux sont également moins sensibles à la contamination, car leur conception empêche l'entrée de la saleté et des débris.

Les roulements coulissants, également appelés roulements simples ou bagues, reposent sur un mouvement coulissant lisse entre deux surfaces, généralement à l'aide d'un lubrifiant. Ils offrent une solution simple et rentable pour les applications à faible vitesse et à faible charge, où la précision n'est pas un facteur critique. Les roulements coulissants sont également auto-lubrifiants, ce qui peut entraîner des exigences de maintenance plus faibles.

Lors de la sélection des roulements et des diapositives pour un système de portique, il est crucial de prendre en compte des facteurs tels que la capacité de charge, la vitesse, la précision et les conditions environnementales. Le choix des roulements et des diapositives doit être basé sur les exigences spécifiques de l'application, en tenant compte des impacts potentiels sur les performances du système, la durée de vie et les besoins de maintenance. De plus, une installation et un alignement appropriés des roulements et des diapositives sont essentiels pour assurer un fonctionnement lisse et fiable.

Moteurs et entraînements

Les moteurs et les lecteurs sont des composants essentiels des systèmes de robots de portique, chargés de fournir la force et le contrôle nécessaires pour déplacer les composants du système de mouvement le long des rails linéaires. Ils jouent un rôle central dans la détermination de la vitesse, de la précision et de l'efficacité globales du système de portique. En comprenant les différents types de moteurs et de lecteurs disponibles et leurs caractéristiques, on peut sélectionner la solution la plus appropriée pour une application spécifique.

Il existe plusieurs types de moteurs couramment utilisés dans les systèmes de portique, notamment des moteurs pas à pas, des servomoteurs et des moteurs linéaires. Chacun de ces moteurs offre son propre ensemble d'avantages et d'inconvénients, selon les exigences de l'application.

Les moteurs pas à pas sont un choix populaire pour de nombreux systèmes de portiques en raison de leur simplicité, de leur précision et de leur abordabilité. Ces moteurs fonctionnent en divisant une rotation complète en un grand nombre d'étapes discrètes, permettant un contrôle précis sur la position et la vitesse du moteur. Les moteurs pas à pas sont bien adaptés aux applications qui nécessitent un positionnement précis et des vitesses modérées, telles que l'impression 3D et l'usinage CNC.

Les servomoteurs, en revanche, offrent des niveaux de précision, de vitesse et de couple plus élevés par rapport aux moteurs pas à pas. Ils utilisent un système de contrôle en boucle fermée, en utilisant les commentaires des capteurs pour ajuster en permanence leur position et leur vitesse. Cela permet aux servomoteurs de maintenir un contrôle précis même sous des charges et des conditions de fonctionnement variables. Les servomoteurs sont souvent utilisés dans des applications où le positionnement à grande vitesse, à torque élevé et précis est essentiel, comme la robotique et les systèmes d'automatisation.

Les moteurs linéaires sont un type de moteur unique qui produisent directement le mouvement linéaire, plutôt que le mouvement de rotation. Cela élimine le besoin de composants et de modules mécaniques supplémentaires, tels que des engrenages et des ceintures, pour convertir le mouvement de rotation en linéaire. Les moteurs linéaires peuvent offrir des avantages importants en termes de vitesse, de précision et d'efficacité, ce qui les rend idéales pour les applications à haute dynamique, à grande vitesse et à haute précision.

Les lecteurs, également appelés contrôleurs de moteur, sont responsables de la régulation de l'alimentation fournie aux moteurs, contrôlant leur vitesse, leur direction et leur position. Le choix de la technologie de conduite a un impact significatif sur les performances et l'efficacité du système de portique. Il existe différents types de disques disponibles, y compris les lecteurs de moteur pas à pas, les lecteurs de servomotes et les disques de fréquence variables (VFD). Chaque type de lecteur est spécialement conçu pour fonctionner avec un type de moteur particulier, offrant le niveau de contrôle et les performances optimal pour ce moteur.

Lors de la sélection des moteurs et des entraînements pour un système de portique, il est crucial de prendre en compte des facteurs tels que la capacité de charge, la vitesse, la précision et les conditions environnementales. Le choix des moteurs et des lecteurs doit être basé sur les exigences spécifiques de l'application, en tenant compte des impacts potentiels sur les besoins en performance du système, en efficacité énergétique et en maintenance. De plus, une intégration appropriée des moteurs et des lecteurs avec les autres composants du système de portique est essentielle pour assurer un fonctionnement fluide et fiable.

Systèmes de contrôle et logiciel

Les systèmes de contrôle et les logiciels sont responsables de la coordination et de la gestion des différents composants, tels que les moteurs, les lecteurs et les capteurs, pour réaliser le mouvement et le positionnement souhaités. En utilisant des algorithmes de contrôle avancés et des outils logiciels, les systèmes de portique peuvent atteindre des niveaux élevés de précision, de vitesse et d'efficacité, ce qui les rend indispensables pour un large éventail d'applications.

Les systèmes de contrôle pour les systèmes de portique consistent généralement en une combinaison de composants matériels et logiciels, travaillant ensemble pour fournir une solution transparente et intégrée pour le contrôle du mouvement. Certains des composants clés d'un système de contrôle comprennent un contrôleur logique programmable (PLC), un contrôleur de mouvement et des périphériques d'entrée / sortie (E / S).

Un contrôleur logique programmable (PLC) est un ordinateur robuste de qualité industrielle conçu pour exécuter des tâches de contrôle en temps réel. Les PLC sont largement utilisés dans les systèmes de portique pour leur capacité à gérer des tâches de contrôle complexes, telles que la coordination de plusieurs axes de mouvement, la gestion des données des capteurs et la mise en œuvre des caractéristiques de sécurité. La flexibilité des PLC permet une personnalisation et une adaptation faciles à différentes applications, ce qui en fait un choix idéal pour les systèmes de portique.

Les contrôleurs de mouvement sont des dispositifs spécialisés spécialement conçus pour gérer le mouvement et le positionnement des moteurs dans un système de portique. Ils utilisent des algorithmes avancés et des commentaires en temps réel des capteurs pour optimiser le profil de mouvement, garantissant un fonctionnement fluide et précis. Les contrôleurs de mouvement peuvent être des appareils autonomes ou intégrés dans un système de contrôle APL ou PC.

Les périphériques d'entrée / sortie (E / S) permettent aux différents composants de communiquer et d'échanger des données. Des exemples de dispositifs d'E / S utilisés dans les systèmes de portiers comprennent des capteurs, des affichages et des panneaux de commande. Ces appareils fournissent les informations nécessaires au système de contrôle afin de prendre des décisions éclairées et d'exécuter efficacement les tâches de contrôle.

Le logiciel joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du contrôle d'un système de portique, fournissant une interface conviviale pour la programmation, la surveillance et le diagnostic du système. Il existe plusieurs types d'outils logiciels disponibles, allant des logiciels propriétaires fournis par le fabricant de systèmes de portique aux solutions open source qui peuvent être adaptées à diverses applications. Les fonctionnalités des logiciels clés incluent la planification de mouvement, la génération de trajectoires et la détection et la correction des erreurs.

Lors de la sélection d'un système de contrôle et d'un logiciel pour un système de portique, il est essentiel de considérer des facteurs tels que la complexité des tâches de mouvement, le niveau d'intégration avec d'autres systèmes et le niveau de personnalisation requis. Le choix du système de contrôle et des logiciels doit être basé sur les exigences de l'application spécifiques, en tenant compte des impacts potentiels sur les performances du système, la facilité d'utilisation et les exigences de maintenance. De plus, une configuration et une intégration appropriées du système de contrôle et du logiciel avec les autres composants du système de portique sont essentielles pour assurer un fonctionnement fluide et fiable.