Étapes et tableaux multi-axes

Il est révolu le temps où les concepteurs de machines et les constructeurs devaient choisir entre construire leur propre système linéaire à partir de zéro ou se contenter d'une gamme limitée de systèmes pré-assemblés qui, dans la plupart des cas, étaient un ajustement imparfait pour leur application. Les fabricants offrent aujourd'hui des systèmes basés sur une gamme de mécanismes d'entraînement: vis, ceintures, rack et pignons, moteurs linéaires et pneumatiques - avec des options de guide et de logement pour s'adapter à pratiquement n'importe quelle application, environnement ou contrainte spatiale. Le dilemme pour les ingénieurs consiste désormais à trouver un système qui fonctionnera pour leur application, et plus sur le choix de la meilleure solution dans la large gamme de configurations disponibles.

De nombreux aides ont été créés pour aider à ce processus de sélection. Ceux-ci prennent généralement la forme d'un tableau affichant les paramètres d'application clés par rapport au type de système, avec des symboles pour évaluer l'aptitude de chaque système pour chaque paramètre. Bien que cette disposition fournit une référence visuelle rapide, elle manque certains des points les plus fins des capacités et des faiblesses de chaque système. Dans une tentative de creuser un peu plus, le plan suivant examine les forces et les limites spécifiques des types les plus courants de systèmes linéaires pré-assemblés.

【Systèmes entraînés par la courroie】

Les systèmes d'entraînement à courroie sont probablement mieux reconnus pour leur capacité à parcourir de longues longueurs. Ils sont également capables d'atteindre des vitesses élevées, car les mécanismes d'entraînement de la courroie n'utilisent pas d'éléments de recirculation. Lorsqu'elles sont associées à des guides non circulants, tels que des rouleaux de came ou des roues, les ceintures peuvent généralement atteindre des vitesses allant jusqu'à 10 m / s. Les systèmes basés sur la courroie sont également bien adaptés aux environnements durs, car il n'y a pas d'éléments roulants à endommager par les débris, et le matériau de la ceinture en polyuréthane peut résister aux types de contamination chimique les plus courants.

L'inconvénient principal des systèmes entraînés par la courroie est que les ceintures s'étirent. Même les ceintures renforcées en acier, qui sont utilisées par la plupart des fabricants de systèmes, éprouveront éventuellement un certain étirement, ce qui dégrade la répétabilité et la précision de voyage. Les systèmes basés sur la courroie ont également plus de résonance que les autres types de disques, en raison de l'élasticité de la ceinture. Bien que le réglage de conduite approprié puisse compenser cela, les applications avec des taux élevés d'accélération et de décélération et / ou des charges lourdes peuvent subir des temps de décantation indésirables.

【Systèmes entraînés par vis à billes】

Pour les charges de poussée élevées et la précision élevée de positionnement, les systèmes entraînés par les vis à billes sont généralement le premier choix. Et pour une bonne raison. Avec les écrous préchargés, les vis à billes offrent un mouvement sans contrecoups et peuvent obtenir une précision de positionnement et une répétabilité très élevées. Les pistes allant de 2 mm à 40+ mm, permettent également aux systèmes de vis à billes de répondre à une large gamme d'exigences de vitesse et peuvent empêcher la backcripture dans les applications verticales.

La longueur du voyage est la limitation fondamentale des systèmes basés sur les vis à billes. À mesure que la longueur de la vis augmente, la vitesse admissible diminue, en raison de la tendance de la vis à s'affaisser sous son propre poids et son expérience de fouet. Les supports de vis à billes peuvent aider à contrer cet effet, mais au détriment de l'espace et du coût global du système.

【Systèmes à rack et à pignon】

Les systèmes de rack et de pignon produisent des forces de poussée élevées et peuvent le faire avec des longueurs de voyage pratiquement illimitées. Leur conception permet également à plusieurs voitures d'être utilisées sur le même système, ce qui est utile pour les applications qui nécessitent que les voitures se déplacent indépendamment, comme les grands systèmes de portières dans les industries de l'emballage et de l'automobile.

Bien que les systèmes de rack et de pignon de haute qualité et à faible dossier soient disponibles, en général, ils ont une précision de positionnement plus faible que les autres options de conduite. Et selon le profil dentaire et la qualité de l'usinage, les systèmes à rack et à pignon peuvent produire un niveau élevé de bruit par rapport à d'autres systèmes linéaires.

【Systèmes entraînés au moteur linéaires】

Traditionnellement considéré comme trop cher pour la plupart des applications, les moteurs linéaires sont maintenant utilisés pour le positionnement et la manipulation des tâches dans des industries telles que l'emballage et l'assemblage. Des coûts inférieurs ont contribué à cette tendance, mais pour les ingénieurs, les caractéristiques attrayantes des moteurs linéaires sont leur capacité à grande vitesse, leur précision de positionnement élevée et leurs faibles exigences d'entretien. Les moteurs linéaires offrent également la capacité, comme les systèmes de rack et de pignon, pour intégrer plusieurs voitures indépendantes sur un seul système.

Parce qu'ils n'ont pas de composants mécaniques pour empêcher la charge de tomber dans un état de perte de puissance, les moteurs linéaires ne sont généralement pas conselés à une utilisation dans des applications verticales. Leur conception ouverte, ainsi que la présence d'aimants puissants, les rend également sensibles à la contamination et aux débris, en particulier les puces en métal et les copeaux.

【Systèmes pilotés pneumatiques】

Lorsque la source de transmission d'alimentation préférée est de l'air, les systèmes linéaires pneumatiques s'adaptent à la facture. Pour un mouvement simple et point à point, les systèmes pilotés par pneumatique peuvent être l'option la plus économique et la plus simple à intégrer. La plupart des systèmes linéaires pneumatiques sont enfermés dans un boîtier en aluminium, ce qui permet d'incorporer les amortisseurs finaux et les couvertures de protection.

Les systèmes pneumatiques ont la plus faible précision et la rigidité des types discutés ici, mais leur principale limitation est l'incapacité de s'arrêter à des positions intermédiaires.

Quelle que soit votre application, lorsque vous envisagez les options parmi les systèmes linéaires pré-assemblés, commencez par les quatre paramètres d'application principaux: la suite, la charge, la vitesse et la précision. Une fois que l'ampleur et l'importance de ces critères sont déterminées, d'autres paramètres, tels que le bruit, la rigidité et les facteurs environnementaux, peuvent aider à réduire le champ et à rendre le dimensionnement final et la sélection moins long.