Modules linéaires de courroie de distribution dans les machines d'impression et textiles

Les machines d’impression et textiles combinent souvent de longues courses, des mouvements d’inversion répétés et un flux continu de matériaux. Une tête d'impression peut balayer un substrat d'avant en arrière, une tête de revêtement peut parcourir une bande ou un mécanisme de manipulation de textile peut devoir se déplacer en synchronisation avec les rouleaux, les alimentateurs et l'équipement d'enroulement.

Ces applications conviennent tout naturellementmodules linéaires de courroie de distribution dans les machines d'impressioncar les axes entraînés par courroie peuvent fournir une course longue, une vitesse élevée et une masse mobile relativement faible sans les limites de vitesse critique associées aux vis rotatives longues.

Cependant, de bonnes performances ne dépendent pas seulement de la vitesse de déplacement maximale. La qualité d'impression, l'uniformité du revêtement et la manipulation du tissu peuvent tous être affectés par l'ondulation de la vitesse, les vibrations, l'élasticité de la courroie, les erreurs de synchronisation et la déflexion structurelle. Ce guide explique comment la courroie de distributionmodules linéairessont utilisés dans les équipements d’impression et textiles et ce qui doit être vérifié avant de les sélectionner.

Pourquoi les modules de courroie de distribution conviennent à l'impression et au mouvement textile

De nombreux processus d'impression et textiles nécessitent qu'un actionneur se déplace à plusieurs reprises sur une large zone de travail pendant que le produit lui-même continue d'avancer.

Les avantages typiques de l'entraînement par courroie de distribution comprennent :

• Capacité de long voyage
• Vitesse linéaire élevée
• Inversion de direction rapide
• Inertie de déplacement relativement faible
• Intégration multi-axes simple
• Utilisation efficace de bâtis de machine longs

Principe d'application :Les axes d'impression et de textile doivent être sélectionnés en fonction de la fluidité et de la synchronisation des mouvements, et pas seulement de la vitesse maximale. Un axe rapide qui vibre ou change de vitesse tout au long du processus peut réduire la qualité du produit.

Mouvement de la tête d'impression : la vitesse doit rester contrôlée

Les systèmes d'impression numérique peuvent déplacer un chariot de tête d'impression sur du papier, un film, du tissu, des étiquettes ou d'autres supports.

Une platine entraînée par courroie peut être efficace car le chariot peut rester relativement léger et se déplacer rapidement sur une grande largeur.

Les exigences de mouvement importantes incluent souvent :

• Position de numérisation répétable
• Vitesse de balayage stable
• Faibles vibrations
• Inversion rapide en dehors de la zone d'impression active
• Faible masse du chariot
• Comportement prévisible des câbles et des lignes d'encre

Une vitesse constante compte à l’intérieur de la zone d’impression

Si le déclenchement de l'impression ou le placement de l'image est synchronisé avec la position du chariot, la variation de vitesse peut influencer l'espacement et le repérage des points.

Le profil de mouvement peut donc être divisé en deux zones :

• Zone de traitement :privilégiez une vitesse fluide et prévisible.
• Zone de retournement :utilisez une accélération et une décélération plus fortes pour réduire le temps de non-impression.

Cette approche peut améliorer le débit sans obliger la section d'impression active à utiliser une dynamique inutilement agressive.

Pourquoi le comportement d'inversion est important dans l'impression bidirectionnelle

De nombreux systèmes d'impression inversent le sens en bordure de la zone de travail.

Des inversions répétées peuvent révéler :

• Conformité de la ceinture
• Tension de courroie insuffisante
• Vibrations du chariot
• Résonance structurelle
• Erreur de suivi du servo

Si le processus imprime dans les deux sens, les différences de positionnement liées à l'inversion peuvent affecter l'enregistrement.

Une tension correcte de la courroie, un support de chariot rigide et un réglage approprié du servo sont donc importants pour un mouvement bidirectionnel cohérent.

Mouvement linéaire de la tête de revêtement

Les systèmes de revêtement et de distribution peuvent déplacer une tête sur un film, une feuille, du papier, un textile ou d'autres matériaux en bande continue.

UNmodule linéaire de revêtementpeut être utilisé pour :

• Traverser une tête de revêtement à travers la bande
• Positionner un banc de buses
• Ajuster la largeur d'application
• Déplacer les têtes d'inspection ou de mesure
• Prise en charge du changement de produit basé sur des recettes

La douceur du chemin influence la consistance du revêtement

Si le flux de matière reste constant alors que la vitesse du chariot change, la quantité déposée par unité de longueur peut également changer.

Pour le revêtement continu, les caractéristiques importantes des axes comprennent :

• Ondulation à basse vitesse
• Accélération douce
• Vitesse de déplacement stable
• Faibles vibrations
• Bonne rectitude

Règle de processus :Lorsque la qualité du revêtement dépend du matériau déposé par unité de distance, la vitesse de déplacement devient un paramètre du processus, et non seulement un paramètre de la machine.

Systèmes d'enroulement traversant et de vent de niveau

L'équipement de bobinage peut utiliser un axe linéaire transversal pour guider le fil, le fil, le ruban, le film ou la fibre uniformément sur une bobine.

Dans ces systèmes, l'axe linéaire ne fonctionne pas de manière indépendante. Il doit maintenir une relation définie avec la rotation de la broche.

Les exigences typiques incluent :

• Pas de traverse précis
• Synchronisation stable avec la rotation de la bobine
• Inversion contrôlée sur les bords des bobines
• Modèle d'enroulement réglable
• Service continu de longue durée

La vitesse de déplacement est liée à la vitesse de broche

Si la bobine tourne plus rapidement, l'axe de déplacement devra peut-être se déplacer plus rapidement pour conserver le pas d'enroulement souhaité.

Cela rend l'engrenage électronique ou le contrôle de mouvement coordonné utile dans de nombreux systèmes de bobinage.

La synchronisation est au cœur de la qualité du bobinage

Un module de courroie synchronisée peut être contrôlé à partir de la position de la broche, de la vitesse de ligne ou d'un autre axe maître.

Les stratégies de contrôle possibles comprennent :

• Engrenage électronique
• Came électronique
• Contrôle maître-suiveur
• Synchronisation des mouvements API

La précision mécanique à elle seule ne peut garantir la qualité du bobinage si le timing de contrôle entre les axes rotatifs et linéaires est incohérent.

Manutention des textiles et transfert de tissus

Les machines textiles manipulent souvent des matériaux légers mais flexibles qui peuvent se froisser, s'étirer ou se déplacer si le mouvement est trop brusque.

Modules de courroie de distributionpeut être utilisé pour :

• Positionnement du tissu
• Mouvement de la tête de coupe
• Déplacement de la caméra d'inspection
• Transfert par pince
• Gestion des bords
• Chargement et déchargement automatique

Les matériaux flexibles nécessitent un mouvement doux

Une accélération élevée peut provoquer l'oscillation d'un bord du tissu ou d'une section non soutenue même lorsque le chariot lui-même est stable.

Les profils de mouvement doivent donc prendre en compte le comportement mécanique du textile, et pas seulement du module.

Têtes de coupe et de marquage

Les systèmes textiles et d'impression grand format peuvent utiliser des axes de courroie de distribution pour déplacer des couteaux de coupe, des marqueurs, des lasers ou des têtes à jet d'encre.

Ces applications combinent souvent :

• Longue course sur l'axe X
• Vitesse de déplacement élevée
• Changements de direction fréquents
• Masse d'outil modérée
• Exigences de suivi de chemin

Un axe à courroie de distribution est souvent intéressant lorsque l'outil ne nécessite pas une poussée de processus très élevée et qu'une longue course est plus importante qu'une rigidité structurelle maximale.

Quand l’entraînement par courroie de distribution est un choix judicieux

Quand un autre type de lecteur peut être meilleur

Les modules de courroie de distribution ont des atouts évidents, mais une autre transmission peut être plus adaptée lorsque le processus nécessite :

• Poussée très élevée
• Très grande rigidité structurelle
• Positionnement absolu extrêmement serré
• Numérisation de précision à très faible vitesse
• Conformité minimale de la transmission élastique

Les systèmes à vis à billes ou à moteur linéaire peuvent être préférables en fonction de la course, de la charge et de la précision.

Élasticité de la ceinture et précision de l'enregistrement

Les courroies de distribution s'étirent élastiquement sous l'effet de la force.

Le déplacement élastique devient plus important lorsque :

• La longueur du voyage est longue
• La masse du chariot est élevée
• L'accélération est agressive
• La ceinture est étroite ou a une rigidité à la traction plus faible

En impression, cela peut influencer le repérage après des changements de direction ou lors de changements de charges dynamiques.

Pour un enregistrement précis, utilisez une rigidité de courroie appropriée, une tension stable et un retour d'information approprié au processus.

Encodeur moteur vs retour linéaire

La plupart des axes entraînés par courroie utilisent un retour d'encodeur côté moteur. Ceci est efficace pour contrôler la position et la vitesse du moteur.

Cependant, un codeur de moteur ne mesure pas directement l'étirement de la courroie ou la position du chariot après la transmission.

Pour les applications exigeantes d'enregistrement ou de mesure, un codeur linéaire peut fournir un retour plus direct de la position du chariot.

La servocommande est généralement préférée pour le mouvement synchronisé

Les systèmes d'impression, de revêtement et de bobinage bénéficient souvent de servomoteurs car ils prennent en charge :

• Contrôle de position en boucle fermée
• Contrôle de vitesse stable
• Engrenage électronique
• Came électronique
• Inversion rapide
• Synchronisation maître-suiveur

Les moteurs pas à pas peuvent toujours être utiles pour des axes de réglage simples ou des tâches de positionnement moins dynamiques.

La rigidité du châssis de la machine affecte la qualité de l'impression et du revêtement

Un étage à bande précis monté sur une poutre flexible peut néanmoins produire de mauvais résultats de processus.

La déflexion structurelle peut provoquer :

• Variation de la hauteur de la tête d'impression
• Variation de l'écart de revêtement
• Changement de mise au point de la caméra
• Temps de stabilisation long
• Déviation du parcours d'outil

Pour les machines larges, la rigidité des traverses doit être évaluée sous le poids statique de l'outil et l'accélération dynamique.

Les portiques larges peuvent nécessiter un entraînement à deux axes

Les grandes machines d'impression et textiles peuvent utiliser deux axes X parallèles supportant une traverse.

Cela peut améliorer la répartition de la charge, mais les deux côtés doivent rester synchronisés.

Les contrôles importants comprennent :

• Parallélisme mécanique
• Rigidité de la traverse
• Prise d'origine sur deux axes
• Synchronisation électronique
• Comportement d'arrêt d'urgence

Règle du double disque :la synchronisation des commandes ne peut pas compenser un portique mécaniquement tordu ou mal aligné.

La poussière, les fibres et le brouillard d'encre affectent la maintenance

Les environnements d'impression et textiles peuvent exposer le module à la poussière de papier, aux peluches, aux fibres, aux résidus de revêtement, au brouillard d'encre et à la contamination par les adhésifs.

Ces contaminants peuvent affecter :

• Guides linéaires
• Dents de courroie
• Rainures de poulie
• Bandes de recouvrement
• Capteurs

Les modules de courroie de distribution fermés peuvent fournir une protection supplémentaire, mais la conception du boîtier ne garantit pas automatiquement une résistance totale à la contamination.

Modules ouverts ou fermés

Modules ouverts

Les structures ouvertes sont plus faciles à inspecter et à nettoyer, mais exposent la bande et le guident plus directement aux fibres et à la poussière.

Modules fermés

Les structures fermées peuvent réduire la contamination directe, mais l’inspection et le nettoyage internes peuvent nécessiter un accès plus important pour la maintenance.

Le choix doit être basé sur l'environnement réel du processus.

La lubrification du guide et l’entretien de la courroie sont différents

La courroie de distribution fonctionne normalement à sec, tandis que le guidage linéaire nécessite généralement une lubrification.

L'entretien doit inclure :

• Lubrification des guides selon les spécifications du module
• Contrôle de la tension des courroies
• Inspection des dents et des bords de la courroie
• Vérifications de l'alignement des poulies
• Enlèvement des peluches et des débris

N'appliquez pas de graisse sur la courroie comme pratique d'entretien générale.

Un service continu de longue durée modifie la stratégie de maintenance

Les équipements de bobinage et textiles peuvent fonctionner en continu pendant de longues périodes de production.

Les intervalles de maintenance doivent prendre en compte :

• Distance totale parcourue
• Compte d'inversion
• Heures d'ouverture
• Niveau d'accélération
• Stabilité de la tension de la courroie
• Condition de lubrification du guide
• Contamination de l'environnement

Un axe transversal légèrement chargé peut néanmoins accumuler une exposition à la fatigue très élevée car il s'inverse continuellement.

Synchronisation avec la vitesse du Web

Certaines machines d'impression et de couchage ont besoin d'un axe linéaire pour maintenir une relation fixe avec la vitesse du web.

Les exemples incluent :

• Correction d'inscription
• Analyse cross-web
• Suivi des modèles
• Revêtement traversant
• Contrôle du pas d'enroulement

Le contrôleur peut utiliser un encodeur sur le rouleau de bande ou sur la broche comme référence principale, tandis que l'axe de la bande suit un profil de position calculé.

Une séquence de sélection pratique

1. Définir le processus.Impression, couchage, bobinage, contrôle, découpe ou transfert ?
2. Définir la course et la largeur de la machine.
3. Calculez la masse mobile et le porte-à-faux de l'outil.
4. Réglez la vitesse et l'accélération maximales.
5. Définir la stabilité de la vitesse de la zone de processus active.
6. Vérifiez les exigences d’annulation et de règlement.
7. Définir la synchronisation avec les rouleaux ou les broches.
8. Sélectionnez le profil de la courroie, la largeur et la taille de la poulie.
9. Dimensionner le couple moteur, la vitesse et l'inertie.
10. Vérifiez la rigidité du cadre et des traverses.
11. Évaluez la contamination par la poussière, les peluches, l’encre ou le revêtement.
12. Planifiez la maintenance en fonction de la distance parcourue réelle et du nombre d'inversions.

Ce dont QRXQ a besoin pour évaluer un axe de bande d'impression ou textile

• Fonctionnement de la machine
• Course requise
• Tête mobile ou masse du chariot
• Vitesse et accélération maximales
• Exigence de vitesse dans la zone de traitement
• Répétabilité ou précision d'enregistrement requise
• Fréquence d'inversion
• Exigence de synchronisation
• Configuration à un axe ou à deux portiques
• Environnement poussiéreux, fibreux, encre ou revêtement
• Préférence du moteur et du contrôleur
• Horaires d'ouverture quotidiens

Dans les machines d’impression et textiles, le meilleur axe de courroie n’est pas simplement le plus rapide.C'est l'axe qui combine une longue course, un mouvement fluide de la zone de traitement, une inversion répétable et une synchronisation fiable avec le reste de la machine.

QRXQ évalue les modules de courroie dentée d'impression et textile à partir de la séquence complète du processus, en adaptant l'entraînement par courroie, la servocommande, la rigidité structurelle et la protection contre la contamination à la tâche de production réelle.