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UNmodule linéaire de courroie de distributionest largement utilisé dans les applications d'automatisation industrielle qui nécessitent une vitesse de déplacement élevée, une course longue, une accélération rapide et des mouvements alternatifs fréquents. Cependant, la sélection du bon module nécessite plus que simplement faire correspondre la charge utile et la longueur de course. Les ingénieurs doivent également évaluer la vitesse, l'accélération, la précision du positionnement, la direction d'installation, les moments de charge, la puissance du moteur, l'environnement d'exploitation et le cycle de service.
Un sous-dimensionnémodule de courroie de distributionpeut subir une tension excessive de la courroie, des vibrations, des erreurs de positionnement, une usure prématurée des roulements ou une surcharge du moteur. Un module surdimensionné peut augmenter le coût de l'équipement, la masse en mouvement, l'espace d'installation et la consommation d'énergie sans apporter d'avantages significatifs en termes de performances.
Ceci est completguide de sélection du module linéaire de courroie de distributionexplique les principaux facteurs techniques impliqués dans le choix et le dimensionnement d'un entraînement par courroieactionneur linéaire. Il fournit également un processus de sélection pratique et une liste de contrôle pour les machines d'emballage, les systèmes de prélèvement et de placement, les équipements de manutention, les chaînes d'assemblage électronique, les systèmes d'inspection par vision, l'automatisation logistique etplateformes de mouvement multi-axes.
Comprendre l'application avant de sélectionner un module
La première étape dans la courroie de distributionmodule linéaireLa sélection consiste à définir les exigences réelles de l'application. Un module ne doit pas être sélectionné uniquement en fonction de la charge utile maximale répertoriée dans un catalogue de produits. Les conditions de fonctionnement de la machine complète doivent être prises en compte.
Avant de comparer les modèles de modules, collectez les informations suivantes :
- Charge utile de la pièce, du montage et du chariot
- Course efficace requise
- Vitesse de déplacement maximale
- Accélération et décélération requises
- Temps de cycle cible
- Exigences de précision et de répétabilité du positionnement
- Installation horizontale, verticale, inclinée ou murale
- Position du centre de charge et distance en surplomb
- Forces externes agissant sur le chariot
- Heures de fonctionnement et cycle de service
- Espace d'installation disponible
- Type de moteur et de contrôleur
- Exigences en matière de température, de poussière, d’humidité et de salle blanche
Ces paramètres constituent la base de l’ensemble du processus de sélection. Si des données critiques manquent, le module sélectionné peut ne pas fonctionner de manière fiable dans des conditions de fonctionnement réelles.
Déterminer la charge mobile totale
La capacité de charge est l'un des paramètres les plus importants lors de la sélection d'un module linéaire de courroie de distribution. La charge mobile totale comprend tout ce qui est transporté par le chariot mobile, et pas seulement le produit transporté.
La masse totale en mouvement peut comprendre :
- Pièce ou produit
- Pince, ventouse ou effecteur final
- Plaque de montage
- Outillage et accessoires
- Câbles, chaînes porte-câbles et tubes pneumatiques
- Axes linéaires supplémentaires montés sur le chariot
- Capteurs, caméras, distributeurs ou têtes de traitement
Par exemple, si la pièce pèse 12 kg, le dispositif pèse 5 kg, la pince pèse 3 kg et la chaîne porte-câbles contribue à une charge mobile équivalente de 2 kg, la charge mobile totale est de 22 kg au lieu de 12 kg.
Un facteur de sécurité doit être appliqué pour tenir compte des forces d'accélération, des variations de fonctionnement, des charges d'impact et des modifications de conception futures. Pour des applications horizontales stables, une marge de sécurité modérée peut suffire. Pour les accélérations élevées, les installations verticales, les cycles démarrage-arrêt fréquents ou les applications sujettes aux chocs, un facteur de sécurité plus élevé doit être utilisé.
La charge utile du catalogue ne doit jamais être considérée comme la seule limite de sélection. Les ingénieurs doivent également vérifier les moments de charge admissibles et les conditions de fonctionnement dynamiques.
Vérifiez les moments de charge admissibles
Un chariot de module de courroie de distribution est souvent soumis à plus qu'une charge directe vers le bas. Lorsque le centre de charge est éloigné du centre du chariot, le module subit une charge de moment.
Les trois directions courantes des moments sont :
- Moment de pitch :la charge fait basculer le chariot vers l'avant ou vers l'arrière
- Moment de lacet :la charge fait tourner le chariot horizontalement
- Moment de roulement :la charge fait tourner le chariot dans le sens du déplacement
Le moment de charge est lié à la fois à la force de charge et à la distance en porte-à-faux. Une charge utile relativement légère peut néanmoins créer un moment important si elle est montée loin du centre du chariot.
Comme principe de base :
Moment de charge = Force de charge × Distance du centre du chariot
Lors de la sélection d'un module, comparez le moment calculé avec les moments nominaux statiques et dynamiques autorisés par le fabricant. Une marge de sécurité suffisante doit être maintenue, en particulier dans les applications à grande vitesse.
Si le moment de charge est trop élevé, les solutions possibles incluent :
- Sélection d'un module plus grand avec un rail de guidage plus large
- Utilisation d'un chariot plus long ou d'une configuration à double chariot
- Réduire la distance en surplomb
- Rapprocher le centre de charge du système de guidage
- Utilisation de deux modules parallèles
- Ajout d'un guide de support externe
Sélectionnez la longueur de course requise
La course spécifiée doit inclure une distance supérieure à la distance entre les deux positions de travail. Une course supplémentaire est généralement requise pour l'accélération, la décélération, le jeu mécanique, le réglage du capteur et les tolérances d'installation.
La course du module requise peut inclure :
- Déplacement de processus efficace
- Espace de chargement et de déchargement des pièces
- Distance d'accélération et de décélération
- Marge de sécurité en fin de course
- Capteur d'accueil et espace du capteur limite
- Dimensions de l'outil ou du dispositif
- Allocation pour ajustement futur du processus
Par exemple, si le processus nécessite une course effective de 1 500 mm, la sélection d'un module avec une course exactement de 1 500 mm peut ne pas fournir suffisamment de mouvement utilisable. La course réelle requise peut être de 1 600 mm ou plus une fois les dégagements de sécurité inclus.
Les modules linéaires à courroie dentée sont particulièrement adaptés aux applications à course longue car ils ne sont pas limités par la vitesse de rotation critique d'une vis à billes longue. Cependant, les modules très longs nécessitent une évaluation minutieuse de la tension de la courroie, de la rigidité du profilé en aluminium, du support du rail de guidage, de la rectitude de l'installation et des vibrations.
Calculer la vitesse requise
La vitesse maximale doit être calculée en fonction de la distance parcourue et de la durée du cycle plutôt qu'estimée subjectivement. Le module doit effectuer l'accélération, le déplacement à vitesse constante et la décélération dans le temps de mouvement disponible.
Pour les courses courtes, le module peut ne jamais atteindre sa vitesse maximale catalogue car la majeure partie de la course est utilisée pour l'accélération et la décélération. Dans ces cas, la capacité d’accélération a une plus grande influence sur le temps de cycle que la vitesse maximale.
Lors de la détermination de la vitesse requise, tenez compte de :
- Distance de déplacement effective
- Temps de déplacement requis
- Temps d'accélération et de décélération
- Masse de charge
- Temps de stabilisation après arrêt
- Réponse du système de contrôle
- Vibration maximale admissible
Le module sélectionné doit avoir une vitesse nominale maximale supérieure à la vitesse de fonctionnement réelle. Un fonctionnement continu à la limite mécanique absolue peut réduire la durée de vie et augmenter le bruit, les vibrations et l'usure des courroies.
Évaluer l'accélération et la décélération
L’accélération est un facteur critique dans les applications de prélèvement et de placement à grande vitesse, de tri, d’emballage et d’assemblage électronique. Une accélération plus élevée peut raccourcir le temps de cycle, mais elle augmente également la force d'inertie.
La relation de base est la suivante :
Force d'inertie = Masse en mouvement × Accélération
À mesure que l'accélération augmente, la courroie de distribution, la poulie, le chariot, les blocs de guidage, les roulements, le moteur et la structure de montage doivent résister à des forces dynamiques plus importantes.
Une accélération excessive peut provoquer :
- Déformation des dents de la courroie ou saut de la courroie
- Vibrations du chariot
- Alarmes de surcharge moteur
- Répétabilité de positionnement réduite
- Attaches desserrées
- Usure prématurée du bloc de guidage
- Temps de stabilisation plus long
L'accélération et la décélération doivent être sélectionnées en fonction de la charge utile réelle et de la rigidité mécanique du système. Les profils de mouvement fluides en forme de S sont souvent préférés aux changements d'accélération brusques, car ils réduisent les chocs mécaniques et les vibrations.
Définir la précision requise
Les modules de courroie de distribution sont normalement sélectionnés pour un mouvement à grande vitesse et à longue course plutôt que pour un positionnement ultra-précis. Il est donc important de faire la distinction entre la précision du positionnement, la répétabilité et la résolution du moteur.
Précision de positionnement
La précision du positionnement décrit la distance à laquelle le chariot atteint la position absolue commandée sur toute la course. Cela peut être influencé par l'élasticité de la courroie, l'erreur de pas de la courroie, la précision de la poulie, la rectitude du profil, la précision du guidage, la variation de charge et l'étalonnage du système de contrôle.
Répétabilité
La répétabilité décrit la capacité du chariot à revenir à la même position de manière répétée dans les mêmes conditions de fonctionnement. De nombreux processus d'automatisation dépendent davantage de la répétabilité que de la précision absolue du positionnement.
Résolution du moteur
La résolution du moteur ou du codeur indique le plus petit incrément de commande théorique. Cela ne garantit pas que le système mécanique puisse atteindre le même niveau de précision de positionnement réel.
Pour des applications telles que l'emballage, le transfert de matériaux, le tri et le prélèvement et le placement en général, les modules de courroie dentée offrent souvent des performances suffisantes. Pour les opérations de traitement de semi-conducteurs, de mesure de précision, de micro-assemblage ou d'usinage nécessitant une précision absolue extrêmement élevée, une vis à billes ou un module de moteur linéaire peut être plus adapté.
Lors de l’évaluation de la précision, les ingénieurs doivent confirmer :
- Précision de positionnement absolue requise
- Répétabilité requise
- Temps de stabilisation autorisé
- Variation de charge pendant le fonctionnement
- Si un retour d’information externe sur la position est requis
- Si une compensation d'erreur est possible
Tenez compte de l'orientation de l'installation
Le sens d'installation affecte directement la charge, le couple moteur, les exigences de freinage et la conception de sécurité d'un module linéaire à courroie de distribution.
Installation horizontale
L'installation horizontale est la configuration la plus courante. Le moteur doit principalement surmonter l’inertie, la friction, la résistance des câbles et les forces externes du processus. La capacité de charge utile est généralement plus élevée que dans les applications verticales.
Installation verticale
Dans une installation verticale, le moteur doit résister en permanence à la gravité. Le couple d'entraînement requis est plus élevé et le système doit empêcher la charge de tomber en cas de panne de courant ou d'arrêt d'urgence.
Les applications verticales nécessitent normalement :
- Un servomoteur avec frein électromagnétique
- Une marge de sécurité suffisante en matière de couple moteur
- Accélération et décélération contrôlées
- Protection mécanique contre les chutes de charges
- Vérification minutieuse de la capacité de traction de la courroie
- Mesures de sécurité en cas d'arrêt d'urgence et de perte de puissance
Les modules de courroie de distribution peuvent être utilisés verticalement, mais ils doivent être sélectionnés de manière prudente. Les applications de levage vertical lourdes peuvent être mieux adaptées à un actionneur à vis à billes, un vérin électrique ou un système de levage à contrepoids.
Installation murale ou latérale
Les modules latéraux peuvent subir des moments de roulement et de tangage différents par rapport aux modules horizontaux. La charge admissible doit être vérifiée en fonction de la direction de montage réelle plutôt que d'utiliser uniquement la valeur de charge utile horizontale standard.
Installation inclinée
Un module incliné comporte des composantes de force horizontales et verticales. Le couple moteur et les exigences de freinage doivent être calculés en fonction de l'angle d'installation.
Sélectionnez le bon moteur
La sélection du moteur doit être effectuée en même temps que la sélection du module mécanique. Un module peut avoir une capacité de charge suffisante mais ne pas parvenir au mouvement requis si le moteur est sous-dimensionné.
Le moteur doit fournir un couple suffisant pour :
- Accélération de la masse en mouvement
- Surmonter les frictions
- Déplacer la charge contre la gravité
- Forces de processus externes
- Pertes de transmission par poulies et courroies
- Résistance de la chaîne porte-câbles
- Maintenir la vitesse requise
servomoteur
Les servomoteurs sont couramment utilisés lorsque l'application nécessite une vitesse élevée, une accélération élevée, un contrôle en boucle fermée, un positionnement précis et des changements fréquents du profil de mouvement. Un système d'asservissement est généralement préféré pour les modules de courroie de distribution industrielle.
Moteur pas à pas
Les moteurs pas à pas peuvent convenir aux applications à faible vitesse avec des charges modérées et des exigences de positionnement simples. Cependant, les systèmes pas à pas en boucle ouverte peuvent perdre leur position si le couple disponible est dépassé.
Marge de puissance et de couple du moteur
Le moteur ne doit pas fonctionner en continu à son couple maximum. Une marge de couple adéquate est nécessaire pour la variation de charge, les changements de friction, les pics d'accélération et le fonctionnement à long terme.
La sélection du moteur doit vérifier :
- Couple continu
- Couple maximal
- Vitesse de rotation maximale
- Inertie du rotor
- Rapport d'inertie de charge
- Exigence de freinage
- Résolution de l'encodeur
- Tension et courant du pilote
Vérifiez le rapport de poulie et la vitesse de la courroie
Le diamètre de la poulie et le rapport de transmission affectent la vitesse du chariot, la vitesse du moteur, la force de sortie et la résolution de positionnement. Une poulie d'entraînement plus grande produit un déplacement plus linéaire par tour de moteur, augmentant la vitesse mais réduisant la force motrice linéaire disponible pour le même couple moteur.
Une poulie plus petite augmente la force linéaire et la résolution, mais peut nécessiter une vitesse de moteur plus élevée pour atteindre la même vitesse du chariot.
La configuration de poulie sélectionnée doit garantir que :
- Le moteur ne dépasse pas sa vitesse nominale
- La courroie de distribution ne dépasse pas sa vitesse autorisée
- La force linéaire disponible est suffisante
- La poulie a suffisamment de dents en prise avec la courroie
- Le rayon de courbure de la courroie est acceptable
- La résolution de positionnement requise peut être obtenue
Évaluer le cycle de service et la fréquence de fonctionnement
Un module qui bouge occasionnellement a des exigences différentes d'un module fonctionnant en continu pendant plusieurs équipes. Le cycle de service affecte la température du moteur, la durée de vie des roulements, la fatigue de la courroie, les intervalles de lubrification et la durée de vie globale.
Les facteurs de fonctionnement importants comprennent :
- Cycles par minute
- Heures de fonctionnement par jour
- Nombre de jours ouvrables par an
- Fréquence d'accélération
- Charge moyenne et pointe
- Mouvement continu ou intermittent
- Temps passé à vitesse maximale
Pour les équipements de production à haute fréquence, le module doit être sélectionné avec une capacité mécanique et motrice supplémentaire. L'accessibilité pour la maintenance doit également être prise en compte lors de la conception de la machine.
Tenez compte de l’environnement opérationnel
Les conditions environnementales peuvent affecter considérablement la fiabilité d'un module de courroie de distribution. Les modules ouverts standard peuvent ne pas convenir aux environnements poussiéreux, humides, corrosifs, aux salles blanches ou à haute température.
Poussière et particules
La poussière peut pénétrer dans les zones des rails de guidage, des courroies et des poulies, augmentant ainsi l'usure et affectant la qualité du mouvement. Un module couvert ou entièrement fermé peut être nécessaire pour le travail du bois, l'emballage de poudre, les débris d'usinage ou des environnements similaires.
Humidité et corrosion
Les environnements humides ou soumis à des lavages peuvent nécessiter des fixations résistantes à la corrosion, des couvercles de protection, des roulements étanches et des traitements de surface spéciaux. Les composants standards en aluminium et en acier ne doivent pas être considérés comme adaptés à une exposition directe à l’eau.
Applications en salle blanche
Les applications en salle blanche nécessitent des matériaux à faible teneur en particules, une lubrification contrôlée, une réduction des débris d'usure et une gestion appropriée des câbles. Un module de courroie de distribution standard peut nécessiter une préparation spéciale en salle blanche.
Température
La température affecte le matériau de la courroie, la viscosité du lubrifiant, les performances du moteur et l'expansion du profil en aluminium. Les applications à haute ou basse température nécessitent des courroies, de la graisse, des joints et des capteurs compatibles.
Produits chimiques corrosifs
Les applications impliquant des produits chimiques, des acides, des solvants ou du brouillard salin peuvent nécessiter des composants en acier inoxydable, des revêtements protecteurs ou une isolation complète de l'environnement du processus.
Vérifier la rigidité du module et la surface de montage
Les performances d'un module linéaire à courroie crantée dépendent non seulement du module lui-même, mais également du châssis de la machine et de la surface de montage. Un module rigide installé sur une structure inégale ou flexible peut toujours subir des vibrations et des erreurs de positionnement.
La surface de montage doit être :
- Plat et droit
- Assez rigide pour supporter des charges dynamiques
- Exempt de torsion et de déformation locale
- Correctement aligné avec les axes connectés
- Equipé de points de fixation adaptés
Les modules à course longue peuvent nécessiter un support sur toute la longueur du profilé en aluminium. Les travées non soutenues peuvent provoquer une déflexion du profil, un désalignement des guides et des vibrations.
Lorsque deux modules sont utilisés en parallèle, un alignement minutieux est essentiel. Un mauvais parallélisme peut créer des contraintes internes, une usure inégale des guides et une charge moteur accrue.
Planifier la gestion des câbles et des conduites pneumatiques
Les câbles et les tubes pneumatiques créent une résistance supplémentaire et peuvent influencer la charge mobile réelle. Une chaîne porte-câbles doit être sélectionnée en fonction de la longueur de déplacement, du rayon de courbure, du taux de remplissage et de la vitesse de fonctionnement.
Une mauvaise gestion des câbles peut entraîner :
- Résistance instable pendant le mouvement
- Fatigue et rupture des câbles
- Pliage du tube pneumatique
- Vibration supplémentaire du chariot
- Interférence avec les capteurs ou les protections de la machine
La chaîne de câbles doit être incluse dans les calculs de charge et de moteur, en particulier pour les systèmes à longue course et à grande vitesse.
Choisissez la taille de module appropriée
Les fabricants proposent généralement des modules de courroie dentée dans plusieurs largeurs de profil et tailles de guidage. Un module plus grand offre généralement une capacité de charge plus élevée, une résistance au moment plus élevée et une plus grande rigidité, mais il augmente également le coût, le poids et l'espace d'installation.
La taille du module doit être sélectionnée en fonction de :
- Charge totale de déplacement
- Moment de charge
- Course requise
- Vitesse et accélération
- Sens de pose
- Rigidité requise
- Taille du moteur
- Espace machine disponible
Ne sélectionnez pas automatiquement le plus petit module répondant à la charge utile nominale. Un modèle légèrement plus grand peut offrir une meilleure rigidité, une durée de vie plus longue et des performances plus stables dans les applications exigeantes.
Modules à chariot simple, à chariot double ou parallèles
Un module standard à chariot unique convient lorsque la charge est compacte et centrée. D'autres configurations peuvent être nécessaires pour des luminaires plus grands ou des charges de moment élevées.
Configuration à double chariot
Deux chariots sur un module augmentent la longueur du support et améliorent la résistance aux moments de tangage, de lacet et de roulis. La distance entre les chariots doit être choisie en fonction des dimensions des fixations et de la répartition des charges.
Configuration du module parallèle
Deux modules synchronisés peuvent supporter de larges plates-formes, des poutres de portique ou des luminaires lourds. Les modules parallèles nécessitent un alignement mécanique précis et un contrôle moteur synchronisé.
Configuration multi-axes
Les modules de courroie de distribution peuvent être combinés en systèmes XY, XZ, XYZ et portique. Lorsqu'un module porte un autre axe, le poids total de l'axe supérieur, du moteur, des câbles, de l'outillage et de la charge utile doit être inclus dans le calcul de la charge de l'axe inférieur.
Comparez les modules de courroie de distribution avec d'autres types d'entraînement
Un module de courroie de distribution n'est pas le meilleur choix pour chaque application. Le système d'entraînement doit être sélectionné en fonction de la principale priorité de performance.
| Type de lecteur | Principaux avantages | Limites typiques | Applications appropriées |
|---|---|---|---|
| Courroie de distribution | Vitesse élevée, course longue, faible masse mobile et rentabilité | Précision absolue et rigidité inférieures à celles des systèmes à vis de précision | Emballage, transfert, tri, pick and place et logistique |
| Vis à billes | Haute précision, haute rigidité et forte poussée | La vitesse et la course peuvent être limitées par la longueur de la vis et la vitesse critique | Assemblage de précision, usinage, tests et positionnement |
| Crémaillère | Course très longue, charge élevée et forte capacité de transmission | Le contrôle du jeu et la lubrification nécessitent une conception soignée | Grands portiques, manutentions lourdes et longues lignes de production |
| Moteur linéaire | Vitesse, accélération et précision d'entraînement direct très élevées | Coûts plus élevés, génération de chaleur et exigences de contrôle plus exigeantes | Semi-conducteurs, électronique, inspection à grande vitesse et automatisation de précision |
Erreurs courantes de sélection du module de courroie de distribution
Sélection uniquement par charge utile
Un module peut supporter la masse indiquée mais échouer en raison d'un moment de charge, d'une force d'accélération ou d'une distance en porte-à-faux excessifs.
Ignorer le poids des luminaires et des câbles
La pièce à usiner n'est qu'une partie de la masse en mouvement. L'outillage, les plaques de montage, les chaînes porte-câbles et les axes supérieurs doivent également être inclus.
Utilisation de la vitesse maximale du catalogue comme vitesse de fonctionnement
Un fonctionnement continu proche de la limite mécanique peut augmenter les vibrations, la chaleur, le bruit et l'usure.
Ignorer les exigences de sécurité verticales
Les axes verticaux nécessitent un freinage, une protection contre les chutes et un couple de maintien suffisant.
Confondre répétabilité et précision absolue
Un module peut revenir systématiquement à la même position tout en présentant toujours une erreur de position absolue sur toute la course.
Ignorer les moments de charge
Une charge légère mais fortement suspendue peut dépasser la capacité de moment du système de guidage.
Sous-dimensionner le moteur
Un module mécaniquement adapté ne peut pas atteindre l'accélération requise si le moteur manque de couple maximal.
Ignorer la structure de montage
Un châssis de machine inégal ou flexible peut réduire les performances même d'un module correctement sélectionné.
Processus de sélection du module de courroie de distribution étape par étape
- Définissez la tâche de mouvement :Identifiez la direction du mouvement, le déplacement effectif et le cycle de la machine.
- Calculez la charge totale de déplacement :Incluez la pièce à usiner, l'outillage, le montage, les câbles et les axes supplémentaires.
- Déterminez les moments de charge :Calculez les moments de tangage, de lacet et de roulis provoqués par les charges décalées.
- Confirmez le trait requis :Ajoutez les dégagements de sécurité, l'espace du capteur et la distance d'accélération.
- Fixez des objectifs de vitesse et d’accélération :Calculez-les à partir du temps de cycle requis.
- Définir les exigences de précision :Précision de positionnement, répétabilité et résolution séparées.
- Confirmez l'orientation d'installation :Montage horizontal, vertical, incliné ou latéral.
- Évaluer les conditions environnementales :Poussière, humidité, niveau de salle blanche, température et corrosion.
- Sélectionnez la taille du module :Vérifiez la charge utile, la capacité de moment, la rigidité et la disponibilité de la course.
- Sélectionnez le rapport moteur et poulie :Vérifiez le couple continu, le couple maximal, la vitesse et l'inertie.
- Vérifiez la durée de vie et le cycle de service :Tenez compte des heures d’ouverture et de la fréquence des mouvements.
- Vérifiez les exigences d'installation :Confirmez la planéité du montage, l'alignement et la gestion des câbles.
- Appliquer une marge de sécurité :Évitez de fonctionner en continu aux limites du catalogue.
- Confirmez la configuration finale :Examinez le module, le moteur, le contrôleur, les capteurs, le frein et les accessoires comme un système complet.
Liste de contrôle de sélection du module linéaire de courroie de distribution
- Quelle est la masse totale en mouvement ?
- Où se trouve le centre de distribution ?
- Quels sont les moments de tangage, de lacet et de roulis ?
- Quel coup efficace est nécessaire ?
- Quel déplacement de sécurité supplémentaire est nécessaire ?
- Quelle est la vitesse maximale requise ?
- Quelles accélérations et décélérations sont nécessaires ?
- Quel est le temps de cycle cible ?
- Quelle précision de positionnement est requise ?
- Quelle répétabilité est requise ?
- Le module est-il installé horizontalement ou verticalement ?
- L'axe vertical nécessite-t-il un frein moteur ?
- Quelles forces de processus externes agissent sur le chariot ?
- Combien de cycles le module effectuera-t-il par jour ?
- L’environnement est-il poussiéreux, humide, corrosif ou contrôlé en salle blanche ?
- La surface de montage est-elle suffisamment plate et rigide ?
- Les chaînes porte-câbles et les tubes pneumatiques sont-ils inclus dans le calcul ?
- Le moteur fournit-il un couple continu et maximal suffisant ?
- La vitesse du moteur correspond-elle au rapport de poulie ?
- Une configuration à chariot simple, à chariot double ou à axes parallèles est-elle requise ?
- Une capacité adéquate est-elle réservée pour les changements futurs ?
Exemple de sélection de module de courroie de distribution
Envisagez une application de manutention avec les exigences suivantes :
- Poids de la pièce : 18 kg
- Poids du support et de la pince : 7 kg
- Charge mobile équivalente à la chaîne porte-câbles : 3 kg
- Course effective : 2 000 mm
- Vitesse maximale : 1 500 mm/s
- Accélération : 4 m/s²
- Pose horizontale
- Exigence de précision de positionnement modérée
- Fonctionnement continu en deux équipes
La charge mobile totale est d'au moins 28 kg avant application d'un facteur de sécurité. L'ingénieur doit ensuite calculer la force d'inertie générée lors de l'accélération, vérifier les valeurs du centre de charge et du moment, ajouter des jeux d'extrémité à la course effective et sélectionner un module avec une capacité dynamique suffisante.
Le moteur doit être capable d'accélérer l'ensemble de la masse en mouvement tout en surmontant la friction et la résistance de la chaîne porte-câbles. Étant donné que l'application fonctionne sur deux équipes, le module ne doit pas être sélectionné à ses limites absolues de charge et de vitesse. Un profil ou une taille de guide plus grande peut offrir une meilleure fiabilité et une durée de vie plus longue.
Foire aux questions
Quel est le facteur le plus important lors de la sélection d’un module linéaire de courroie de distribution ?
Aucun paramètre à lui seul n’est suffisant. La charge mobile totale, le moment de charge, la course, la vitesse, l'accélération, la précision et l'orientation de l'installation doivent être évalués ensemble.
Un module de courroie de distribution peut-il être utilisé pour le levage vertical ?
Oui, mais le moteur doit vaincre la gravité et doit normalement comporter un frein. La capacité de la ceinture, le couple de maintien et les mesures de protection contre les chutes doivent également être vérifiés.
Quelle marge de sécurité faut-il réserver ?
La marge requise dépend de l'accélération, du cycle de service, de l'impact, du sens d'installation et des conditions environnementales. Les applications haute fréquence ou verticales nécessitent généralement une marge plus grande que les applications horizontales stables.
La charge utile maximale du catalogue est-elle valable à la vitesse maximale ?
Pas nécessairement. Les limites du catalogue peuvent être spécifiées dans des conditions de test particulières. La charge utile, la vitesse, l'accélération et les moments de charge doivent être évalués comme une condition de fonctionnement combinée.
Les modules de courroie de distribution sont-ils adaptés au positionnement de précision ?
Ils offrent une bonne répétabilité pour de nombreuses tâches d'automatisation industrielle, mais ils sont généralement moins adaptés que les modules à vis à billes ou à moteur linéaire pour une précision de positionnement absolue ultra élevée.
Comment sélectionner la taille du moteur ?
Calculez le couple requis pour l'accélération, la friction, la gravité et les forces externes. Vérifiez ensuite le couple continu, le couple maximal, la vitesse maximale, le rapport d'inertie de la charge et les exigences en matière de freinage.
Quand faut-il utiliser deux voitures ?
Deux chariots sont utiles lorsque le luminaire est long, que la charge est fortement décalée ou que l'application génère des moments de tangage, de lacet ou de roulis importants.
Conclusion
La sélection du bon module linéaire de courroie de distribution nécessite une évaluation systématique du système de mouvement complet. La charge utile et la course ne sont que les points de départ. La vitesse, l'accélération, les moments de charge, le sens d'installation, la précision, le couple moteur, le rapport cyclique, les conditions environnementales et la rigidité de montage affectent tous les performances finales et la durée de vie du module.
Un module de courroie de distribution correctement sélectionné fournit un mouvement linéaire rapide, stable et rentable pour les machines d'emballage, la manutention, le pick and place, l'assemblage électronique, l'inspection visuelle, l'automatisation logistique et les systèmes multi-axes. En calculant les conditions de fonctionnement réelles, en appliquant des marges de sécurité appropriées et en vérifiant le module et le moteur comme un seul système intégré, les ingénieurs peuvent réduire les risques de sélection et obtenir un fonctionnement fiable à long terme.
