La lenteur du positionnement, le bruit élevé et la courte durée de vie sont autant d'inconvénients pour les systèmes de mouvement obsolètes, qui nuisent à la productivité. Les axes linéaires à courroie crantée résolvent ce problème grâce à leur vitesse, leur silence et leur fiabilité. Découvrez comment.
Les axes linéaires avec entraînement par courroie crantée offrent une commande de mouvement rapide, précise et nécessitant peu d'entretien. Ces systèmes sont idéaux pour les tâches d'automatisation nécessitant de longues courses, une précision constante et un fonctionnement souple.
Découvrez ci-dessous leur conception, leurs avantages et leur compatibilité avec les moteurs.
Avantages des essieux à courroie dentée
Axes de courroies dentées offrent plusieurs avantages significatifs pour les applications industrielles modernes, en particulier lorsque la vitesse, la longueur de course et la rentabilité sont des préoccupations majeures.
1. Vitesse et accélération élevées
Contrairement aux systèmes à vis, les axes à courroie crantée peuvent atteindre des vitesses beaucoup plus élevées - souvent supérieures à 5 m/s - et offrir une accélération rapide sans compromettre la stabilité. Ils sont donc idéaux pour les systèmes de prise et de dépose, les lignes d'emballage et les tâches de transport rapide.
2. Capacité de longue course
Les axes linéaires à entraînement par courroie crantée permettent de grandes longueurs de déplacement (parfois plus de 6 mètres) sans perte de précision. Contrairement aux installations à vis à billes, qui sont limitées par la déflexion et le fouettement de la vis, les axes à courroie crantée sont beaucoup plus évolutifs à cet égard.
3. Peu d'entretien et fonctionnement propre
Grâce à un nombre réduit de pièces mobiles et à l'absence de roulements à billes, ces systèmes ne nécessitent qu'un minimum d'entretien. Les courroies sont autolubrifiantes et fonctionnent proprement, ce qui les rend adaptées à des industries telles que le secteur médical, l'industrie alimentaire et les semi-conducteurs.
4. Répétabilité et précision élevées
Bien qu'elles ne soient pas basées sur le contact comme les vis, les courroies dentées de haute qualité combinées à des guidages linéaires peuvent encore atteindre une répétabilité de ±0,05 mm, idéale pour la plupart des tâches d'automatisation.
5. Fonctionnement silencieux et régulier
Le mécanisme de la courroie crantée élimine les frottements métalliques, ce qui produit moins de vibrations et des niveaux de bruit nettement inférieurs à ceux des systèmes à chaîne ou à engrenages.
6. Rentabilité
Avec moins de composants et un assemblage plus simple, les axes linéaires à courroies crantées offrent un coût global inférieur, tant en termes d'investissement initial que de maintenance au fil du temps.
En résumé, les essieux à courroie crantée offrent un équilibre entre performance, accessibilité et flexibilité, ce qui est idéal pour un large éventail de défis en matière d'automatisation.
Structure d'un axe de courroie crantée
Comprendre l'anatomie d'un axe à courroie crantée est essentiel pour une intégration efficace du système. La conception intègre de multiples éléments pour permettre un mouvement linéaire précis et fiable.
1. Courroie dentée
L'élément central de la transmission est la courroie, généralement fabriquée en polyuréthane renforcé par des fibres à haute résistance telles que l'acier ou le kevlar. Ses dents s'engagent avec précision dans la poulie d'entraînement pour éliminer le glissement et assurer la synchronisation des mouvements.
2. Poulies et arbres
L'une des extrémités de l'axe comporte une poulie d'entraînement reliée à l'arbre du moteur, tandis que l'extrémité opposée comporte une poulie de renvoi destinée à maintenir la tension de la courroie. Les deux poulies sont supportées par des roulements de précision afin de réduire la résistance à la rotation.
3. Guidages linéaires
Montés parallèlement à la courroie, les guides linéaires garantissent que le chariot se déplace en douceur et reste aligné. Ces guides offrent une grande rigidité et un faible frottement, ce qui garantit la précision et le maintien sous charge.
4. Chariot/plate-forme coulissante
Fixé à la partie mobile de la bande, le chariot transporte des outils ou des charges utiles. Sa conception varie en fonction des exigences de charge et peut intégrer des trous taraudés, des capteurs ou des couvercles de protection.
5. Support et accouplement du moteur
Le moteur est relié à la poulie d'entraînement par l'intermédiaire d'une bride ou d'un support intégré. Le choix entre un moteur pas à pas et un servomoteur dépend de la vitesse, du couple et de la précision nécessaires.
6. Profil de base et logement
Le profilé en aluminium ou en acier fournit un support structurel, assurant la rigidité et protégeant les composants internes. Des options de cadres scellés ou ouverts existent en fonction des conditions environnementales.
Cette structure modulaire permet de personnaliser facilement la longueur de course, la taille du chariot et la configuration du moteur pour répondre aux divers besoins industriels.
Exemples d'application avec les axes de courroies dentées
Les axes linéaires à courroie crantée sont utilisés dans un grand nombre d'industries en raison de leur flexibilité, de leur capacité de longue course et de leur excellent rapport coût/performance.
1. Automatisation de l'emballage
Les mouvements rapides et répétitifs dans les systèmes d'emballage verticaux et horizontaux bénéficient de la vitesse élevée et de la longue portée des axes à courroie crantée. Par exemple, les cartonneuses, les applicateurs d'étiquettes et les palettiseurs s'appuient sur ces axes pour la précision de leur positionnement.
2. Assemblage électronique
Dans les lignes d'assemblage de circuits imprimés et de composants, les axes linéaires permettent de positionner avec précision les têtes de soudage, les convoyeurs et les caméras. Leur fonctionnement silencieux et leur compatibilité avec les environnements propres sont particulièrement utiles.
3. Équipements médicaux et pharmaceutiques
Les applications telles que l'imagerie diagnostique, la manipulation d'échantillons et la distribution automatisée de médicaments bénéficient du fonctionnement souple et sans particules des axes à courroie crantée, en particulier dans les salles blanches.
4. Gravure et découpe au laser
Ces machines exigent un balayage à grande vitesse et un positionnement précis, ce que les systèmes à courroie crantée permettent de faire en toute fiabilité. Les chariots légers assurent une accélération et une décélération rapides pour des résultats nets et détaillés.
5. Impression 3D et fraisage CNC
De nombreuses imprimantes 3D de moyen à grand format et des fraiseuses CNC légères utilisent des systèmes à courroie crantée en raison de leur rentabilité et de leur capacité à gérer de longs lits d'impression sans vibration ni jeu.
6. Fabrication de panneaux photovoltaïques et d'écrans à cristaux liquides
Le transport de matériaux délicats sur de longues distances nécessite une manipulation précise et sans contact. Les axes des courroies crantées assurent un mouvement régulier tout en réduisant les contraintes mécaniques sur les composants sensibles.
Ces exemples démontrent la large applicabilité des axes linéaires à courroie crantée dans des secteurs qui privilégient la fiabilité, le silence et la rentabilité.
Quels moteurs puis-je connecter aux axes de la courroie crantée ?
Les axes linéaires à courroie crantée sont très adaptables en termes d'intégration de moteurs. En fonction de la complexité de l'application, différents types de moteurs peuvent être connectés :
1. Moteurs pas à pas
Couramment utilisés dans les systèmes d'entrée de gamme ou à budget limité, les moteurs pas à pas offrent un mouvement fiable avec des schémas de commande simples. Ils fonctionnent bien dans les applications où la précision et le couple ne sont pas essentiels, comme les machines légères de prise et de dépose ou les stations d'étiquetage.
2. Servomoteurs
Pour les applications exigeant une grande précision, des performances dynamiques ou des variations de charge, les servomoteurs sont le meilleur choix. Ils permettent un contrôle en boucle fermée, offrent un couple élevé à la vitesse et prennent en charge des fonctions telles que le retour d'information du codeur et l'autoréglage.
3. Unités motrices intégrées
Certains systèmes compacts bénéficient de moteurs intégrés qui combinent le contrôleur, le pilote et le moteur en une seule unité. Ces moteurs simplifient le câblage, réduisent l'encombrement du panneau et diminuent les coûts globaux du système.
4. Intégration de la boîte de vitesses
Dans les cas nécessitant un couple plus important ou une vitesse réduite, des réducteurs planétaires ou droits peuvent être montés entre le moteur et la poulie. Cette solution est fréquente dans les applications à forte charge utile ou lorsque les moteurs doivent fonctionner à des vitesses constantes.
5. Configurations multiaxes
Les axes à courroie crantée peuvent également être combinés dans des configurations de portique (X-Y ou X-Y-Z) alimentées par des entraînements motorisés synchronisés. Cette configuration est largement utilisée dans les défonceuses CNC, les découpeurs plasma et les systèmes d'essai automatisés.
Lors de la sélection d'un moteur pour votre axe à courroie crantée, tenez compte de la vitesse, de l'accélération, de la charge, de la précision de positionnement et du matériel de commande disponible.
Résumé
Les axes linéaires à courroie crantée offrent des solutions de mouvement rapides, fiables et évolutives, parfaites pour l'automatisation à grande vitesse et les applications industrielles à grand débattement.Pour toute question complémentaire, veuillez contacter [email protected]
