1. Système de structure mécanique
Servant de colonne vertébrale au positionneur, ce système fournit un soutien et permet les mouvements. Les éléments clés sont les suivants :
- Base :
La fondation de la machine, généralement constituée de plaques d'acier soudées à haute résistance ayant subi un recuit de détente. Elle assure la stabilité et la rigidité de la structure, minimisant les vibrations et les déformations sous de lourdes charges. Des trous de boulons d'ancrage sont prévus pour fixer solidement l'appareil au sol. - Mécanisme de rotation :
Permet une rotation horizontale continue de 360° de la table de travail. Il se compose d'une grande couronne d'orientation (roulement de la table tournante) associée à un système d'entraînement - tel qu'un moteur et un réducteur - pour assurer une rotation régulière, précise et à vitesse variable. - Mécanisme de basculement :
Permet à la table de travail de s'incliner dans une plage verticale, généralement de 0° à 135° ou ±180°. Les configurations les plus courantes sont les suivantes :- Positionneur en L :
Le modèle le plus courant, avec une colonne verticale et un axe d'inclinaison horizontal ressemblant à la lettre "L". - Positionneur en U :
Utilise deux bras de support pour une meilleure rigidité, idéal pour la manipulation de pièces longues. - Entraînement par basculement :
Alimenté par un servomoteur ou un moteur à fréquence variable couplé à un réducteur de précision, il fournit un couple élevé pour un basculement stable.
- Positionneur en L :
- Table de travail :
La surface qui maintient directement la pièce à usiner. Elle est souvent équipée de rainures en T, de trous de montage ou d'interfaces de serrage rapide pour faciliter le montage sûr et flexible de gabarits, de montages ou de la pièce elle-même.
2. Système d'alimentation et d'entraînement
Ce système agit comme les muscles et les articulations du positionneur, en fournissant la force nécessaire au mouvement. Il comprend
- Moteur d'entraînement :
On utilise couramment des servomoteurs pour les applications de haute précision et l'intégration robotique, ou des moteurs à fréquence variable pour un fonctionnement rentable à vitesse réglable dans des environnements moins exigeants. - Réducteur :
Relié à l'arbre de sortie du moteur, il réduit la vitesse et augmente le couple pour supporter de lourdes charges. Les réducteurs planétaires de précision et les réducteurs à vis sans fin sont largement utilisés. - Système de freinage :
Généralement un frein moteur intégré (frein de maintien) qui bloque l'arbre lorsque l'alimentation est coupée ou que le système est à l'arrêt, empêchant tout mouvement involontaire et garantissant la sécurité.
3. Système de contrôle
En tant que centre d'intelligence du positionneur, le système de contrôle commande et coordonne les mouvements, jouant ainsi un rôle essentiel dans l'automatisation :
- Unité de contrôle :
Un automate ou un microcontrôleur traite les commandes d'entrée, effectue des opérations logiques et envoie des signaux aux variateurs. - Conducteurs :
Les servomoteurs ou les variateurs traduisent les signaux de commande en ordres précis pour le moteur en ce qui concerne la vitesse, la direction et le couple. - Interface homme-machine (IHM) :
Il s'agit généralement d'un écran tactile ou d'un boîtier avec des boutons et des molettes, qui permet à l'opérateur de régler des paramètres tels que la vitesse, l'angle et le nombre de rotations, et de contrôler manuellement les mouvements. - Interface E/S :
Permet la communication avec des dispositifs externes tels que des robots de soudage, des sources d'énergie et des capteurs. Cela permet de synchroniser les opérations, par exemple en démarrant la rotation sur le signal d'un robot ou en déclenchant la soudeuse à des angles spécifiques.
4. Outillage et fixation
Bien qu'il soit souvent ajouté sur mesure, l'outillage est essentiel pour adapter le positionneur à des pièces spécifiques. Conçus en fonction de la géométrie de la pièce et des exigences de soudage, ces dispositifs permettent un positionnement rapide, précis et sûr, ce qui réduit considérablement le temps d'installation et améliore la productivité.
Résumé et lignes directrices pour la sélection
Un positionneur de soudure est un système mécatronique intégré conçu pour un positionnement précis et répétable des pièces à usiner. Lors de la sélection d'un modèle approprié, il convient de tenir compte des paramètres suivants, qui découlent directement des capacités des composants décrits ci-dessus :
- Capacité de charge :
Le poids maximal (en kg ou en tonnes) que la table de travail peut supporter en son centre - le paramètre le plus critique. - Taille de la table de travail :
Le diamètre ou la surface effective de la table de travail. - Plage d'inclinaison :
Généralement 0-135° ; les modèles avancés offrent ±180°. - Vitesse de rotation et d'inclinaison :
Réglable en continu, de 0,01 RPM à plus de 1,5 RPM. - Répétabilité du positionnement :
Particulièrement important pour le soudage robotisé, souvent aussi précis que ±0,1 mm ou ±plusieurs secondes d'arc. - Contrôle et connectivité :
Prise en charge des protocoles de communication (par exemple, EtherCAT, Profinet, E/S numériques) pour l'intégration avec des robots et d'autres équipements de soudage.
