Dossier Le positionnement - festo- · PDF fileLe positionnement d’entraînements...

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  • Dossier

    Le positionnement

    Festo Belgium sa

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    BE-1030 Bruxelles

    Tel.: +32 2 702 32 39

    Info_be@festo.com www.festo.com

  • Le positionnement dentranements pneumatiques La plupart des vrins pneumatiques servent positionner des pices usiner ou actionner des pices mcaniques.

    Le nombre de positions atteindre avec exactitude que nous voulons obtenir peut varier d'une position fixe, si cela concerne le positionnement de pices usiner, jusqu' un nombre illimit de positions programmer librement si nous voulons, par exemple, actionner un automate de palettisation.

    Nous parlerons dans ce dossier des solutions les plus utilises qui permettent le positionnement des pices usiner ou les pices de machine actionner.

    Bonne lecture

    Dossier Positionnement - 2

  • Introduction Quand et quel systme appliquer ? On peut positionner une pice mcanique actionne pneumatiquement de deux manires : Mcaniquement en utilisant la position de fin

    de course mcanique du vrin. Par technique de commande en bloquant le

    vrin l'aide de distributeurs traditionnels ou par servopneumatique en appliquant un circuit de rgulation avec un servodistributeur.

    Il est important d'utiliser, dans chaque application, le systme le mieux adapt l'application. Lorsquon veut positionner un vrin, on doit se poser deux questions essentielles : Combien de positions veut-on atteindre ? Quelle prcision attend-on ? Le nombre de positions Le nombre de positions est le facteur le plus important pour dterminer de quelle manire on va utiliser le positionnement. En utilisant des vrins adapts on peut obtenir,

    d'une manire trs simple, jusqu' 6 positions fixes l'aide d'un positionnement mcanique.

    Des vrins sans tige ou des vrins avec tige traversante peuvent obtenir par technique de commande, d'une manire trs simple, diffrentes positions intermdiaires fixes.

    Avec un systme de positionnement servopneumatique, on peut obtenir un nombre infini de positions programmables par l'application d'une boucle de rgulation servopneumatique.

    La prcision Lorsque nous parlons de prcision dans ce dossier, il faut distinguer deux formes de prcision particulire. La tolrance mcanique Celle-ci est dtermine par la plage de tolrance autorise sur les vrins. Ci-dessous (Fig. 1), nous donnons l'cart maximum autoris selon la norme ISO sur la course d'un vrin normalis.

    Fig. 1 Si nous achetons un vrin normalis d'un diamtre de 32 mm et d'une course de 200 mm, la course mcanique relle se situera entre les 200 et 202 mm. Il peut tre important de tenir compte de cette erreur de tolrance.

    Dossier Positionnement - 3

  • La prcision de positionnement Ceci est la prcision quon peut obtenir si on positionne un vrin par une technique de commande approprie. La prcision de positionnement peut varier de 0,1 mm quelques centimtres en fonction de la commande pneumatique utilise, de la masse dplacer et de la vitesse du vrin.

    Dossier Positionnement - 4

  • Positionnement mcanique Examinons un instant comment nous pouvons positionner mcaniquement de manire simple. En fonction du nombre de positions atteindre il faudra utiliser dautres composants

    Une seule position prcise Parfois ce nest pas la position du vrin mais la position de blocage dune pice qui est importante. En dautres termes nous voulons maintenir une pice un emplacement bien prcis.

    Le vrin bloqueur Le blocage sur une position bien dtermine peut se raliser en utilisant un vrin bloqueur. Le but de ces vrins est de bloquer des supports de pices, des palettes ou des paquets dans une position bien dtermine et ensuite de les librer quand cest ncessaire. Les vrins bloqueurs offrent pour l'excution de cette fonction une solution simple pour l'arrt de masses jusqu' 300 kg.

    La grande diffrence avec les vrins traditionnels, c'est que les vrins bloqueurs peuvent saisir de grandes forces transversales sur la tige de piston. La course d'un vrin bloqueur est gnralement trs limite, mais ce n'est pas trs important car il est uniquement destin prendre une force radiale importante.

    Dossier Positionnement - 5

  • Il existe 3 excutions de vrins bloquers (Fig. 2 + 3 + 4) Les trois versions sont disponibles double effet et/ou simple effet avec ressort de rappel.

    Fig. 2: vrin bloqueur tenon FESTO type STA-50-30-P-A

    Fig. 3: Le vrin bloqueur galet. FESTO type STA-50-30-P-A-R

    Fig. 4: Le vrin bloqueur levier basculant et amortisseur hydraulique auto ajustable. FESTO type STAF-50-30-P-A-K

    Dossier Positionnement - 6

  • Application Le blocage des pices sur un systme de transport (Fig. 5). La pice (8) est positionne sur une longueur a, b ou c par rapport la scie circulaire (1).

    Fig. 5

    Dossier Positionnement - 7

  • Deux positions prcises Les vrins traditionnels On peut raliser le positionnement deux positions avec les vrins double effet traditionnels. (Fig. 6)

    Vrin double effet Vrin sans tige Fig. 6 Ici nous devons bien tenir compte de la prcision de tolrance mcanique des vrins utiliss (voir Fig. 1, la tolrance mcanique). Application 1 (Fig. 7) Les pices sont transportes d'une bande transporteuse une autre l'aide d'un manipulateur avec prhenseur. Ici, nous utilisons un chariot mcanique command par un actionneur pneumatique. La course du vrin peut tre parfaitement rgle l'aide de butes mcaniques rglables. Les anomalies ventuelles dans la course sont cartes mcaniquement.

    Fig. 7 Application 2 (Fig. 8) Un vrin sans tige doit pouvoir dplacer une bande transporteuse entre 2 autres bandes transporteuses d'approvisionnement et 2 de dchargement

    Fig. 8

    Dossier Positionnement - 8

  • 3 4 positions prcises Les vrins standards avec kit multiposition Si vous souhaitez obtenir 3 ou 4 positions, il est prfrable d'utiliser des vrins multipostion. Un vrin traditionnel 3 ou 4 positions est compos de deux vrins double effet qui sont assembls l'aide d'un kit multipositions. Ce type de vrin peut de ce fait proposer, selon la commande et la rpartition des courses, jusqu' 4 positions. Le dsavantage dans cette forme de construction est qu'il y a deux tiges de piston, dont une doit tre monte de manire fixe. Pour cette combinaison de vrin, une fixation traditionnelle par pattes ou par flasque n'est pas possible. Ralisation de 3 positions : Pour cela nous devons relier deux vrins de course identique.

    Course vrin 1 course vrin 2 Pos.obtenue l1 = 100 mm l2 = 100 mm vrin 1 rentr vrin 2 rentr 0 mm vrin 1 sorti vrin 2 rentr 100 mm vrin 1 rentr vrin 2 sorti 100 mm vrin 1 sorti vrin 2 sorti 200 mm

    Application (Fig. 9) Le vrin (6) est reli un deuxime vrin l'aide d'un kit multipositions. De ce fait le magasin (1) peut adopter trois positions.

    Fig. 9

    Dossier Positionnement - 9

  • Ralisation de 4 positions Pour cela nous devons relier deux vrins de course diffrente. (Fig. 10). La position du dplacement est toujours la somme des deux dplacements des vrins. Fig. 10: Ralisation de 4 positions avec 2 vrins courses diffrentes.

    Course vrin 1 course vrin 2 Pos.obtenue l1 = 100 mm l2 = 200 mm vrin 1 rentr vrin 2 rentr 0 mm vrin 1 sorti vrin 2 rentr 100 mm vrin 1 rentr vrin 2 sorti 200 mm vrin 1 sorti vrin 2 sorti 300 mm

    Dossier Positionnement - 10

  • 3 6 positions prcises Vrins multipositions pour 3 6 positions (Fig. 11 + 12 + 13) Par l'utilisation de deux cinq vrins avec diffrentes courses, qui sont construits ensemble on peut atteindre 3 6 positions. Le dplacement est fonction du vrin qui est mis sous pression. L'avantage de ce vrin multipositions est quon peut le fixer l'aide d'une fixation par pattes ou par flasque sur la machine.

    Fig. 11: Coupe et symbole d'un vrin multipositions 3 positions.

    Fig. 12: Vrin multiposition 3 positions. On peut remarquer sur la photo que 2 vrins sont montes en srie. FESTO type ADVUP-40-50-100-A-P-A

    Fig. 13: Exemple: ADVUP-25 5 positions: 0 25 50 - 100 en 200 mm.

    Dossier Positionnement - 11

  • Ci-dessous, le schma de raccordement pneumatique d'un vrin multipositions 4 positions. (Fig. 14). Pour commander le vrin, on commande chaque fois le distributeur 1V4 avec un des trois distributeurs restants 1V1, 1V2 ou 1V3.

    2

    1

    2

    1 3

    12

    2

    1

    2

    1 3

    12

    2

    1

    2

    1 3

    12

    2

    1

    110

    3311

    2

    1V1 1V2 1V3 1V4

    1 A

    Fig. 14

    Le dsavantage de cette forme de raccordement est que dans certaines applications, le premier vrin peut tre tract par une charge ngative externe. Il est dans ce cas recommand de placer une contre-pression continue sur le premier vrin. (Fig. 15).

    2

    1

    2

    1 3

    12

    2

    1

    2

    1 3

    12

    2

    1

    2

    1 3

    12

    2

    1

    1V1 1V2 1V3

    21

    1 A

    Fig 15

    Dossier Positionnement - 12

  • Positionnement pneumatique laide de distributeurs 5/3 Si on veut obtenir diffrentes positions fixes et que la prcision ne joue pas un trop grand rle, on peut raliser cela d'une manire trs simple et avantageuse en utilisant des distributeurs 5/3, mais dans la majorit des cas, on obtient un mauvais rsultat. Nous allons examiner les diffrentes possibilits de montage avec les distributeurs 5/3.

    Distributeur 5/3 position mdiane ouverte (Fig. 16) La premire possibilit est l'utilisation d'un distributeur 5/3 position mdiane ouverte. En raison du manque de contre-pression nous sommes obligs dans ce montage d