Par rapport aux presses mécaniques et hydrauliques, les presses servo-mécaniques d'emboutissage des métaux utilisent des moteurs sans balais à couple élevé pour réaliser plus rapidement des emboutissages plus complexes. Toutefois, le type de moteurs utilisés (un système d'entraînement traditionnel à réducteur ou à chaîne ou encore un moteur à accouplement direct) peut avoir un impact considérable sur le produit final.
Les machines à emboutir modernes sont des systèmes très sophistiqués parfois très onéreux. Elles permettent aux fabricants de créer des formes précises, souvent complexes, tout en répondant aux exigences de rendement élevé et de production. Le problème, c'est qu'un rendement et un volume de production élevés rendent plus difficile l'inspection de chaque pièce et la détection des défauts.
Pour les pièces brutes telles que les coupelles et boîtes métalliques ou encore les pièces automobiles, la finition du produit est secondaire par rapport à sa fonction. Mais pour les pièces finies telles que les garnitures métalliques décoratives des cuisinières ou des lave-vaisselle, par exemple les panneaux de commande ou les panneaux de porte, la machine à emboutir doit façonner des produits exempts de tout défaut.
Dans un système d'alimentation progressif, les limites mécaniques d'un système à moteur et réducteur traditionnel créent des vibrations qui ont une incidence sur la finition finale du produit. L'application traditionnelle utilise des servomécanismes et un réducteur surdimensionnés pour compenser l'inertie des gros rouleaux. Ce système est en outre coûteux à entretenir, limite les temps d'indexage et le rendement, a une moindre densité de puissance et est moins précis. L'utilisation d'un moteur à accouplement direct dans une machine à emboutir de prochaine génération peut permettre d'augmenter la vitesse et d'obtenir une optimisation de la course tout en nécessitant moins de pièces et en générant beaucoup moins de vibrations pendant toute la durée du processus.
Moins de composants et moins de vibrations avec l'accouplement direct
Les moteurs à accouplement direct permettent aux constructeurs de machines d'utiliser des moteurs plus petits avec un asservissement haute résolution directement couplé à la charge. Cette solution élimine le besoin d'utiliser une transmission mécanique, un réducteur par exemple, qui est la source habituelle des vibrations dans le processus de production. Il en résulte un fonctionnement silencieux et dynamique ainsi qu'un allongement de la durée de vie du système.
Un moteur à accouplement direct peut aussi protéger le système contre un couple de réaction excessif et réduire l'inertie du système en supprimant le réducteur et d'autres éléments de transmission associés. Lorsqu'il s'agit de créer des pièces embouties qui seront des produits finis, ce type de moteur contribue également à limiter les vibrations et les perturbations susceptibles d'occasionner des imperfections et à accélérer la production.
Moins de pièces, de meilleures performances
La réduction des vibrations dans le processus d'emboutissage est le principal intérêt du moteur à accouplement direct, mais ce dernier offre d'autres avantages par rapport à un servomoteur rotatif traditionnel : fiabilité, taille, puissance, vitesse et retour sur investissement.
L'élimination des engrenages, poulies, joints d'étanchéité, paliers et autres pièces permet de diminuer le nombre de composants à entretenir et à réparer. En couplant directement la charge au moteur, on améliore aussi la précision de la position, de la vitesse et dynamique. Il n'y a pas d'hystérésis, de jeu ou de mouvement perdu quelle que soit la direction. Toutes les opérations de réglage ou d'entretien nécessaires pour y remédier dans un système de transmission mécanique standard sont éliminées, ce qui rend la solution moins coûteuse à entretenir et à réparer sur la durée.
Moteur plus petit, même puissance
Toutefois, moteur plus petit n'est pas forcément synonyme de moteur moins puissant. Un moteur Cartridge à accouplement direct peut délivrer jusqu'à 510 Nm de couple continu avec des vitesses allant jusqu'à 2 500 tr/min et une puissance globale de 11 700 watts. Cette solution peut répondre aux besoins de la plupart des applications à vitesse moyenne et couple élevé, en offrant parfois jusqu'à 50 % de densité de couple en plus que les servomoteurs classiques. Elle peut aussi considérablement augmenter la densité de puissance du système. Avec moins de composants, le moteur fournit autant de puissance dans un format réduit, ce qui permet de créer une machine globalement plus compacte.
La puissance et la densité de couple associée des moteurs Cartridge à accouplement direct leur permettent d'avoir des accélérations plus fortes que des servomoteurs similaires. Si l'on ajoute à cela l'absence de vibrations découlant de la suppression du système de transmission, cette solution réduit notablement les temps d'indexage et augmente le rendement, car les machines peuvent produire davantage avec moins de défauts.
Entretien réduit, plus de puissance, meilleur rendement, moins d'immobilisations imprévues : le cumul de toutes ces qualités augmente de manière significative la rentabilité d'une application. La technologie de l'accouplement direct augmente la durée de vie utile, avec moins de défauts et une production accrue. Il y a moins de pièces à installer et à entretenir, ce qui diminue les coûts de pièces et de main-d'œuvre et crée une machine moins coûteuse à l'achat et en temps. Par rapport à d'autres types de moteurs, les moteurs à accouplement direct offrent tout simplement un meilleur retour sur investissement dans les machines à emboutir les métaux.
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