En tant que pierre angulaire de plusieurs industries de fabrication, les machines-outils jouent un rôle majeur dans la promotion du progrès industriel. L'accélération de l'innovation scientifique et technologique à notre « époque intelligente » a considérablement relevé les attentes des fabricants en termes de performance des machines-outils. Ces nouvelles attentes comprennent l'amélioration de la vitesse et de la précision, les mesures traditionnelles de l'efficacité des machines-outils, mais concernent aussi l'automatisation, l'intelligence et d'autres éléments.
Défi
Pour répondre à la demande du marché en termes de produits hautement efficaces et de qualité supérieure, de nombreux constructeurs de machines-outils ont commencé à explorer de nouveaux systèmes de technologies et de contrôle des transmissions dans le but de surpasser la concurrence. Pour un grand constructeur, les progrès de l'automatisation industrielle et de la fabrication intelligente ont créé une demande de performance nettement supérieure dans ses meuleuses double face.
Ces machines traitent une grande diversité de pièces formées et rondes ainsi que des pièces fines non métalliques, y compris des roulements, vannes, plaques en alliage d'aluminium, joints, lames de pompe à huile, bagues de piston et plus encore, en éliminant simultanément et avec précision le matériau de part et d'autre de la pièce.
Confronté à des normes de traitement de plus en plus strictes et à une concurrence farouche du marché, ce constructeur avait besoin de machines à la performance dynamique et à la précision de contrôle améliorées, avec un débit d'alimentation et des vitesses d'accélération supérieures. Parallèlement, la pression visant à améliorer l'efficacité de l'usinage et à accélérer la production s'est alliée à un besoin de réduire les coûts et de garantir la qualité : des défis majeurs qui ont tous dû être relevés simultanément.
Solution
Fort de plus de 70 ans d'expérience dans la technologie du contrôle du mouvement, Kollmorgen a lancé une solution composée de servomoteurs linéaires à entraînement direct IC (DDL) couplés à des servocommandes AKD pour répondre aux besoins de l'industrie des machines-outils en termes de développement et aux exigences strictes des applications des meuleuses double face.
Disponible dans des tensions d'alimentation pouvant atteindre 480 V CA, le moteur linéaire à entraînement direct (DDL) IC est capable de produire une plage de force continue jusqu'à 8 211 N et une force de pointe allant jusqu'à 13 448 N. Dans l'application de ce constructeur, il atteint une capacité d'élimination de matériau de plus de 1 mm en un cycle de moins d'une seconde, la pièce étant traitée jusqu'à une tolérance moyenne de ±0,002 mm. Avec la boucle de régulation haute performance et la réponse à large bande passante de la servocommande AKD, la variation de vitesse du mécanisme de tranchage et d'alimentation peut être contrôlée avec précision, ce qui garantit des résultats précis aux vitesses élevées requises.
Dans cette application particulière, le moteur linéaire à entraînement direct (DDL) IC responsable de l'alimentation de la trancheuse atteint une poussée de pointe de 3 152 N, ce qui permet d'atteindre l'accélération requise de 2,5 g qui est la vitesse cible de traitement du constructeur. La commande de vitesse, la commande de position, les fonctions de filtrage et de délai de la servocommande AKD garantissent avec efficacité la rigidité du mouvement tout en minimisant les éventuels dépassements, ce qui améliore considérablement la stabilité de l'équipement et fournit un taux de rendement assuré.
Résultats
Comparée à la solution à transmission qui était utilisée précédemment, la solution linéaire à accouplement direct de Kollmorgen a permis d'obtenir une amélioration de 65 % de la précision de positionnement, une augmentation de 66 % de l'accélération et une amélioration de 75 % du contrôle de l'ondulation de vitesse. Ces améliorations ont augmenté la vitesse de production de 15 %, définissant une nouvelle norme pour les meuleuses double face à l'ère de la personnalisation des lots. Parallèlement, la structure simplifiée à entraînement direct a allégé de manière spectaculaire les coûts de maintenance, tout en réduisant la consommation d'énergie d'environ 20 %.
« La combinaison des moteurs linéaires DDL de Kollmorgen et des servocommandes AKD repousse plus loin les limites de l'industrie des machines-outils. Kollmorgen participe à la construction d'un pont entre les processus traditionnels et un modèle de fabrication futur aux possibilités infinies. » — Fabricant de meuleuses double face
