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Technologie précise de capteur dédiée aux machines-outils MICRO-EPSILON

Technologie précise de capteur dédiée aux machines-outils

Capteurs de déplacement linéaires

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Il faut être toujours plus rapide, plus précis, plus productif : et ce passage obligé au niveau du développement des nouvelles machines-outils, est soumis à des exigences drastiques. Il arrive que, seule une technologie de capteur avancée puisse permettre de telles améliorations. Des capteurs faciles à intégrer sont une valeur ajoutée au niveau de la conception-production des machines-outils et de leurs fournisseurs. Pour un fonctionnement optimal, Micro-Epsilon présente un grand choix de capteurs prédestinés pour l’industrie des machines-outils.
 
Dans la construction de machines et d’installations, les capteurs s’apparentent aux organes sensoriels de la machine. La commande peut traiter les informations provenant des capteurs et contrôler les actionneurs en conséquence. Il est évident que la précision de la machine dépend uniquement de la précision fournie par les capteurs.
 
Production de la plus haute précision
 
Ces dernières années enregistrent une très forte demande de machines-outils de haute précision. Celles-ci exécutent en partie la finition des pièces, d’une précision de l’ordre du micromètre. Pour obtenir de telles précisions, la construction de la machine-outil doit être optimisée dans de nombreux domaines. La broche étant l’un des composants parmi les plus critiques. Les vitesses élevées et le frottement entre l’outil et la pièce usinée peuvent entraîner un échauffement de la broche et en modifier ainsi la longueur. Si le refroidissement liquide de la broche limite cet effet, il ne le compense cependant pas complètement. Outre l’effet de la température, des changements de longueur peuvent se produire, basés sur les forces centrifuges élevées sur des broches à rotation très rapide.
 
Afin d’obtenir une très haute précision dans l’usinage de la pièce, le changement de longueur de la broche doit être détecté par un capteur. La commande CNC peut alors ajuster la position de l’outil en fonction de la valeur mesurée. Pour cette application, Micro-Epsilon propose le système de mesure SGS 4701 (Spindle Growth System) que l’entreprise a spécialement développé pour les broches à haute fréquence. Le système repose sur des capteurs inductifs basés sur les courants de Foucault de la série eddyNCDT, qui mesurent sans contact et donc sans usure. La méthode de mesure, qui peut être adaptée aux matériaux ferromagnétiques et non ferromagnétiques, est insensible à la chaleur, à la poussière ou à l’huile.
 
La conception du système, composée du capteur miniaturisé, du câble du capteur et d’un contrôleur compact, permet au concepteur d’intégrer tous les composants dans la broche. Dans la plupart des applications, le capteur est installé dans la broche de sorte qu’il mesure le changement de longueur sur l’anneau de labyrinthe de la broche. Le contrôleur peut être installé sur le boîtier de la broche par le biais d’une bride ou être monté directement dans la broche. Le système de mesure détecte aussi la température avec la dilatation de la longueur et la transmet également au contrôleur. La résolution de la mesure de longueur est de 0,5 µm, ce qui permet une fabrication de haute précision.
 
Protection contre les collisions
 
Un autre composant critique d’une machine-outil est le système de serrage des outils. Les centres d’usinage modernes peuvent généralement changer les outils de manière entièrement automatique et garantir ainsi la productivité élevée requise dans de nombreuses entreprises de fabrication. Dans un magasin d’outils, les différents outils sont respectivement montés dans un porte-outil. Lors du changement d’outils, la machine retire automatiquement le porte-outil approprié et le place sur la broche dont le système de serrage bloque le porte-outil. Un parfait fonctionnement du système de serrage sur la broche est donc essentiel. Une position erronée de l’outil peut entraîner un usinage défectueux ainsi que des coûts élevés. Si l’outil est de travers, dans le pire des cas, il risque de se desserrer sous l’effet des vitesses élevées et des forces associées et de causer des dommages importants en entrant en collision avec les pièces de la machine.
 
La surveillance de la position de serrage est souvent effectuée à l’aide d’initiateurs ou d’anneaux de commutation qui exigent entre autres, un ajustement complexe. Les capteurs analogiques de la série induSENSOR LVP de Micro-Epsilon offrent une solution de conception nettement plus simple. Le capteur cylindrique peut être facilement intégré dans l’unité de desserrage du système de serrage. Un anneau constituant l’objet à mesurer pour le capteur, est collé à la barre de traction. Le principe de mesure du capteur est sans contact et n’est donc pas soumis à l’usure. Cette solution permet une surveillance continue à l’aide du capteur qui fournit un signal analogique proportionnel à la course de la barre de traction. Le réglage fastidieux du point de commutation nécessaire dans d’autres solutions peut être complètement éliminé ici. Même pour ce capteur, l’électronique du capteur est très petite et peut donc être intégrée directement sur site.
 
Rentable et facile à intégrer
 
Une autre tâche de mesure courante dans les machines-outils consiste à déterminer la position de la contre-pointe. Bien que cette mesure n’influence pas directement la précision ou la sécurité de la machine, elle met au défi de nombreux concepteurs. Ainsi, la position du point central de la contre-pointe doit souvent être déterminée sur une très grande plage pouvant atteindre quelques mètres. A cela s’ajoute que l’espace pour le système de mesure correspondant est limité. Micro-Epsilon propose une solution idéale et économique avec des capteurs à fil tendu wireSENSOR. Grâce à leur conception compacte, les capteurs peuvent être facilement installés même dans des espaces exigus. Il n’est pas nécessaire de monter le capteur directement à proximité de la contre-pointe, car le câble de mesure peut être guidé de manière très flexible sur différentes poulies.Les capteurs ont des gammes typiques pour les machines-outils avec des plages de mesure de 300 mm à 2100 mm. De plus grandes plages sont également disponibles. Les capteurs sont très robustes et très durables même dans des conditions environnementales difficiles, telles que celles prévalant dans une machine-outil.
 
Solutions pour une grande variété de tâches de mesure et issues d’une même source
 
Avec les capteurs de Micro-Epsilon, le constructeur de la machine a la possibilité d’implémenter toutes les tâches de mesure avec des solutions provenant d’une même source. En plus des tâches décrites ci-dessus, d’autres tâches de mesure peuvent être résolues avec les produits du spécialiste des capteurs. Par exemple, le capteur laser optoNCDT peut contrôler avec précision la position des porte-outils dans le magasin d’outils. Il est souvent nécessaire de déterminer rapidement la position avec précision lors de la configuration de la machine-outil.
 
Les capteurs Micro-Epsilon ont des interfaces courantes qui leur permettent d’être facilement interfacées avec le contrôleur CNC. Leur très grande qualité garantit la fiabilité de la machine-outil et donc sa productivité. La conception miniaturisée de la plupart des capteurs leur permet une intégration optimale dans la machine sans autre coût de modification de la conception.

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