17 Septembre 2012  |  Entraînements et transmissions
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 08/2012

Un moteur linéaire pour un mouvement circulaire

La société Beckhoff Automation SA présente son nouveau système d’entraînement XTS (eXtended Transport System), qui ouvre des perspectives entièrement nouvelles pour la construction mécanique. Ce système simple et modulaire est constitué de modules de moteur qui forment un ensemble de navettes et de rails de guidage. Cette technique d’entraînement révolutionnaire ouvre la voie à des concepts de machines entièrement nouveaux.
 
Le nouveau système d’entraînement XTS (eXtended Transport System) de Beckhoff ouvre de nouvelles perspectives pour la construction mécanique. Ce système combine les avantages de deux principes d’entraînement éprouvés: les systèmes rotatifs et les systèmes linéaires. Il en résulte un nouveau système d’entraînement qui transpose le principe existant du moteur linéaire. Le moteur intègre totalement l’électronique de puissance et le système de mesure de position. Une ou plusieurs navettes («Mover») sans fil se déplacent de manière hautement dynamique et à une vitesse maximale de 4 m/s sur une configuration de rails modulaire aux possibilités quasiment illimitées. Ainsi, la technique d’entraînement XTS compacte ouvre la voie à des concepts de machines entièrement nouveaux.
 
 
Le système d’entraînement XTS est un système mécatronique, qui inclut toutes les fonctions indispensables à son bon fonctionnement:
-  un moteur linéaire modulaire parfaitement intégré, qui regroupe l’électronique de puissance et le système de mesure de position;
-  une ou plusieurs navettes mobiles;
-  un rail de guidage mécanique;
-  un PC industriel équipé du logiciel de commande TwinCAT.
 
Les géométries, longueurs et rayons souhaités sont déterminés par le nombre et la sélection des composants. Cette approche élimine les câblages et chaînes porte-câble complexes et coûteux. Par ailleurs, le système de mesure de position est déjà intégré.
Le volume de la machine est exploité au maximum, car les sections aller et retour, ainsi que les sections incurvées peuvent servir au transport des matériaux. Cette approche permet des économies en termes de matériel installé, mais aussi de surface de production. Le système XTS autorise des vitesses maximales de 4 m/s, tout en garantissant un positionnement ultraprécis.
 
Le nouveau principe de moteur linéaire
Les possibilités de mise en œuvre du système XTS sont quasiment illimitées: les navettes peuvent accélérer, décélérer, se positionner et se synchroniser. Elles peuvent adopter des positions absolues et relatives les unes par rapport aux autres et aussi être regroupées. Elles sont capables de générer des forces de serrage pendant le déplacement, de parcourir des sections rectilignes et incurvées, de récupérer de l’énergie grâce au freinage par récupération, ou encore d’utiliser les sections aller et retour pour des tâches de transport.
Ce nouveau principe de moteur linéaire ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine des entraînements:
-  propriétés de moteur linéaire sur un circuit fermé;
-  nombre illimité de navettes sur un rail commun;
-  structure modulaire avec adaptation simplifiée à l’application;
-  encombrement réduit et faible consommation d’énergie;
-  mise en œuvre simple de tâches de transport exigeantes;
-  efforts de conception et d’installation réduits.
 

Le système de transport linéaire XTS  permet un transport individuel de produits dans le cadre d’un flux de matériaux continu. L’encombrement réduit permet d’accroître l’efficacité énergétique et de réduire considérablement les dimensions d’une machine.
 
Plug-and-play: les composants du système XTS
Le système XTS bénéficie d’une configuration simple et modulaire. Les modules de moteur forment un ensemble avec les navettes et les rails de guidage. Ils contiennent les électro-aimants et toutes les autres fonctionnalités actives nécessaires au fonctionnement du système. Seules une alimentation secteur et une liaison EtherCAT sont nécessaires. Les modules de moteur ne contiennent aucun élément mobile et ne subissent aucune usure.
La navette contient des plaques magnétiques, lesquelles peuvent générer des forces d’avance avec les électro-aimants du module de moteur. Elle absorbe les forces d’attraction des aimants des deux côtés et les compense dans une large mesure. Ainsi, les galets des navettes dotés d’une surface en matière plastique particulièrement résistante peuvent se déplacer à vitesse élevée sur le rail de guidage. Un codeur mécanique robuste transmet la position de la navette au module de moteur.
Flux de matériaux dans les domaines du conditionnement et de l’assemblage
Par sa polyvalence, le système XTS est adapté aux applications les plus variées. Il est conçu pour le transport de matériaux à vitesse élevée:
-  déplacement de produits, ajustement de l’intervalle entre produits, augmentation ou diminution de la vitesse d’avance des produits;
-  préhension et déplacement de produits;
-  transport et tri de produits;
-  manipulation de produits: ouverture, fermeture, rotation, vissage de couvercle.
 
Un flux de produits irrégulier est isolé, puis transféré au poste de travail suivant en respectant un intervalle et une vitesse constants.
Les produits sont prélevés et transportés d’un poste de travail à un autre. Cela permet de parcourir les sections intermédiaires à vitesse élevée dès que la voie est libre ou de déplacer les produits sous forme de lot vers une destination. Les produits peuvent être traités en parallèle par groupes sur les postes de travail peu rapides. Les postes rapides ne traitent qu’un produit à la fois. La section de retour peut aussi être exploitée systématiquement.
 
Tous les composants du nouveau système d’entraînement XTS, au même titre que les amplificateurs d’asservissement de la série AX5000, ainsi que les servomoteurs de la série AM8000, sont conçus et fabriqués par la société Beckhoff en Allemagne. En association avec le logiciel d’automatisation TwinCAT et la technique de commande sur PC, cette société propose une solution d’entraînement complète.
 
Beckhoff Automation SA
1442 Montagny-près-Yverdon
Tél: 024 447 27 00
www.beckhoff.ch


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