Choisir l’entraînement adapté : moteurs linéaires ou entraînement mécanique

Chaque décision a ses conséquences et il est important d’examiner attentivement quelle option est la meilleure à long terme. De même, le concepteur peut se demander quel format convient le mieux à sa cellule de production : chariots liés mécaniquement ou totalement libres ? Plus précisément, il s’agit de choisir entre les systèmes entrainés par moteur linéaire et les systèmes entrainés mécaniquement.

HepcoMotion produit et fournit des composants et des systèmes de guidage linéaire de haute qualité depuis plus de 50 ans et propose des solutions pour les deux méthodes d’entraînement. Les systèmes hautes performances, entraînés mécaniquement, tel que l’Indexeur Linéaire (DTS) font partie de nos produits principaux, et plus récemment le système de guidage GFX HepcoMotion pour XTS Beckhoff, l’un des principaux fabricants de moteurs linéaires, s’est avéré être un produit très recherché. Avec des offres de produits pour les deux principes d’entraînement, HepcoMotion est souvent amené à échanger avec les clients sur la solution la plus adaptée à leurs besoins.

Avant de prendre une décision sur le type de système requis, les points suivants doivent être évalués : que doit offrir le nouveau système – plus de précision, plus de vitesse ou plus de flexibilité ?

La principale distinction entre les systèmes avec chariots reliés mécaniquement et ceux avec des chariots pilotés indépendamment réside, bien entendu, dans la flexibilité. Avec les systèmes à moteur linéaire, la production n’est pas limitée par l’opération la plus lente. Les équipements avec des opérations au poste très variées peuvent être regroupés sur une même ligne de manière transparente. Cette optimisation augmente considérablement la productivité et, si nécessaire, des processus de production auparavant séparés peuvent être intégrés dans une même ligne.

Cela peut éliminer le besoin de plusieurs systèmes de transfert dans un même ilot de production, réduisant ainsi l’empreinte au sol. De plus, dans un système avec des chariots pilotés indépendamment, la programmation peut facilement être modifiée pour inclure des postes de travail supplémentaires ou un changement de format. C’est une caractéristique extrêmement importante dans un environnement productif en constante évolution pour s’adapter au marché. Comparativement, un système avec des chariots reliés mécaniquement n’offre pas ce genre de flexibilité.

Un système d’entraînement par moteur linéaire nécessite une technologie de commande sophistiquée, ce qui rend le prix d’achat relativement élevé. Il existe également des coûts associés à la formation du personnel et à l’optimisation du flux de production, par exemple en doublant les processus les plus lents. Dans de nombreux cas, ces coûts supplémentaires sont rapidement récupérés grâce à une productivité accrue, mais pas toujours. Par exemple, dans une application récente pour une usine de porcelaine, l’étape la plus lente d’une ligne de fabrication de tasses était la peinture, qui prend 30 secondes par tasse. En conséquence, le temps de traitement pour l’ensemble du processus de finition de la tasse est assez long.

À première vue, l’installation d’un système à moteur linéaire avec des chariots pilotés individuellement semble intéressante pour doubler l’opération de peinture et d’augmenter la productivité. Cependant, l’achat d’un robot supplémentaire pour peindre les gobelets afin d’augmenter la quantité de gobelets traversant la machine s’élève à près de 45 k€, en plus du coût du système de transfert. L’investissement dans un système d’entraînement linéaire n’est pas justifié dans ce cas; la flexibilité qu’il offre ne permettra pas d’augmenter la production dans une proportion suffisante permettant d’amortir l’investissement initial.

Les environnements de fonctionnement avec des températures de fonctionnement constamment élevées offrent un autre argument en faveur des systèmes à chariots reliés mécaniquement. L’électronique des moteurs linéaires est naturellement sensible à la chaleur. Des mécanismes de refroidissement peuvent être installés, par exemple dans la plaque support, mais doivent être intégrés dès la conception du système. Avec le DTS, le variateur peut être positionné de sorte qu’il soit protégé d’une source de chaleur.

Dans l’ensemble, la structure plus simple et l’électronique moins complexe des systèmes à chariots reliés mécaniquement les rendent généralement moins sensibles à la saleté, à l’humidité et aux températures extrêmes. Les systèmes entraînés mécaniquement peuvent être avantageux partout où de telles conditions environnementales existent.

Dans certains cas, les outillages sont si coûteux que le surcoût initial d’achat d’un transfert à moteur linéaire est compensé par le nombre réduit de chariots nécessaire pour soutenir la même cadence qu’un système mécanique. Dans une application récente pour un grand fabricant Français de cosmétiques, le nombre de chariots circulant dans la ligne de production a été réduit de 80% par l’utilisation d’un système à moteur linéaire.

Un système à chariots reliés tel que le DTS est fiable, rapide et nécessite peu d’entretien. Si la flexibilité n’est pas le critère principal et que les temps d’arrêt aux différentes stations de travail sont proches, le DTS est bien placé pour répondre aux besoins. Pour les PME en particulier, un package complet tel que DTS offre une vue d’ensemble transparente des coûts impliqués, sans coût d’entretien important. En revanche, il y a de moins en moins de processus de production «standard» dans l’industrie.

Le besoin de flexibilité joue un rôle croissant dans toutes les industries. Dans ces cas, un système à moteur linéaire avec guidage GFX offre des avantages imbattables. En fin de compte, le constructeur de machines doit examiner les coûts et avantages des systèmes dans leur ensemble. Les deux types de systèmes peuvent être avantageux, selon l’application, il faut considérer l’intégralité des paramètres. Un équilibre entre les priorités et les conséquences doit être trouvé tout en tenant compte des exigences à long terme du système.