MONORAIL Catalogue d`applications

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MONORAIL Catalogue d`applications
Avant-propos
Le présent Catalogue des applications MONORAIL et AMS est spécialement conçu pour le
domaine de la construction en général. Il complète les catalogues généraux :
Catalogue de produits MONORAIL et AMS
Instructions de montage MONORAIL et AMS
par des informations détaillées utiles à la vente et par des conseils relatifs aux applications. Le
Catalogue des applications est disponible en version imprimée ou numérique, dans la section
‘Downloads’ de la page d'accueil SCHNEEBERGER www.schneeberger.com.
Toutes les dimensions géométriques et les données de performance, comme les charges
admissibles et les vitesses, figurent dans le Catalogue de produits MONORAIL et AMS. Les
produits standard y sont décrits.
Le Catalogue des applications décrit essentiellement les gammes de produits MR et BM, ainsi
que les systèmes de mesure AMS, sous la désignation guidages MONORAIL SCHNEEBERGER.
Il se divise en plusieurs sections : Caractéristiques techniques, Développement et conception,
Stockage et transport, Mise en service et Utilisation, entretien et service des produits. Les
compétences en guidage, entraînement et mesure sont précisées séparément dans chacune de
ces sections.
SCHNEEBERGER GmbH
75339 Höfen/Enz
1
2
Remarques
À l'attention de l'utilisateur
Ce document a été élaboré avec le plus grand soin et toutes les données ont été vérifiées.
Nous déclinons toutefois toute responsabilité en cas d'éventuelles erreurs ou omissions. Nos
produits étant sujets à un développement permanent, nous nous réservons le droit de modifier
les informations et les données techniques. Toute réimpression ou reproduction, même partielle,
du présent Catalogue est interdite sans notre autorisation écrite.
Symboles utilisés
Remarques
Remarque
 Vous trouverez ici des remarques et des recommandations.
Mise en garde
Mention d'avertissement
Type et source du danger
 Conséquences en cas de non-respect de la mise en garde.
 Mesures à prendre pour éviter un dommage.
Les mises en garde sont classées comme suit à l'aide de la mention d'avertissement :
 Avertissement
Signifie que le danger peut être la cause de blessures graves ou de dommages matériels
importants en cas de non-respect des consignes de sécurité prescrites.
 Prudence
Signifie que le danger peut être la cause de blessures moins graves ou de dommages
matériels moins importants en cas de non-respect des consignes de sécurité prescrites.
Littérature complémentaire
 Catalogue de produits MONORAIL et AMS
 Manuel d'utilisation de l'électronique d'interpolation et de numérisation SMEa
 Instructions de montage/Manuel du logiciel AMSA-3L
 Instructions de montage de la bande de couverture BAC pour MONORAIL BM
 Instructions de montage de la bande de couverture MAC pour MONORAIL MR
 Instructions de montage des bouchons en laiton MRS/BRS pour MONORAIL MR/BM
 Instructions de montage MONORAIL et AMS
 Instructions de montage de la plaque de lubrification SPL pour MONORAIL
 Instructions de montage des bouchons en acier MRZ pour MONORAIL MR
 Instructions de montage du racleur en tôle ASM
 Instructions de montage du chariot MONORAIL MR et BM
 Instructions de montage du chariot MONORAIL MR 100
 Instructions de montage du MONORAIL BM2G
 Instructions de montage du MONORAIL BZ
Vous pouvez vous procurer les Catalogues de produits et les Instructions de montage
auprès d'un représentant commercial de SCHNEEBERGER ou les télécharger sur le site
www.schneeberger.com.
3
4
2
Table des matières
1
Caractéristiques techniques : Guidage ...............................................7
1.1.
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER ........................................................10
1.2.
Structure d'un guidage à rouleaux à rails profilés ............................................................15
1.3.
Capacité de charge ..............................................................................................................23
1.4.
Précontrainte.........................................................................................................................28
1.5.
Rigidité ...................................................................................................................................30
1.6.
Précision ................................................................................................................................31
1.7.
Bases de calcul de la durée de vie ......................................................................................36
1.8.
Systèmes d'étanchéité .........................................................................................................37
1.9.
Émission de bruit ..................................................................................................................40
1.10.
Lubrification ..........................................................................................................................42
2
Caractéristiques techniques : Entraînement ....................................47
2.1.
Entraînement à crémaillère intégrée BZ.............................................................................50
2.2.
Lubrification ..........................................................................................................................53
3
Caractéristiques techniques : Mesure ...............................................55
3.1.
Systèmes de mesure du déplacement ...............................................................................58
3.2.
Interfaces...............................................................................................................................73
4
Développement et conception : Guidage ..........................................81
4.1.
Facteurs intervenant dans le choix du produit .................................................................85
4.2.
Comparaison billes - rouleaux.............................................................................................86
4.3.
Types de rails de guidage ....................................................................................................88
4.4.
Types de chariots de guidage .............................................................................................93
4.5.
Précontrainte.........................................................................................................................97
4.6.
Précision ..............................................................................................................................100
4.7.
Types d'installation des systèmes de guidage ................................................................106
4.8.
Calcul et dimensionnement ...............................................................................................109
4.9.
Fixation des rails de guidage .............................................................................................119
4.10.
Rails de guidage en plusieurs pièces ...............................................................................125
4.11.
Fixation des chariots de guidage ......................................................................................126
4.12.
Structure de la construction adjacente ............................................................................130
4.13.
Lubrification ........................................................................................................................137
4.14.
Étanchéité............................................................................................................................152
4.15.
Protection contre la corrosion ..........................................................................................161
4.16.
Fonction supplémentaire serrage et freinage ..................................................................165
4.17.
Téléchargements SCHNEEBERGER et Catalogue CAD en ligne ...................................167
5
2
Table des matières
5
Développement et conception : Entraînement ...............................169
5.1.
Vue d'ensemble des produits ............................................................................................172
5.2.
Calcul et dimensionnement ...............................................................................................175
5.3.
Fixation des rails de guidage .............................................................................................180
5.4.
Rails de guidage en plusieurs pièces ...............................................................................183
5.5.
Structure de la construction adjacente ............................................................................184
5.6.
Lubrification ........................................................................................................................187
6
Développement et conception : Mesure .........................................189
6.1.
Intégration ..........................................................................................................................192
6.2.
Vue d'ensemble des produits ............................................................................................193
6.3.
Facteurs intervenant dans le choix du produit ................................................................197
6.4.
Disposition des systèmes de mesure ...............................................................................200
6.5.
Conditions d'utilisation ......................................................................................................205
6.6.
Blindage ...............................................................................................................................206
7
Stockage et transport .......................................................................209
7.1.
État à la livraison ................................................................................................................212
7.2.
Stockage..............................................................................................................................213
7.3.
Transport .............................................................................................................................214
8
Mise en service ..................................................................................217
8.1.
Liste de contrôle du guidage .............................................................................................220
8.2.
Liste de contrôle du système de mesure .........................................................................222
9
6
Utilisation, entretien et service.........................................................223
9.1.
Racleurs ...............................................................................................................................226
9.2.
Facteurs influençant les conditions d'utilisation .............................................................230
9.3.
Consignes de sécurité........................................................................................................231
9.4.
Service de livraison en 24 h ...............................................................................................232
1 Caractéristiques techniques :
Guidage
7
8
Table des matières
1
Caractéristiques techniques : Guidage ...............................................7
1.1.
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER ........................................................10
1.1.1.
Types de guidages linéaires..............................................................................................10
1.1.2.
Caractéristiques et avantages des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER ..................12
1.2.
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés ............................................................15
1.2.1.
Chariot de guidage et rail de guidage ...............................................................................15
1.2.2.
Pièces détachées et accessoires......................................................................................16
1.2.3.
Types et principes de construction...................................................................................18
1.2.4.
Matériaux ..........................................................................................................................21
1.2.5.
Procédé de trempe ...........................................................................................................21
1.3.
Capacité de charge ..............................................................................................................23
1.3.1.
Capacité de charge ...........................................................................................................23
1.3.2.
Charge dynamique admissible C ......................................................................................23
1.3.3.
Charge statique admissible C0 .........................................................................................24
1.3.4.
Couples statiques et dynamiques.....................................................................................25
1.3.5.
Directions des charges .....................................................................................................26
1.4.
Précontrainte.........................................................................................................................28
1.4.1.
Définition ...........................................................................................................................28
1.4.2.
Génération ........................................................................................................................29
1.4.3.
Guidages MONORAIL SCHNEEBERGER .........................................................................29
1.5.
Rigidité ...................................................................................................................................30
1.5.1.
Définition ...........................................................................................................................30
1.6.
Précision ................................................................................................................................31
1.6.1.
Précision ...........................................................................................................................31
1.6.2.
Classes de précision des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER. ...............................31
1.6.3.
Précision de déplacement ................................................................................................31
1.6.4.
Influence sur la précision de déplacement .......................................................................33
1.6.5.
Mesures d’amélioration de la précision ............................................................................35
1.7.
Bases de calcul de la durée de vie ......................................................................................36
1.7.1.
Définition des concepts ....................................................................................................36
1.7.2.
Normes applicables ..........................................................................................................36
1.8.
Systèmes d’étanchéité .........................................................................................................37
1.8.1.
Fonction des joints ............................................................................................................37
1.8.2.
Types de joints ..................................................................................................................37
1.8.3.
Frottement de différents joints ..........................................................................................39
1.9.
Émission de bruit ..................................................................................................................40
1.9.1.
Définition ...........................................................................................................................40
1.9.2.
Causes ..............................................................................................................................40
1.9.3.
Mesures de diminution du bruit ........................................................................................41
1.10.
Lubrification ..........................................................................................................................42
1.10.1.
Mission de la lubrification .................................................................................................42
1.10.2.
Types de lubrifiants ...........................................................................................................42
1.10.3.
Propriétés des lubrifiants .................................................................................................43
1.10.4.
Lubrifiants recommandés .................................................................................................44
1.10.5.
Valeurs et additifs des lubrifiants ......................................................................................44
1.10.6.
Désignation abrégée des lubrifiants conformément à DIN 51502 ....................................45
1.10.7.
Paramètres influençant le choix du lubrifiant ....................................................................46
9
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.1
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER
1.1.1
Types de guidages linéaires
1.1. Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER
1.1.1.
Types de
guidages
linéaires
Les guidages linéaires permettent d'effectuer des mouvements précis en ligne droite dans des
machines et des systèmes techniques. En fonction de leur type, ils peuvent transférer des forces
transversalement par rapport au sens de déplacement et des couples. Comme l'illustre le schéma
suivant, les guidages linéaires se répartissent en fonction de leur principe de fonctionnement
physique.
Guidages linéaires
Guidages
à rouleaux
Guidages
à glissement
Autres
Guidages à galets
de roulement
Guidages
hydrostatiques
Guidages
aérostatiques
Guidages linéaires
sans retour des
éléments roulants
Guidages
hydrodynamiques
Guidages
magnétiques
Guidages
sur arbres
Guidages linéaires
à rails profilés
Les guidages à rouleaux peuvent encore être subdivisés en guidages à rouleaux avec ou sans
circulation d'éléments roulants, selon le type de mouvement des éléments roulants.
Sur les guidages sans circulation d'éléments roulants, la course est limitée par la longueur
des pièces de guidage. Les guidages avec circulation d'éléments roulants, dont font partie
les guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER, possèdent une course théoriquement
illimitée, restreinte uniquement par la longueur du rail de guidage.
Le schéma de la section suivante présente les guidages à rouleaux, avec les produits
correspondants de SCHNEEBERGER.
10
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.1
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER
1.1.1
Types de guidages linéaires
Les guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER sont des systèmes de guidage linéaire
composés d'un rail profilé et d'un chariot de guidage sans friction à circulations fermées
d'éléments roulants. Des rouleaux ou des billes servent d'éléments roulants. Le nombre de
chemins de roulement diffère en fonction du type de guidage. Ils permettent un mouvement non
seulement à faible frottement dans le sens longitudinal, mais aussi sans jeu et précis grâce aux
chariots de guidage précontraints. Ils absorbent ainsi toutes les forces dans toutes les directions
transversalement par rapport au mouvement, ainsi que les couples sur tous les axes. Les cotes
principales standardisées garantissent l'interchangeabilité des guidages de différentes marques.
Comme l'illustre le schéma suivant, les guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER sont
capables d'assurer un guidage précis, mais également d'autres fonctions, comme l'entraînement
à l'aide de crémaillères intégrées et le mesurage grâce à l'intégration de systèmes de mesure du
déplacement.
Guidages
à rouleaux
Guidages à rails
profilés
Guidages
à rouleaux
Guidages à billes
Guidages
miniatures
Fonction
supplémentaire
Mesure
Fonction
supplémentaire
Entraînement
11
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.1
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER
1.1.2
Caractéristiques et avantages des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER
1.1.2.
Caractéristiques
et avantages
des guidages
MONORAIL
SCHNEEBERGER
Le durcissement de la concurrence pousse les fabricants à réaliser des produits de manière
toujours plus économique, toujours plus rapide, dans une qualité toujours meilleure. Les
installations de production et leurs éléments de guidage, en grande partie responsables de la
qualité produite, au même titre que les entraînements et les commandes, sont ainsi soumis à des
exigences très strictes.
Quelques exigences liées aux guidages linéaires modernes :
 Capacité de charge et rigidité importantes
 Précision constante
 Absence de jeu
 Bonnes caractéristiques dynamiques
 Faible frottement
 Rentabilité
• Coûts d'achat minimes
• Facilité de montage et d'ajustement
• Frais d'entretien minimes
• Facilité de stockage et disponibilité des pièces de rechange
• Standardisation
• Interchangeabilité
• Longue durée de vie
• Valeur ajoutée par l'intégration de fonctions supplémentaires
 Compatibilité avec l'environnement
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER répondent largement à ces exigences et offrent dès
lors des avantages significatifs par rapport aux guidages à glissement hydrodynamiques.
Capacité de charge et rigidité
Malgré leurs dimensions compactes, les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont capables,
grâce à leur principe de construction, d'absorber des forces importantes et des couples dans
toutes les directions. La capacité de charge et la rigidité dépendent essentiellement du nombre
d'éléments roulants porteurs et de leur type.
Les guidages à rouleaux, dotés d'une plus grande surface de contact que les guidages à billes
entre l'élément roulant et le chemin de roulement, se caractérisent de ce fait par une capacité de
charge et une rigidité plus importantes qui leur permet d'absorber des forces plus élevées pour
un encombrement identique.
Précision invariable
Les éléments roulants des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER roulent sur les chemins de
roulement, pratiquement sans glissement. Ils ne subissent ainsi qu'une usure minime, ce qui
contribue également à l'étanchéisation complète de série des chariots de guidage. À condition
de les utiliser correctement, les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER conserveront leur
précision pendant toute leur durée de vie, sans devoir les réajuster ou les retoucher de quelle
manière que ce soit.
Ce qui implique le respect des conditions suivantes :
 Lubrification suffisante
 Protection des guidages contre les particules abrasives par des mesures appropriées
 Pas de surcharge
 Protection contre les produits chimiques
12
Absence de jeu
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont soumis à une précontrainte afin d'assurer
l'absence de jeu aux guidages à rails profilés, même sous l'effet de forces. Autrement dit,
les éléments roulants ne peuvent pas se soulever des chemins de roulement. Par ailleurs, la
précontrainte influence la rigidité du système, ce qui a également un impact sur la force de
déplacement FV et sur la durée de vie.
Le choix de la classe de précontrainte porte sur la valeur de la précontrainte et, de ce fait, sur la
rigidité, en fonction de l'application. La précontrainte est appliquée en usine en fonction du choix
des éléments roulants et ne doit pas être réglée lors du montage. Le client reçoit des systèmes
complets prêts à l'emploi conservant leur précontrainte pendant toute leur durée d'utilisation,
dans des conditions ambiantes correspondantes.
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.1
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER
1.1.2
Caractéristiques et avantages des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER
Caractéristiques dynamiques
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER modernes conviennent parfaitement aux
applications hautement dynamiques et surpassent de loin les guidages à glissement dans ce
domaine. Dans ce cadre, les guidages à billes permettent en principe des vitesses plus élevées
et des accélérations plus rapides qu'avec les guidages à rouleaux. Cela s'explique par la masse
déplacée inférieure des éléments roulants et par le guidage plus simple des billes dans leur
circulation, étant donné que l'orientation ne joue ici aucun rôle.
Faible frottement
En plus du frottement des joints, les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER doivent surmonter
le frottement de roulement des éléments roulants. Ils présentent une force de déplacement
nettement inférieure à celle des guidages à glissement qui, comme illustré ci-dessous, n'augmente
que très peu avec la vitesse. Il n'y a en outre aucun frottement de démarrage prononcé avec effet
stick-slip, comme sur les guidages à glissement hydrodynamiques. L'on peut ainsi bénéficier
d'un positionnement ultra précis, tout en utilisant des entraînements plus petits.
1
2
3
4
5
Guidage à rouleaux
Guidage magnétique
Guidage aérostatique
Guidage hydrostatique
Guidage hydrodynamique
FR
v
Force de frottement
Vitesse
Vitesse v rapportée à la force de frottement FR.
Rentabilité
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont des éléments de machine standardisés, dont
le type, les cotes principales et les tailles sont normalisées. L'interchangeabilité des systèmes
de différentes marques est ainsi assurée, permettant d'économiser des coûts d'achat et de
stockage.
Étant donné que les guidages sont assemblés en unités complètes sur le châssis de la machine,
les coûts de montage et d'ajustement sont minimes. La configuration du châssis de la machine
est également moins onéreuse que dans le cas des guidages à glissement. En règle générale,
une opération de fraisage des surfaces de pose suffit pour obtenir une plus grande précision.
Aucun des chemins de roulement ne doit être gratté.
L'intégration de fonctions supplémentaires dans les guidages, par exemple les produits
SCHNEEBERGER à entraînement à crémaillère BZ intégré ou à système de mesure du
déplacement AMS, offre une possibilité de plus d'accroître la rentabilité.
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER ne requièrent pratiquement pas d'entretien
lorsqu'ils sont lubrifiés correctement et se caractérisent par une grande longévité. Ils conservent
leur qualité pendant toute leur durée utile. La lubrification et le remplacement des pièces d'usure
ne représentent qu'un faible coût.
Ce qui explique que les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont très rentables par rapport
à d'autres types de guidages.
13
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.1
Guidages linéaires à rails profilés SCHNEEBERGER
1.1.2
Caractéristiques et avantages des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER
Compatibilité avec l'environnement
Les chariots de guidage des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont étanchéifiés sur
tout leur pourtour par des racleurs et sont dotés, entre leurs éléments roulants et dans les
circulations des éléments roulants, de cavités qui servent de réservoirs de lubrifiant. Ce qui
minimise l'évacuation de lubrifiant et la consommation de lubrifiant, surtout lors du graissage.
Contrairement aux guidages à glissement, les guidages à rouleaux ne nécessitent qu'un film de
lubrifiant extrêmement fin pour séparer les pièces de roulement métalliques. Il faut donc très peu
de lubrifiant pour garantir un fonctionnement sûr, ce qui augmente la compatibilité des guidages
MONORAIL SCHNEEBERGER avec l'environnement.
L'évacuation des produits est un autre atout écologique des guidages MONORAIL
SCHNEEBERGER. Les divers matériaux utilisés sont très faciles à dissocier, l'acier et les matières
plastiques sont recyclables.
14
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.1
Chariot de guidage et rail de guidage
1.2. Structure d'un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.1.
Chariot de
guidage et rail
de guidage
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER se composent de rails de guidage et de chariots de
guidage abritant des éléments roulants. Les éléments roulants circulent sur des chemins fermés
aménagés dans le chariot de guidage, permettant ainsi le mouvement linéaire illimité des chariots
de guidage sur les rails de guidage. Les chemins des éléments roulants se répartissent en une
zone de charge porteuse et en une zone non chargée, se composant de zones de recirculation et
du retour, veillant à renvoyer les éléments roulants au début de la zone de charge.
Chariot de guidage avec rail de guidage :
1 Chariot de guidage
2 Rail de guidage
Circulation des éléments roulants dans le chariot de guidage :
1 Zone de force
2 Recirculation
3 Retour
Surfaces de référence et fixation
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont fixés à la construction environnante par la
partie inférieure des rails de guidage, la partie supérieure du chariot de guidage, ainsi que les
épaulements latéraux. Pour assurer la meilleure rigidité possible de la fixation entre le rail de
guidage et la construction environnante, la surface d'appui occupe, chez SCHNEEBERGER,
toute la surface sous le rail de guidage. Afin de permettre le vissage, le rail de guidage et le
chariot de guidage sont dotés de plusieurs perçages, sous forme de trous ou de taraudages.
Les épaulements latéraux sont réalisés de série d'un seul côté et servent au soutien latéral et à
l'alignement à la construction adjacente. Des épaulements peuvent également être fournis des
deux côtés, sur demande.
La qualité des surfaces de montage et des épaulements et leur position les uns par rapport
aux autres influencent la précision géométrique et la longévité du guidage. Elles sont dès lors
précises et de grande qualité.
15
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.1
Chariot de guidage et rail de guidage
1.2.2
Pièces détachées et accessoires
1.2.2.
Pièces
détachées et
accessoires
16
Utilisation du taraudage
Utilisation du perçage du chariot de guidage comme trou
Rail de guidage avec trou
Rail de guidage avec taraudage par-dessous
Les chariots de guidage des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER se composent de plusieurs
pièces détachées. La pièce principale est le corps porteur en acier laminé de grande qualité,
avec les trous de fixation, ainsi que les chemins de roulement et les trous de retour réservés aux
éléments roulants.
Des rouleaux ou des billes servent d'éléments roulants. Ils sont également réalisés en acier laminé
trempé. Le corps du chariot de guidage comporte en outre les éléments de guidage en plastique
à racleurs longitudinaux intégrés.
La recirculation des éléments roulants fait aussi partie du corps du chariot de guidage. Les
plaques frontales possèdent des racleurs transversaux intégrés pour l'étanchéification frontale
des chariots de guidage et répartissent le lubrifiant à l'intérieur du chariot de guidage. Les
raccords filetés permettent de visser des graisseurs ou des adaptateurs servant à injecter le
lubrifiant à l'intérieur de la plaque frontale et, de là, à la répartir via des canaux et l'acheminer
vers les éléments roulants.
Les chariots de guidage peuvent être complétés par des accessoires, comme des racleurs
additionnels, des racleurs en tôle ou des plaques de lubrification, montés à l'avant des plaques
frontales et permettant une adaptation optionnelle du système à l'application concernée.
Les rails de guidage sont réalisés en acier laminé, comme les chariots de guidage, et sont trempés
soit dans la zone du chemin de roulement, soit dans leur totalité. Les éléments de fermeture
destinés aux trous des rails de guidage, en forme de bouchons ou de bandes de couverture,
complètent les rails de guidage.
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.2
Pièces détachées et accessoires
Équipement de base d'un guidage MONORAIL SCHNEEBERGER à partir de l'exemple d'un guidage à rouleaux MONORAIL MR :
1 Rail de guidage
2 Options de fermeture des perçages (par exemple, bouchons en matière plastique)
3 Recirculation des rouleaux
4 Rouleaux
5 Plaque frontale
6 Vis
7 Graisseur
1
2
3
4
Plaque de lubrification (SPL)
Racleur additionnel (ZCN/ZCV)
Racleur métallique (ASM)
Vis de fixation
Accessoires d'un guidage MONORAIL SCHNEEBERGER à partir de l'exemple
d'un guidage à rouleaux MONORAIL MR.
17
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.3
Types et principes de construction
1.2.3.
Types et
principes de
construction
Normes applicables
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont disponibles en plusieurs tailles et types. Afin
de disposer d'une norme uniformisée pour ces éléments de machine, les variantes principales
ont été regroupées dans la norme industrielle DIN 645 Partie 1. Outre les types, cette norme
établit les cotes principales et les classes de précision des rails de guidage et des chariots de
guidage. Les produits MONORAIL MR et BM SCHNEEBERGER sont conformes à cette norme
et sont ainsi interchangeables.
En plus des configurations normalisées, SCHNEEBERGER propose toute une série de variantes
supplémentaires pour les applications spéciales, par exemple des sections spéciales de rails de
guidage, des rails de guidage à denture, des chariots de guidage courts ou des versions pour
charges lourdes.
Normes de production importantes
DIN 637
Calculs de sécurité pour le dimensionnement et l'utilisation de guidages à rails profilés à circulation
d'éléments roulants
DIN 645 - Partie 1 :
Guidages à rouleaux à rails profilés - Partie 1 : Cotes pour la série 1 à 3
DIN 645 - Partie 2 :
Guidages à rouleaux à rails profilés - Partie 2 : Cotes pour la série 4
DIN ISO 14728 - Partie 1 :
Roulements à mouvement linéaire - Partie 1 : Charges dynamiques de base et durée nominale
DIN ISO 14728 - Partie 2 :
Roulements à mouvement linéaire - Partie 2 : Charges statiques de base
ISO 12090 - Partie 1 :
Roulements linéaires à circulation de billes et rouleaux - Guidage linéaire - Partie 1 : Dimensions
d'encombrement et tolérances pour les séries 1, 2 et 3
ISO 12090 - Partie 2 :
Roulements linéaires à circulation de billes et rouleaux - Guidage linéaire - Partie 2 : Dimensions
d'encombrement et tolérances pour les séries 4 et 5
Pièces détachées
DIN 5401 :
Billes pour roulements et pour l'usage général industriel
DIN 5402 - Partie 1 :
Éléments roulants - Partie 1 : Rouleaux cylindriques
DIN 631 :
18
Conditions d'essai pour la vérification expérimentale de la charge dynamique de base des
guidages linéaires à rails profilés et circulation d'éléments roulants
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.3
Types et principes de construction
Tailles
La taille des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER correspond approximativement à la largeur
du pied de rail de guidage en mm et est calculée à partir de cette dernière. Elle définit également
les cotes principales des chariots de guidage et les gabarits de perçage des trous de fixation. La
Partie 2 de la norme DIN 645 (Cotes pour la série 4) regroupe les guidages miniatures de tailles 7,
9, 12 et 15.
Disposition des éléments roulants
Le nombre de rangées d'éléments roulants et la disposition des éléments roulants dépendent,
dans le cas des guidages linéaires à rails profilés, de la forme des éléments roulants, du contact
roulant, de l'encombrement disponible, des forces transmissibles et d'autres facteurs. Il existe
des guidages à deux, quatre, six rangées d'éléments roulants ou plus. En principe, la capacité de
charge et la rigidité augmentent avec le nombre de rangées d'éléments roulants, mais en même
temps la force de déplacement et les frais de construction augmentent également.
SCHNEEBERGER propose des guidages à 4 rangées et à 2 rangées, comme illustré ci-après :
Type de guidage :
– Guidages MONORAIL SCHNEEBERGER à rouleaux
Géométrie :
– 4 rangées
– Contact linéaire
– Géométrie en O
Produits SCHNEEBERGER :
– MONORAIL MR
– MONORAIL AMS 3B
– MONORAIL AMSABS 3B
– MONORAIL AMSA 3L
Type de guidage :
– Guidages MONORAIL SCHNEEBERGER à billes
Géométrie :
– 4 rangées
– Contact en 2 points
– Géométrie en O
Produits SCHNEEBERGER :
– MONORAIL BM
– MONORAIL BZ
– MONORAIL AMS 4B
– MONORAIL AMSABS 4B
Géométrie en O
En ce qui concerne la disposition des chemins de roulement des guidages linéaires à rails profilés,
on distingue entre la géométrie en X et la géométrie en O. Avec la géométrie dite en O, les chemins
de roulement des éléments roulants sont décalés de 90° pour permettre des entraxes internes
importants de la surface d'appui. Les guidages peuvent alors absorber des forces importantes de
19
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.3
Types et principes de construction
manière régulière dans toutes les directions et atteindre des couples élevés sur l'axe longitudinal.
Ils se caractérisent ainsi par une plus grande rigidité à la torsion que la géométrie en X. C'est
pourquoi les guidages à rouleaux et à billes SCHNEEBERGER sont réalisés dans la configuration
plus avantageuse de la géométrie en O.
Géométrie en X avec entraxe de la surface d'appui as
Géométrie en O avec entraxe de la surface d'appui as
Angle de contact
Les chemins de roulement des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont disposés en un
angle déterminé, de manière à pouvoir absorber les forces provenant de différentes directions.
Cet angle de contact α est défini par la norme DIN ISO 14728 comme l'angle entre la direction
de la force exercée sur le guidage et la ligne d'action de la force qui en résulte, qui est transmise
d'un chemin de roulement à un élément roulant.
Tous les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER présentent un angle de contact de α = 45° leur
permettant d'absorber des forces importantes de manière régulière dans toutes les directions.
Angle de contact des éléments roulants au rail de guidage.
20
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.4
Matériaux
1.2.5
Procédé de trempe 1.2.4.
Matériaux
Les rails et chariots de guidage des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont fabriqués en
acier à outil de grande qualité et divers matières plastiques de grande qualité. Des métaux non
ferreux et de l'aluminium sont également utilisés en partie pour les accessoires.
Le tableau suivant donne un aperçu des matériaux utilisés par SCHNEEBERGER :
Composants
Rails de guidage
Corps des chariots de guidage
Éléments roulants
Plaques frontales
Recirculations
Joints
Racleurs additionnels
Racleurs en tôle
Bouchons pour rails de guidage
Bande de couverture pour rails de guidage
Tête de lecture
Boîtier
Boîtier électronique
Accessoires de lubrification
1.2.5.
Procédé de
trempe Matériaux
Acier trempé pour roulements, chemins de roulement ou rails de guidage
complets
Acier trempé à cœur pour roulements, corps
Acier trempé pour roulements
PAPA, moulé par injection
POM et polyamide, moulé par injection
TPU, moulé par injection
NBR ou FPM (Viton) pour les lèvres des joints, acier fin pour la plaque
d'appui
Acier fin inoxydable
Acier fin inoxydable, laiton, matière plastique (POM)
Acier à ressort inoxydable
Acier fin inoxydable
Aluminium
Aluminium
Acier, zingué, nickelé ou chromé jaune
Afin d'atteindre une capacité de charge suffisante et une grande longévité, les surfaces des
guidages linéaires à rails profilés en contact roulant doivent présenter une dureté de surface
importante. À cet effet, soit seuls les chemins de roulement des éléments roulants, soit le rail de
guidage complet et le corps complet du chariot de guidage sont trempés.
Rails de guidage
SCHNEEBERGER propose aussi bien des rails de guidage à chemins de roulement trempés
par induction, que des rails de guidage entièrement trempés. En plus d'assurer une capacité
de charge suffisante, les rails de guidage à surface dure présentent les avantages suivants par
rapport à des rails de guidage à surface souple, en fonction de l'application :



Grande longévité des racleurs
Possibilité d'utiliser la surface comme surface de roulement des protections (rails de guidage trempés
à cœur uniquement)
Protection du rail de guidage contre l'impact des copeaux (rails de guidage trempés à cœur
uniquement)
Rail de guidage trempé par induction avec zone de dureté (1) à partir de Rail de guidage trempé à cœur à partir de l'exemple d'un rail de
l'exemple d'un rail de guidage MR
guidage MR
21
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.2
Structure d’un guidage à rouleaux à rails profilés
1.2.5
Procédé de trempe
Chariot de guidage
Les corps en acier des chariots de guidage sont les éléments qui déterminent la longévité, tout
comme la précision constante tout au long de la durée de vie. Afin de continuer à répondre à ces
exigences strictes pendant toute la durée utile, ce sous des charges extrêmes, sans déformation
plastique du chariot de guidage, SCHNEEBERGER utilise des aciers pour roulements de grande
qualité pour tous ses produits. Les surfaces de roulement sont trempées, mais aussi la section
complète des chariots de guidage. Même en cas de sollicitations dépassant l'utilisation prévue,
les chariots de guidage SCHNEEBERGER conservent leurs caractéristiques d'usine, puisqu'ils
ne subissent aucune déformation plastique.
Avantages des chariots de guidage trempés à cœur :
 Grande stabilité des dimensions du corps du chariot de guidage sur toute la durée utile
 Absence de déformation plastique du chariot de guidage en cas de surcharge ou de choc
 Absence d'erreurs de géométrie non définies et de pertes de précontrainte
 Grande absorption des forces jusqu'à la limite de rupture
 Les surfaces d'accouplement rectifiées du chariot de guidage ne peuvent être ni détériorées,
ni griffées pendant le transport, le stockage, le montage et la mise en service.
1
2
Charge
Décharge
rouge = trempé à cœur
gris = trempé par induction
La force F est rapportée à la déformation dx jusqu'à la limite de rupture.
En cas de charge trop importante, un chariot trempé par induction subit
une déformation plastique, il reste la déformation x.
22
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.3
Capacité de charge
1.3.1
Capacité de charge
1.3.2
Charge dynamique admissible C
1.3. Capacité de charge
1.3.1.
Capacité de
charge
La capacité de charge est un critère important pour le choix et la conception des guidages
MONORAIL SCHNEEBERGER, et un moyen de mesure de leur performance.
Elle est décrite par les valeurs
 Charge dynamique admissible C (N)
 Charge statique admissible C0 (N)
ainsi que par les valeurs de sollicitation admissible des couples, calculées sur leur base
 Couple dynamique longitudinal ML (Nm)
 Couple dynamique transversal MQ (Nm)
 Couple statique longitudinal M0L (Nm)
 Couple statique transversal M0Q (Nm)
Ces valeurs figurent dans le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
Couples (vert) et charges admissibles (beige)
Les charges admissibles indiquent la force ou la charge qu'un guidage peut absorber avant de
subir une détérioration irréversible. Les charges admissibles dépendent des facteurs suivants :
 Nombre de rangées d'éléments roulants porteurs
 Nombre d'éléments roulants porteurs par rangée
 Diamètre des éléments roulants
 Longueur des éléments roulants (rouleaux)
 Angle de contact
 Matériau
 Dureté de surface des chemins de roulement
1.3.2.
Charge
dynamique
admissible C
La charge dynamique admissible C (N) est la force avec laquelle un guidage linéaire peut
théoriquement atteindre une distance définie, sans montrer de signes de fatigue. Conformément
à la norme DIN ISO 14728-1, cette distance de référence est de 100 km. Le calcul se base sur
l'hypothèse statistique selon laquelle 90 % d'un groupe suffisamment important de guidages
linéaires atteint la distance de 100 km avant que les éléments roulants ne subissent les premières
détériorations. La force est supposée rester constante dans le temps et l'espace, dans le sens
de la pression.
La durée de vie des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER est calculée sur la base de la charge
dynamique admissible. Voir également Chapitre 4.8 - Calcul et dimensionnement.
Ces valeurs figurent dans le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
23
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.3
Capacité de charge
1.3.2
Charge dynamique admissible C
1.3.3
Charge statique admissible C0
Facteurs de conversion pour C
Certains fabricants s'écartent de la norme DIN ISO 14728 en faisant se rapporter les charges
dynamiques admissibles à une durée de vie nominale de 50 km, ce qui donne des charges
admissibles nettement supérieures aux valeurs DIN ISO. Afin de pouvoir comparer les différentes
valeurs entre elles, il convient de convertir les valeurs selon les formules suivantes.
pour guidages à rouleaux
pour guidages à billes
1.3.3.
Charge statique
admissible C0
La charge statique admissible C0 (N) est également une valeur importante intervenant dans la
conception des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER. Elle sert à contrôler la sécurité de charge
statique. Selon la définition de la norme DIN ISO 14728-2, la charge statique admissible C0 est
la force à laquelle une déformation plastique des éléments roulants et du chemin de roulement
intervient à la surface de contact, correspondant au total à 0,0001 fois le diamètre des éléments
roulants.
La charge statique admissible marque la limite de charge du guidage à l'arrêt ou en mouvement
lent. En service, il convient de veiller à ce que le guidage ne soit jamais exposé à des forces
excédant la charge statique admissible. Cela vaut également pour les événements de courte
durée, comme les vibrations ou les chocs.
Les valeurs spécifiques aux produits figurent dans le Catalogue de produits MONORAIL et AMS
SCHNEEBERGER.
La charge statique admissible C0 fait exclusivement référence à la déformation du contact
roulant. La charge de traction maximale admissible d'un guidage linéaire à rails profilés est
toutefois également limitée par les fixation à vis du chariot de guidage et du rail de guidage.
Voir Chapitre 4.9.7 - Fixation du rail de guidage - Forces de traction et couples transversaux
admissibles.
Sécurité de charge statique S0
La sécurité de charge statique S0 est une valeur de la sécurité contre les déformations permanentes
inadmissibles des éléments roulants et des chemins de roulement. Elle se définit comme le
rapport entre la charge statique admissible C0 et la force statique équivalente P0.
S0 Sécurité de charge statique
C0 Charge statique admissible
P0 Force équivalente statique
Des facteurs de sécurité appropriés sont recommandés pour la sécurité de charge statique,
en fonction de l'application et des conditions d'utilisation. Voir Chapitre 4.8 - Calcul et
dimensionnement.
24
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.3
Capacité de charge
1.3.4
Couples statiques et dynamiques
1.3.4.
Couples
statiques et
dynamiques
Le couple statique admissible M0 est un couple qui génère au chariot de guidage une sollicitation
correspondant à la charge statique admissible C0. Cela vaut également pour le couple
dynamique admissible M et la charge dynamique admissible C. Les couples dynamiques
admissibles sont déterminants pour la conception des guidages, à la charge des chariots
de guidage avec des couples transversaux MQ et des couples longitudinaux ML. Les couples
transversaux et longitudinaux augmentent la charge totale du guidage et doivent être pris en
compte en conséquence dans le calcul de la durée de vie et la sécurité de charge statique S0.
Voir Chapitre 4.8 - Calcul et dimensionnement.
La valeur des couples longitudinaux admissibles ML dépend essentiellement du nombre d'éléments
roulants par rangée et, de ce fait, de la longueur des chariots de guidage. Les chariots de guidage
longs peuvent dès lors absorber des couples plus élevés que les chariots de guidage courts.
La charge des éléments roulants individuels diminue de l'extérieur vers le centre du chariot de
guidage. En ce qui concerne la valeur des couples transversaux admissibles MQ, la longueur du
chariot de guidage est tout aussi déterminante que la distance entre les chemins de roulement.
La distance entre les chemins de roulement est plus élevée sur les guidages à géométrie dite
en O que sur ceux à géométrie en X. Voir Chapitre 1.2 - Structure d'un guidage à rouleaux à rails
profilés.
Le couple transversal statique M0Q fait exclusivement référence à la déformation du contact
roulant. Le couple transversal maximum admissible d'un guidage linéaire à rails profilés est
toutefois également limité par le fixation à vis du chariot de guidage et du rail de guidage.
Voir Chapitre 4.9.7 - Fixation du rail de guidage - Forces de traction et couples transversaux
admissibles.
Couples agissant sur le chariot de guidage.
Les quatre chemins de roulement des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont disposés à
un angle de 90° les uns par rapport aux autres. Il en résulte pour les couples longitudinaux une
capacité de charge équivalente autour de l'axe transversal (ML) et de l'axe vertical (ML).
La géométrie en O des guidages permet d'atteindre une distance plus grande entre les chemins
de roulement et, par conséquent, une capacité de charge élevée aux couples autour de l'axe
longitudinal (MQ).
Ces valeurs figurent dans le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
25
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.3
Capacité de charge
1.3.5
Directions des charges
1.3.5.
Directions des
charges
Influence sur les charges admissibles
Les charges statiques (C0) et dynamiques (C) admissibles sont fournies pour les directions
de charge traction/pression/force latérale dans le Catalogue de produits MONORAIL et AMS
SCHNEEBERGER.
Si les guidages sont sollicités sous un autre angle, la capacité de charge diminue.
Ceci est dû à l'absorption de forces internes. Idéalement, la force doit être absorbée par 2 chemins
de roulement. Dans le cas le plus défavorable, à une charge inférieure à 45°, la force est absorbée
par un seul chemin de roulement. La capacité de charge diminue alors à environ 70 % de la
valeur d'origine, ce qui diminue la durée de vie de presque 30 %.
Influence de la direction de la force sur la durée de vie en % : Guidage à rouleaux MR (rouge) et guidage à billes BM (jaune).
26
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.3
Capacité de charge
1.3.5
Directions des charges
Influence sur la durée de vie
La capacité de charge et la durée de vie des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER dépendent
de la direction de la charge. Le calcul de la durée de vie en tient compte sous la forme de la force
P équivalente combinée.
Sur le plan géométrique, dans une direction inclinée de la force, les composants de la force
horizontale FY et de la force verticale FZ s'additionnent par addition vectorielle, conformément à
l'illustration ci-dessous, à la charge totale Fres, exercée sur le chariot de guidage.
Addition vectorielle des composants de la force horizontale FY et de la
charge verticale FZ pour obtenir la charge totale Fres.
En revanche, à la force P équivalente, les composants de la force sont additionnés de manière
arithmétique selon la formule
P
FY
Fz
Force équivalente
Composants de la force horizontale (force dans la direction y)
Composants de la force verticale (force dans la direction z)
Par conséquent, à des forces qui dévient des directions principales, la force équivalente
dynamique est toujours supérieure à la force s'exerçant effectivement sur le guidage. Cette
procédure permet d'utiliser toujours la charge dynamique admissible C dans la formule de la
durée de vie
Lnom
C
P
a1
q
Durée de vie nominale
Charge dynamique admissible
Force équivalente
Coefficient de durée de vie
Exposant pour le calcul de la durée de vie
= 10/3 à rouleaux
= 3 à billes
tout en tenant compte de la diminution de la capacité de charge en cas de charge inclinée
et, donc, de la réduction de la durée de vie qui y est associée. Voir Chapitre 4.8 - Calcul et
dimensionnement.
Cette perte de longévité peut être considérable en cas de charge inclinée, étant donné que le
rapport C/P intervient dans le calcul, avec les exposants q ≈ 3. Dans le pire des cas, à une force
inférieure à 45°, la durée de vie diminue d'environ 2/3 en comparaison avec la durée de vie à une
charge agissant dans la direction principale de la force.
En cas de construction d'un axe, il convient dont de veiller à disposer le guidage en fonction de
la direction prédominante de la charge, afin d'allonger autant que possible la durée de vie.
27
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.4
Précontrainte
1.4.1
Définition
1.4. Précontrainte
1.4.1.
Définition
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER se caractérisent par une compression élastique qui
n'est pas linéaire, mais bien dégressive. En d'autres termes, sous une force minime, les éléments
roulants sont relativement souples et se rigidifient au fur et à mesure que la force augmente.
La précontrainte charge préalablement les guidages et élimine une partie de la déformation
élastique. La rigidité de tout le système augmente ainsi.
L'influence de la précontrainte sur la compression est illustrée ci-après à partir de l'exemple
d'une bille.
La précontrainte
 Modifie la rigidité et, par conséquent, la fréquence propre d'un système de guidage
 Influence la pulsation verticale du chariot de guidage
 Augmente la résistance au déplacement du chariot de guidage
 Augmente la charge agissant sur le chariot de guidage et réduit ainsi la durée de vie
nominale La précontrainte doit dès lors être prise en compte comme force supplémentaire
dans le calcul de la durée de vie.
Le choix de la précontrainte doit toujours être un compromis entre la rigidité, la résistance au
déplacement et la durée de vie et doit être en rapport avec l'application. Raison pour laquelle
SCHNEEBERGER propose quatre classes de précontrainte différentes V0, V1, V2 et V3.
1
2
3
Précontrainte minime, V1
Précontrainte moyenne, V2
Précontrainte élevée, V3
Lnom Durée de vie nominale
P Force équivalente
C Charge dynamique admissible
Durée de vie nominale en fonction de la précontrainte et de la force
à partir de l'exemple d'un guidage à rouleaux MR 45.
Le rapport P/C (%) entre la force équivalente P (N) et la charge
dynamique admissible C (N) est rapporté à la durée de vie nominale Lnom (km).
28
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.4
Précontrainte
1.4.2
Génération
1.4.3
Guidages MONORAIL SCHNEEBERGER
1.4.2.
Génération
La précontrainte V du chariot de guidage est générée par l'utilisation d'éléments roulants
surdimensionnés. Ce qui signifie que le diamètre des éléments roulants dépasse de quelques
micromètres l'espace entre le rail de guidage et le chariot de guidage. De ce fait, en cas de
poussée sur un rail de guidage, les flancs du chariot de guidage se cambrent. La précontrainte
résulte de la force de rappel en raison de l'élasticité du corps du chariot de guidage. L'importance
de la précontrainte dépend du choix d'un diamètre d'élément roulant correspondant.
Précontrainte Fvsp, générée par les éléments roulants et agissant contre
le chariot de guidage. L'arrière d'un chariot poli est illustré.
1.4.3.
Guidages
MONORAIL
SCHNEEBERGER
Classes de précontrainte
SCHNEEBERGER propose trois ou quatre classes de précontrainte différentes pour ses guidages
MONORAIL à rouleaux et à billes. Voir Chapitre 4.5 - Précontrainte.
Mesure de la précontrainte
La précontrainte ne provoque pas seulement un élargissement des flancs, mais également
un léger fléchissement du dessus du chariot de guidage. Cette déformation du dessus est
proportionnelle à l'ampleur de la force de précontrainte et est, à ce titre, utilisée pour mesurer et
contrôler cette dernière.
Constance de la précontrainte
Prudence
Perte de précontrainte sous l'effet de la déformation du chariot de guidage
 Afin de garantir la précontrainte réglée après le montage du chariot de guidage, il est impératif
de respecter les linéarités de la construction adjacente précisées dans le présent Manuel.
Dans le cas contraire, la déformation du chariot de guidage peut provoquer une perte ou une
augmentation de la précontrainte lors du vissage.
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER se caractérisent notamment en ce que les chariots
de guidage circulant sur n'importe quel rail de guidage, comportent un dessus de niveau, ce
indépendamment de la précontrainte. Les chariots de guidage à précontrainte différente peuvent
être utilisés sur n'importe quel rail de guidage. La précontrainte réglée ne change pas.
29
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.5
Rigidité
1.5.1
Définition
1.5. Rigidité
1.5.1.
Définition
La rigidité est une valeur technique décrivant le rapport entre la force extérieure exercée sur
un corps et la déformation élastique du corps. La rigidité totale des guidages MONORAIL
SCHNEEBERGER est influencée par ses composants (rail de guidage, chariot de guidage et
élément roulant), ainsi que par la construction environnante, la fixation du guidage au châssis
de la machine et les chariots d'axe. La rigidité est un critère important intervenant dans le choix
des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER. Elle est précisée dans le Catalogue de produits
MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER, sous la forme de schéma des directions principales de
la force, la traction et la pression.
Le schéma tient uniquement compte du système linéaire à rails profilés chariot de guidage/rail
de guidage.
La déformation δ (μm) est rapportée à la charge F (kN) et donne la rigidité à la pression ou la rigidité à la traction.
Type :
1 MR W 45 A V3 et MR W 45 C V3
2 MR W 45 B V3 et MR W 45 D V3
3 Quadrant de la rigidité à la traction
4 Quadrant de la rigidité à la pression
30
δ
F
Déformation
Force
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.6
Précision
1.6.1
Précision
1.6.2
Classes de précision des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER.
1.6.3
Précision de déplacement
1.6. Précision
1.6.1.Précision
La précision des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER, combinée à celle de la construction
environnante, détermine la précision de l'ensemble de la machine et constitue dès lors un critère
important pour le choix du guidage. Différentes précisions sont nécessaires en fonction de
l'application. Plus le guidage est précis et stable, plus les exigences sont strictes concernant
la configuration des surfaces de montage, et plus la construction environnante doit être rigide.
1.6.2.
Classes de
précision
des guidages
MONORAIL
SCHNEEBERGER.
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER se répartissent en différentes classes de précision.
Ces classes définissent aussi bien les tolérances de la cote de référence des chariots de guidage
par rapport au rail de guidage, que la précision de déplacement des chariots de guidage sur la
longueur du rail de guidage. Elles permettent ainsi une adaptation optimale des produits aux
exigences de l'application en matière de précision.
1.6.3.
Précision de
déplacement
Idéalement, les chariots de guidage doivent se déplacer en ligne parfaitement droite le long du
rail de guidage. Les tolérances de fabrication donnent toutefois lieu à des écarts par rapport à
cette ligne idéale, le mouvement des chariots de guidage se caractérisant ainsi par 5 erreurs de
composants au total. Les écarts verticaux (XTZ) et horizontaux (XTY) sont décrits par la précision
de déplacement. De plus, des mouvements de rotation peuvent intervenir sur les trois axes (XRX,
XRY et XRZ).
Les tolérances de ces cotes sont déterminées en usine chez SCHNEEBERGER et garantissent
ainsi une grande qualité des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER en ce qui concerne l'utilité
pour la clientèle et l'interchangeabilité des produits.
Mouvement de rotation et de translation d'un chariot de guidage
31
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.6
Précision
1.6.3
Précision de déplacement
Désignation abrégée :
XRX
XRY
XRZ
XTX
XTY
XTZ
Écart de rotation autour de l'axe x
Écart de rotation autour de l'axe y
Écart de rotation autour de l'axe z
Écart de translation dans la direction x (sens du mouvement)
Écart de translation dans la direction y
Écart de translation dans la direction z
Description de la désignation abrégée dans le cas de la rotation :
X
R
X
X
T
X
Axe
Type de composant (R = Rotation)
Axe de rotation (écart de rotation)
Description de la désignation abrégée dans le cas de la translation :
Axe
Type de composant (T = Translation)
Sens de l'écart (écart de translation)
Effets des erreurs de composants
Description à partir de l'exemple d'un axe de machine. Le comportement géométrique est, entre
autres, déterminé par les erreurs de composants des guidages linéaires intégrés.
L'axe d'une machine se compose généralement de 4 chariots de guidage qui se déplacent sur
2 rails de guidage et qui sont reliés par une plaque fixe. Les erreurs des composants individuels
agissent sur l'axe, pouvant provoquer à son tour 5 erreurs de composants de chaque axe.
Mouvement de rotation et de translation de 4 chariots de guidage reliés
entre eux
Si davantage d'axes sont reliés entre eux, les erreurs de composants ont un impact réciproque
les uns sur les autres.
Raison pour laquelle il est important de minimiser autant que possible les écarts de chacun des
chariots de guidage du système.
32
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.6
Précision
1.6.4
Influence sur la précision de déplacement
1.6.4.
Influence sur
la précision de
déplacement
La précision de déplacement des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER est influencée non
seulement par la précision de fabrication des chemins de roulement des éléments roulants dans
le rail de guidage, mais également par un certain nombre d'autres facteurs. Les écarts qui en
résultent peuvent se diviser comme suit, en fonction de l’effet produit.
Écart d'onde longue :
 Erreur de géométrie des chemins de roulement des rails de guidage
 Erreur de géométrie des surfaces de montage dans le châssis de la machine
Écart d'onde moyenne :
 Déformation du rail de guidage sous l'effet des forces de vissage
 Tolérances de position des trous des rails de guidage
Écart d'onde courte :
 Pulsation verticale des chariots de guidage
 Passage des jointures dans le cas de rails de guidage en plusieurs parties
Erreur de géométrie de la construction adjacente
Afin d'assurer une précision maximale du guidage, les plaques de montage de la construction
adjacente doivent également présenter une grande précision. Les écarts maximum en hauteur,
sur les côtés et de parallélisme des surfaces d'appui des rails de guidage recommandés par
SCHNEEBERGER sont repris dans le Chapitre 4.12 - Structure de la construction adjacente.
D'autres erreurs de géométrie sont dues à la précision et à la rigidité du châssis de la machine
ou de la construction environnante générale. Il convient de respecter ici impérativement les
tolérances d'intégration recommandées, ainsi que la structure de la fixation en ce qui concerne
la rigidité.
Forces de vissage
Les forces de vissage exercées lors du montage du rail de guidage peuvent provoquer des
écrasements locaux, dont l'ampleur dépend des couples de traction et de la forme géométrique
du rail de guidage. Les écrasements du rail de guidage provoquent une ondulation verticale
minime lorsque les chariots de guidage se déplacent, ce dans l'espace entre les trous de fixation.
L'impact des écrasements sur la précision de déplacement dépend aussi bien de leur ampleur
que de la longueur des chariots de guidage et de l'espace entre les trous de fixation. Des chariots
de guidage longs et un petit espace entre les trous constituent un avantage par rapport à des
chariots de guidage courts avec de grands espaces entre les trous.
Il convient essentiellement de réduire le couple de serrage, la lubrification des têtes de vis et le
frottement de la tête, et de respecter un couple de serrage régulier. Il ne faut jamais appliquer un
couple de serrage plus élevé que nécessaire.
33
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.6
Précision
1.6.4
Influence sur la précision de déplacement
Précision de déplacement en cas d'utilisation de plusieurs chariots de guidage et de
plusieurs rails de guidage
Dans la pratique, les chariots de guidage et les rails de guidage sont reliés entre eux par des
montants ou par des châssis de machine. Les descriptions ci-après supposent la rigidité infinie
de ces pièces. Nous allons de nouveau examiner le mouvement global du système, cette fois par
rapport au milieu de la plaque d'accouplement (montants) :
Mouvement de rotation et de translation de 4 chariots de guidage reliés
entre eux
Les mouvements des chariots de guidage en rotation XRX, XRY et XRZ ne sont plus visibles
dans l'ensemble du système. Les translations XTY et XTZ sont réduites, aux distances usuelles,
à environ 1/5 de la valeur initiale.
Les rotations et les translations des chariots de guidage s'exercent sous forme de forces
supplémentaires sur les chemins de roulement des chariots de guidage.
34
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.6
Précision
1.6.4
Influence sur la précision de déplacement
1.6.5
Mesures d’amélioration de la précision
Pulsation verticale
On entend par pulsation verticale les mouvements du chariot de guidage dans le sens XTY et
XTZ, générés par l'entrée et la sortie périodiques des éléments roulants dans la zone de support.
Il est à noter que le nombre et l'emplacement des éléments roulants porteurs varient en fonction
du chemin de roulement, ce qui provoque des variations de forces pulsées dans le corps du
chariot de guidage.
La pulsation verticale peut être influencée par la longueur du chariot de guidage L et la
précontrainte V du chariot de guidage.
La règle est la suivante : Un chariot de guidage long et une précontrainte V minime réduisent la
pulsation verticale.
SCHNEEBERGER accorde une attention particulière aux circulations d'éléments roulants et aux
zones d'entrée dans le corps en acier. Ces zones sont configurées de manière géométrique telle
à assurer un fonctionnement très silencieux, avec une pulsation verticale et des variations de
force de déplacement minimales et un niveau de bruit minime.
1.6.5.
Mesures
d'amélioration
de la précision
La liste suivante donne un aperçu des mesures permettant d'assurer une grande précision de
mouvement.
 Châssis de machine aussi rigide que possible, doté de surfaces d'appui des rails de
guidages, réalisées avec précision
 Montage du guidage avec une butée latérale d'un seul côté
 Choix d'une classe de précision élevée du guidage
 Choix de rails de guidage présentant un comportement similaire au déplacement (voir à cet
effet les associations de systèmes dans le Chapitre 4.6 - Précision)
 Choix de petits espaces entre les trous de fixation dans les rails de guidage
 Réduction des couples de vissage (en veillant à une capacité de charge suffisante)
 Utilisation de chariots de guidage longs
 Configuration des axes avec deux rails de guidage et au moins deux chariots de guidage
 Distances élevées entre les éléments de guidage (écartement des rails) et les chariots de
guidage
35
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.7
Bases de calcul de la durée de vie
1.7.1
Définition des concepts
1.7.2
Normes applicables
1.7. Bases de calcul de la durée de vie
1.7.1.
Définition des
concepts
La durée de vie d'un guidage linéaire à rails profilés correspond à la distance qu'il peut parcourir
sous une charge définie, avant que les premiers signes de fatigue apparaissent sur les chemins
de roulement ou les éléments roulants d'un guidage linéaire. Le calcul se base sur la charge
dynamique admissible C, la force équivalente P et un exposant, qui dépend de la forme des
éléments roulants.
Lnom
C
P
q
Durée de vie nominale
Charge dynamique admissible
Force équivalente
Exposant pour le calcul de la durée de vie
= 10/3 à rouleaux
= 3 à billes
Le graphique montre la durée de vie nominale Lnom comparée au rapport C/P entre le guidage
à rouleaux et le guidage à billes, sans effet de la précontrainte, et met en évidence la plus grande
longévité d'un guidage à rouleaux par rapport à un guidage à billes.
1
2
Guidage à rouleaux
Guidage à billes
Lnom Durée de vie nominale
C Charge dynamique admissible
P Force équivalente
Durée de vie guidage à rouleaux/guidage à billes, sans effet de la précontrainte
Le rapport C/P est rapporté à la durée de vie nominale Lnom (km).
Durée de vie nominale Lnom
Par durée de vie nominale Lnom, on entend la distance calculée, atteinte avec une probabilité de
90 % ou dépassée par un groupe suffisamment important de guidages linéaires identiques dans
des conditions d'utilisation identiques, sans apparition de signes de fatigue des matériaux.
Sauf spécifications contraires, tous les plans de SCHNEEBERGER sont exprimés en durée de
vie nominale Lnom.
Durée d'utilisation
La durée d'utilisation est la durée de vie effective atteinte, qui peut varier fortement par rapport à la
durée de vie nominale théorique. Les causes peuvent notamment être les influences extérieures,
des conditions d'utilisation différentes des conditions supposées ou un montage incorrect.
Voir Chapitre 6.5 - Conditions d'utilisation.
36
1.7.2.
Normes
applicables
Le calcul de la durée de vie, ainsi que des charges statiques et dynamiques admissibles des
guidages linéaires est décrit dans la norme DIN ISO 14728. La procédure de calcul se base sur
les paliers à roulements rotatifs conformément à DIN ISO 281.
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.8
Systèmes d’étanchéité
1.8.1
Fonction des joints
1.8.2
Types de joints
1.8. Systèmes d'étanchéité
1.8.1.
Fonction des
joints
Les joints des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER protègent les chariots de guidage et les
éléments roulants contre l'infiltration de matières étrangères, comme des solides ou des liquides,
et empêchent l'expulsion du lubrifiant. Le manque de lubrification et la contamination par des
impuretés, des copeaux et des lubrifiants réfrigérants sont de loin les causes les plus fréquentes
de l'usure prématurée et de la défaillance des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER. Afin
d'assurer le bon fonctionnement du guidage sur la durée de vie prévue, il convient non seulement
de veiller à une lubrification suffisante, mais aussi de prendre des mesures supplémentaires. En
fait notamment partie l'étanchéité sur toutes les faces des chariots de guidage, pouvant être
au besoin renforcée par des dispositifs de protection supplémentaires, comme des protections
télescopiques et des soufflets. Ces mesures sont conçues pour protéger le guidage contre tout
contact direct avec les matières étrangères, de manière à minimiser la quantité de matières
susceptibles d'atteindre les chemins de roulement.
Plusieurs facteurs sont décisifs pour le fonctionnement optimum des joints de guidage :
 Structure et montage corrects des racleurs
 Lubrification des lèvres des joints, afin d'empêcher les effets stick-slip, le repliement des
lèvres des joints et l'usure
 Surface de raclage aussi lisse que possible, sans arêtes gênantes, par exemple dues à des
surfaces usées, et utilisation de rails de guidage fixés par le dessous ou par une bande de
couverture MAC
1.8.2.
Types de joints
Racleurs transversaux
Les racleurs transversaux étanchéifient les chariots de guidage à l'avant, dans le sens du
mouvement. Les racleurs sont montés aux deux extrémités des chariots de guidage et sont
dotés de doubles lèvres. Une lèvre de joint solide est orientée vers l'extérieur du chariot de
guidage et sert à racler les copeaux et les impuretés séchées.
Une lèvre de joint fine, à frottement réduit, est orientée vers l'intérieur. Elle sert à minimiser
l'expulsion du lubrifiant.
Les racleurs transversaux sont toujours réalisés comme un joint de contact. Ce qui signifie que,
pour assurer un fonctionnement sûr, il faut une force normale FN, agissant sur les lèvres du joint.
Il en résulte une force de frottement FR qui est réduite par l'optimisation de la géométrie et de la
matière de la lèvre du joint. Il est essentiel que la lèvre de joint soit soumise à une force minimale
de FN sur la surface du rail de guidage.
1
2
3
4
5
6
Sens de déplacement
Impuretés
Rail de guidage
Lubrifiant
Intérieur du chariot de guidage
Racleur transversal
FN Force normale
FR Force de frottement
Fonction d'un racleur transversale (section) dans le sens du mouvement
(flèche jaune)
37
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.8
Systèmes d’étanchéité
1.8.2
Types de joints
Racleurs longitudinaux
Les racleurs longitudinaux sont des joints installés dans le sens du mouvement, servant
à étanchéifier les circulations des éléments roulants sur toute la longueur, depuis le côté.
L'étanchéité n'est pas active pendant le mouvement, étant donné que le lubrifiant côté intérieur
et les corps étrangers côté extérieur ne sont en contact que latéralement avec le racleur. Le mode
de fonctionnement peut être comparé avec celui d'une bague d'étanchéité radiale. Idéalement,
quatre racleurs longitudinaux doivent être utilisés des deux côtés, sur les chemins de roulement
inférieurs et supérieurs, comme sur les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER.
Les racleurs longitudinaux et transversaux sont intégrés dans le chariot de guidage :
Racleur longitudinal (vert) et racleur transversal (rouge) sur un chariot
de guidage.
Racleurs transversaux à faible frottement
Les racleurs longitudinaux à faible frottement servent à réduire la force de frottement pour les
applications avec accumulation minime d'impuretés. Le joint ne possède pas une double lèvre,
et la précontrainte de la lèvre du joint est réduite.
Racleurs transversaux additionnels
Dans des conditions d'utilisation particulières, comme une forte accumulation d'impuretés, de
copeaux ou de réfrigérant, il est possible d'utiliser des éléments d'étanchéité supplémentaires,
montés à l'avant des chariots de guidage pour renforcer la protection mécanique.
Il s'agit ici de joints supplémentaires à une seule lèvre en NBR ou en caoutchouc fluoré à haute
rigidité ou de tôles sans contact, qui éloignent les grosses particules des lèvres des racleurs.
38
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.8
Systèmes d’étanchéité
1.8.3
Frottement de différents joints
1.8.3.
Frottement de
différents joints
Dans le cas des joints à contact, il existe un rapport direct entre la force de frottement FR et l'effet
d'étanchéité. Un bon effet d'étanchéité exige une compression élevée de la surface sur la lèvre
du joint, avec une augmentation rapide de la compression. Ce qui n'est possible que grâce à
une précontrainte importante, associée à une force de compression et à un frottement de même
envergure dans le sens du raclage.
1
2
3
Racleur à faible frottement (QL)
Racleur standard (QN)
Racleur standard et racleur additionnel (ZBN/ZBV)
Force de déplacement à partir de l'exemple d'un guidage à billes BM 35.
La force de déplacement FV (%) des variantes de racleur est présentée
par rapport à un racleur standard (100%).
39
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.9
Émission de bruit
1.9.1
Définition
1.9.2
Causes
1.9. Émission de bruit
1.9.1.
Définition
Les guidages sans friction émettent des bruits aériens et de corps. Le bruit aérien émis directement
par le palier est plutôt secondaire. Le bruit est principalement émis par le corps et dépend du
type d'accouplement et de la qualité de la construction environnante.
1.9.2.
Causes
Les causes essentielles de l'émission de bruit sont les déformations élastiques dans les points de
contact entre les éléments roulants et le guidage, les qualités de surface, les effets de frottement
et les bruits provoqués par les lubrifiants, ainsi que l'accouplement et la qualité de la construction
environnante.
Déformations élastiques
Les chocs intervenant dans les points de contact entre les éléments roulants et les pièces de
guidage peuvent donner lieu à des déformations. L'entrée et la sortie des éléments roulants dans
la zone de support du chariot de guidage provoquent en particulier des oscillations périodiques,
qui produisent un bruit de fonctionnement dont la puissance et la fréquence augmentent avec
la vitesse.
Émission de bruit d'un guidage à billes BM 25 en fonction de la vitesse.
La vitesse v (m/s) est rapportée à la pression acoustique ps (%).
La lubrification s'effectue à l'huile.
Effets de la surface
La géométrie des contacts roulants a une influence considérable sur le bruit de fonctionnement.
Aussi bien les différents diamètres des éléments roulants que les ondulations ou les rugosités
des surfaces peuvent provoquer des oscillations, l'influence la plus importante provenant de la
qualité de surface des éléments roulants. C'est pourquoi SCHNEEBERGER accorde une attention
particulière à la qualité de surface, spécialement des éléments roulants de ses guidages linéaires.
Frottement
Les surfaces de contact de frottement entre les éléments roulants proprement dits, entre les
éléments roulants et les pièces de guidage environnantes, et entre les joints coulissants du
chariot de guidage et le rail de guidage contribuent à la génération de bruit.
Au retour des éléments roulants, des bruits se produisent à vitesses élevées. Les éléments
d'écartement empêchent les éléments roulants de frotter les uns contre les autres ou de
s'entrechoquer. Voir à ce sujet Chapitre 1.9.3 - Éléments d'écartement
40
Lubrifiant
Le film lubrifiant à l'intérieur du chariot de guidage atténue le bruit de fonctionnement, car il
empêche le contact mécanique direct des pièces de coulissement et de roulement.
La présence d'impuretés dans le lubrifiant peut toutefois contribuer à un renforcement du bruit
de fonctionnement, étant donné que le retournement constant de grosses particules dures en
particulier rend les surfaces des pièces de roulement en contact roulant rugueuses.
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.9
Émission de bruit
1.9.3
Mesures de diminution du bruit
La viscosité de l'huile de base du lubrifiant et le type d'épaississant utilisé pour la graisse
lubrifiante ont également un effet sur le bruit de fonctionnement.
1.9.3.
Mesures de
diminution du
bruit
Lubrifiant
Plus le film lubrifiant est épais, plus le contact métallique et, par conséquent, le bruit sont faibles.
L'utilisation de graisses spéciales est dès lors un bon moyen de réduire l'émission de bruit.
Le comportement est déterminé aussi bien par la viscosité de l'huile de base que par le type
d'épaississant et la proportion d'épaississant. Plus la viscosité de l'huile de base est élevée
et plus la proportion d'épaississant est importante (par exemple, classe 2 NLGI), plus il faut
s'attendre à une diminution. Des graisses à base d'huile minérale avec des épaississants au
calcium et au baryum ont donné de bons résultats pour la lubrification des guidages linéaires
silencieux.
Le schéma suivant montre le niveau de bruit d'un guidage MONORAIL SCHNEEBERGER
à différentes états de lubrification, à partir de l'exemple d'un guidage à billes BM 35.
État de la lubrification
1 sec
2 huilé
3 graissé
Émission de bruit d'un guidage à billes BM 35 en fonction de la
lubrification. L'état de la lubrification est rapporté à la pression
acoustique ps (%).
Surfaces
Afin de réduire les bruits de déplacement provoqués par le contact métallique entre les éléments
roulants et les éléments de guidage environnants, les pièces de recirculation et les canaux de
retour des éléments roulants des guidages linéaires sont généralement fabriqués en matières
plastiques aptes au glissement, capables de réduire le bruit, mais aussi la résistance au roulement
des chariots de guidage.
Raison pour laquelle SCHNEEBERGER ne fabrique pas seulement des chariots de guidage
à rouleaux, mais aussi des chariots de guidage à billes avec un tube de retour en plastique qui,
par sa géométrie spéciale, contribue à la diminution du bruit. Ce tube constitue en outre un
réservoir de lubrifiant supplémentaire.
Éléments d'écartement
En plus de la méthode efficace consistant à réduire les bruits à l'aide de lubrifiant, SCHNEEBERGER
propose pour ses guidages à billes BM la possibilité d'intégrer des éléments d'écartement entre
les éléments roulants.
Ces éléments d'écartement empêchent les éléments roulants de frotter les uns contre les autres
ou de s'entrechoquer.
En comparaison avec les chaînes, les éléments d'écartement ont pour avantage qu'ils ne sont
soumis qu'à une pression et que, en l'absence de barre de liaison, aucune contrainte de flexion
ou de traction ne peut intervenir, ce qui a un effet positif sur la durée de vie et l'usure.
41
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.10
Lubrification
1.10.1 Mission de la lubrification
1.10.2 Types de lubrifiants
1.10. Lubrification
1.10.1.
Mission de la
lubrification
Afin de garantir le bon fonctionnement des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER, il convient
de procéder à une lubrification suffisante et un regraissage en se servant d'un lubrifiant adapté
aux conditions d'utilisation et ambiantes.
La lubrification a plusieurs missions :
 Séparer les pièces de roulement métalliques grâce à la formation d'un film de lubrifiant
solide
 Réduire l'usure
 Diminuer le frottement entre les éléments roulants et le chemin de roulement, et entre les
éléments roulants entre eux
 Réduire la friction de glissement des joints
 Protéger contre la corrosion
 Réduire les bruits de déplacement
La lubrification peut, de plus, remplir d'autres fonctions, notamment :
 Dissiper la chaleur ou expulser les impuretés (dans le cas de la lubrification à l'huile)
 En combinaison avec le système d'étanchéité, empêcher l'infiltration de matières étrangères
liquides ou solides (en cas de lubrification à la graisse)
La lubrification a ainsi une influence considérable sur le fonctionnement et la durée de vie du
guidage linéaire.
Le fonctionnement optimum du système de lubrification est toutefois subordonné au choix du bon
lubrifiant en fonction des conditions d'utilisation et ambiantes, ainsi qu'au bon fonctionnement
du système d'étanchéité. Les joints ont ici pour mission de maintenir le lubrifiant dans le chariot
de guidage et d'empêcher l'infiltration de matières étrangères liquides ou solides dans le chariot
de guidage. Les joints doivent ainsi empêcher la contamination ou l'expulsion du lubrifiant.
Prudence
Dommages corporels et matériels dus à la rupture
 Outre l'encrassement et la surcharge, le manque de lubrifiant ou le choix d'un lubrifiant non
approprié sont les causes les plus fréquentes des pannes des guidages linéaires.
 Il convient dès lors de veiller à maintenir les conditions d'utilisation adaptées et de procéder
régulièrement à la lubrification.
1.10.2.
Types de
lubrifiants
42
Aussi bien de la graisse, que de la graisse fluide ou de l'huile peut être utilisée pour lubrifier les
guidages MONORAIL SCHNEEBERGER.
Les lubrifiants contenant des additifs solides, comme du graphite, du MoS2 ou du PTFE ne
conviennent pas pour les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER, car ils sont susceptibles de
former des dépôts nuisibles sur les chemins de roulement des éléments roulants.
Le lubrifiant peut être appliqué soit manuellement, par exemple par une pompe à graisse, soit
automatiquement via une installation de lubrification centralisée, ou encore par un distributeur
de lubrifiant supplémentaire installé sur les chariots de guidage. Voir à cet effet Chapitre 4.13.9 Plaque de lubrification SPL. En règle générale, l'utilisation d'une installation de lubrification
centralisée garantit une lubrification régulière et sûre. Dans des cas spéciaux, il est également
possible d'utiliser une lubrification pneumatique à l'huile, qui est une sorte de lubrification
à quantité minimale. Voir Chapitre 4.13.8 - Savoir-faire dans le domaine des applications de
lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d'utilisation particulières.
Les critères suivants sont décisifs pour le choix du type de lubrifiant et son application :
 Le type d'application
 Les conditions d'utilisation
 La structure de la machine et de la construction environnante
 L'accessibilité des guidages
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.10
Lubrification
1.10.3 Propriétés des lubrifiants
1.10.3.
Propriétés des
lubrifiants
Huiles lubrifiantes
Comme huiles lubrifiantes, il est possible d'utiliser soit des huiles minérales, soit des huiles de
synthèse fabriquées artificiellement, avec des additifs contre le vieillissement, la corrosion, la
formation de mousse ou pour l'augmentation de la résistance à la pression. Les huiles lubrifiantes
sont réparties en diverses classes en fonction de leur viscosité, conformément à DIN 51519.
Huiles lubrifiantes
 Pénètrent plus facilement dans le chariot de guidage et se répartissent mieux que la graisse
 Dissipent bien la chaleur
 Sortent plus facilement du guidage que la graisse
 Subissent la gravité et exigent dès lors, selon l'emplacement, des coûts de construction
supérieurs qu'avec le graissage.
 Proposent un effet de rinçage
Graisses lubrifiantes
Les graisses lubrifiantes se composent d'une huile de base (généralement de l'huile minérale), d'un
épaississant (savons métalliques, savons simples, savons complexes (calcium, lithium, sodium,
autres) et divers additifs (par exemple contre l'oxydation, la corrosion et pour l'augmentation de
la résistance à la pression). Les graisses lubrifiantes sont réparties en diverses classes dites NLGI
(National Lubricating Grease Institute), selon leur consistance ou leur résistance, conformément
à DIN 51818. Voir à ce sujet les sections suivantes.
Graisses lubrifiantes
 Diminuent les bruits de déplacement
 Renforcent l'effet des racleurs, grâce à leur consistance solide
 Empêchent l'infiltration d'impuretés dans le guidage
 Restent définies au point de lubrification
 Ont également un effet de dépôt en raison de leur proportion d'épaississant
 Ont un effet durable et permettent d'allonger les intervalles entre les lubrifications
 Les épaississants présents dans les graisses lubrifiantes ajoutent une certaine tenue en cas
d'urgence
Graisses fluides
Les graisses fluides sont des graisses peu visqueuses, par conséquent
 Adaptées aux installations de lubrification centralisées
 Caractérisées par une consistance souple, fluide
Miscibilité
Les huiles lubrifiantes à base d'huile minérale sont miscibles à condition d'appartenir à la même
classification et de ne pas avoir plus d'une classe ISO VG de viscosité de différence.
Pour les huiles de synthèse, il convient de consulter le fabricant de lubrifiants.
Changement de lubrifiant
Il est possible de passer sans danger a posteriori de la lubrification à l'huile à la lubrification à la
graisse, à condition que les lubrifiants soient compatibles.
Il n'est pas possible de passer de la lubrification à la graisse à la lubrification à l'huile, étant donné
que de la graisse est introduite dans les canaux de lubrification étroits des chariots de guidage
dès la première lubrification, afin d'empêcher l'écoulement de l'huile, de sorte qu'il ne serait pas
possible de garantir une lubrification à l'huile suffisante.
43
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.10
Lubrification
1.10.4 Lubrifiants recommandés
1.10.5 Valeurs et additifs des lubrifiants
1.10.4.
Lubrifiants
recommandés
Lubrifiants recommandés par SCHNEEBERGER :
Lubrification à l'huile
 Huile minérale CLP conforme à DIN 51517 ou HLP conforme à DIN 51524, de la plage de
viscosité ISO VG 32 à ISO VG 100 conformément à DIN 51519
 Huiles pour glissières CGLP conformes à DIN 51517 jusqu'à la classe de viscosité
ISO VG 220
Lubrification à la graisse
 Graisse lubrifiante KP2K conforme à DIN 51825
Lubrification à la graisse fluide
 Graisse fluide GP00N ou GP000N conformément à DIN 51826
1.10.5.
Valeurs et
additifs des
lubrifiants
Viscosité
On entend par viscosité la mesure de la résistance à l'écoulement en fonction du frottement
interne d'un liquide.
Les huiles lubrifiantes sont réparties en diverses classes en fonction de leur viscosité,
conformément à DIN 51519. Une viscosité faible désigne un lubrifiant peu visqueux, tandis qu'une
viscosité élevée désigne un lubrifiant résistant à l'écoulement. Par exemple, l'eau appartient à la
classe ISO VG 1.
Classes de viscosité conformes à DIN 51519 :
Classe de viscosité ISO
ISO VG 32
ISO VG 46
ISO VG 68
ISO VG 100
ISO VG 150
ISO VG 220
Viscosité médiane à
40 °C (mm²/s)
32
46
68
100
150
220
Limites min. de la viscosité
cinématique à 40 °C (mm²/s)
28,8
41,4
61,2
90
135
198
Limites max. de la viscosité
cinématique à 40 °C (mm²/s)
35,2
50,6
74,8
110
165
242
Consistance
On entend par consistance la résistance d'une graisse à la déformation. Cette valeur est
utilisée pour le classement des graisses lubrifiantes. La norme DIN 51818 répartit à cet effet les
graisses lubrifiantes en 9 classes NLGI différentes. Cette répartition se base sur l'estimation de
la pénétrabilité travaillée, autrement dit la profondeur à laquelle une bille standard pénètre dans
le lubrifiant sous l'effet de la gravité.
Des graisses de classes NLGI 000 à 3 sont utilisées pour les guidages MONORAIL
SCHNEEBERGER.
Classes NLGI conformément à DIN 51818 :
Classe NLGI
Type de graisse
Consistance
Pénétrabilité travaillée
(0,1 mm)
Application
fluides
445 - 475
très fluides
400 - 430
0
moyennement fluides
355 - 385
1
très molles
310 - 340
Utilisation dans des
installations de lubrification
centralisées,
Lubrification des
engrenages,
Guidages MONORAIL
SCHNEEBERGER
Non trempée
265 - 295
3
souples
220 - 250
4
quasi solides
175 - 205
solides
130 - 160
très solides
85 - 115
000
00
Graisses fluides
2
graisses molles
44
5
graisses dures
6
Guidages MONORAIL
SCHNEEBERGER
graisses denses
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.10
Lubrification
1.10.5 Valeurs et additifs des lubrifiants
1.10.6 Désignation abrégée des lubrifiants conformément à DIN 51502
Additifs
Les lubrifiants utilisés dans l'industrie sont généralement mélangés à divers additifs. Il s'agit de
produits ajoutés au lubrifiant pour lui conférer certaines qualités ou l'améliorer.
Additifs
Antioxydants
Additif améliorant l'indice
de viscosité (IV)
Additif EP
Inhibiteurs de corrosion
Inhibiteurs de mousse
1.10.6.
Désignation
abrégée des
lubrifiants
conformément
à DIN 51502
Utilisation
Pour empêcher les modifications du lubrifiant
Pour que la viscosité dépende moins de la température
Pour améliorer la résistance à la pression (nécessaire en présence de forces élevées ;
EP = extreme pressure)
Pour empêcher la corrosion et la rouille
Pour empêcher la formation de mousse (améliore la capacité de transfert des forces)
Structuration de la désignation abrégée des huiles lubrifiantes
Exemple de désignation abrégée des huiles lubrifiantes :
C
L
P
PG
-68
Type d'huile lubrifiante
Lettre d'identification des additifs (corrosion, vieillissement)
Lettre d'identification des additifs (usure, frottement, capacité de charge)
Lettre d'identification supplémentaire des lubrifiants de synthèse
Viscosité, classe ISO VG
Huiles lubrifiantes C, CL, CLP conformes à DIN 51517
Huile lubrifiante CLP
Huile lubrifiante CGLP
Huile minérale (C) contenant des additifs pour renforcer la protection contre la
corrosion et la résistance au vieillissement (L), ainsi que pour diminuer l'usure dans la
zone de frottement mixte (P)
Huile de glissement et de glissières (CG) présentant un comportement au glissement
et une tenue particulièrement favorables (G) et contenant des additifs pour renforcer
la protection contre la corrosion et la résistance au vieillissement (L), ainsi que pour
diminuer l'usure dans la zone de frottement mixte (P)
Huiles hydrauliques HL, HLP, HVLP conformes à DIN 51524
Huiles hydrauliques HLP
Huile hydraulique (H) contenant des additifs pour renforcer la protection contre la
corrosion et la résistance au vieillissement (L), ainsi que pour diminuer l'usure dans la
zone de frottement mixte (P)
Structuration de la désignation abrégée des graisses lubrifiantes
Exemple de désignation abrégée des graisses lubrifiantes :
K
P
2
K
-30
Type de graisse lubrifiante
Lettre d'identification supplémentaire du type d'huile de base et additif
Consistance, classe NLGI
Chiffre d'identification de la température d'utilisation supérieure et comportement à l'eau
Température d'utilisation inférieure en °C
Graisses lubrifiantes K conformes à DIN 51825
Graisse lubrifiante KP 2 K
Graisse lubrifiante de roulements, paliers lisses et surfaces coulissantes (K) contenant
des additifs pour diminuer le frottement et l'usure dans la zone de frottement mixte
et/ou pour renforcer la capacité de charge (P), Classe de consistance NLGI 2,
Température d'utilisation supérieure 120 °C (K)
Graisses lubrifiantes OG conformes à DIN 51825
Graisse lubrifiante OGP 2 K
Graisse lubrifiante d'engrenages ouverts (OG) contenant des additifs pour diminuer
le frottement et l'usure dans la zone de frottement mixte et/ou pour renforcer la
capacité de charge (P), Classe de consistance NLGI 2, Température d'utilisation
supérieure 120 °C (K)
Graisses lubrifiantes G conformes à DIN 51826
Graisse lubrifiante
GP 00/000 N
Graisse lubrifiante d'engrenages fermés (G) contenant des additifs pour diminuer le
frottement et l'usure dans la zone de frottement mixte et/ou pour renforcer la capacité
de charge (P), Classe de consistance NLGI 00/000 (graisse fluide), Température
d'utilisation supérieure 140°C (N)
45
1
Caractéristiques techniques : Guidage
1.10
Lubrification
1.10.7 Paramètres influençant le choix du lubrifiant
1.10.7.
Paramètres
influençant
le choix du
lubrifiant
46
Le lubrifiant correct doit être choisi en concertation avec le fabricant de lubrifiants. Les facteurs
principaux suivants sont décisifs pour le choix du lubrifiant, des quantités de lubrifiant et de type
d'application :
 Type d'application, par exemple machines-outils, manutention, chambres blanches
 Conditions d'utilisation, par exemple vitesse, course, forces, oscillations
 Influences de l'environnement, par exemple température, lubrifiant réfrigérant, encrassement
 Guidage linéaire, par exemple billes/rouleaux, taille, emplacement, accessibilité
 Alimentation en lubrifiant, par exemple manuelle, lubrification centralisée, intervalle entre les
lubrifications, compatibilité avec d'autres lubrifiants
 Autres, par exemple durée d'utilisation, lubrifiant, approbations/spécifications, matériaux,
aspects écologiques, rentabilité
2 Caractéristiques techniques :
Entraînement
47
48
Table des matières
2
Caractéristiques techniques : Entraînement ....................................47
2.1.
Entraînement à crémaillère intégrée BZ.............................................................................50
2.1.1.
Structure ...........................................................................................................................50
2.1.2.
Intégration .........................................................................................................................51
2.1.3.
Comparaison avec d’autres concepts d’entraînement .....................................................51
2.1.4.
Qualité de la crémaillère ...................................................................................................52
2.2.
Lubrification ..........................................................................................................................53
2.2.1.
Mission de la lubrification ................................................................................................53
2.2.2.
Types de lubrifiants ..........................................................................................................53
2.2.3.
Propriétés des lubrifiants ..................................................................................................53
2.2.4.
Lubrifiants recommandés .................................................................................................53
49
2
Caractéristiques techniques : Entraînement
2.1
Entraînement à crémaillère intégrée BZ
2.1.1
Structure
2.1. Entraînement à crémaillère intégrée BZ
2.1.1.
Structure
Les guidages linéaires à entraînement à crémaillère intégrée BZ 25 et BZ 35 se composent
d'un rail profilé BM à crémaillère intégrée sur laquelle se déplacent un ou plusieurs chariots de
guidage sans friction, ainsi que d'un ou plusieurs pignons d'entraînement qui s'engrènent dans la
crémaillère. Tous les types BM de la taille correspondante peuvent être utilisés comme chariots
de guidage. Ces systèmes s'appliquent généralement dans les domaines de la manutention, de
l'automatisation, des installations de découpage au laser ou au jet d'eau et l'usinage du bois.
Un guidage MONORAIL BM standard SCHNEEBERGER est généralement utilisé comme rail
parallèle pour fabriquer un axe complet. Le pignon est entraîné le plus souvent par des motoréducteurs (voir l'illustration), non fournis par SCHNEEBERGER.
Rail parallèle avec pignon
La denture est installée sur la partie inférieure du rail de guidage, de sorte qu'il n'est pas nécessaire
d'aligner la denture sur le guidage.
De plus, les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER à entraînement à crémaillère de type
MONORAIL BZ peuvent être équipés d'un système de mesure du déplacement AMS 4B intégré.
Chariot de guidage avec rail de guidage et crémaillère
Ces rails BZ peuvent être mis bout à bout.
50
2
Caractéristiques techniques : Entraînement
2.1
Entraînement à crémaillère intégrée BZ
2.1.2
Intégration
2.1.3
Comparaison avec d’autres concepts d’entraînement
2.1.2.
Intégration
L'intégration de l'entraînement à crémaillère dans les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER
présente des avantages considérables par rapport à une crémaillère séparée.
 Réduction des coûts de construction et de fabrication, étant donné que seulement deux et
non trois surfaces de montage sont nécessaires pour le guidage et l'entraînement.




Encombrement plus petit grâce à la construction compacte
Pas de montage ni d'alignement des segments de la crémaillère dans la machine
Pas d'alignement de la crémaillère par rapport au rail de guidage
Réduction des coûts de logistique
•
•
2.1.3.
Comparaison
avec d'autres
concepts
d'entraînement
Pas d'achat et de stockage de crémaillères
Un seul fournisseur pour le guidage et l'entraînement
Avantages de l'entraînement à crémaillère BZ SCHNEEBERGER par rapport à :
Commande à vis par billes
 Plusieurs déplacements indépendants possibles sur un seul système de guidage
 Rigidité nettement supérieure sur les grandes longueurs et sous des forces élevées (jeu
à l'inversion)
 Positionnement indépendant de la température
 Interchangeabilité partielle
 Robustesse nettement meilleure
 Vitesse non limitée par la méthode de construction (similaire à la montée des broches)
 Précontrainte réglable au choix et modifiable en service
 Pas de tendance à l'oscillation sur les grandes longueurs
 Pas de stockage séparé requis
 Possibilité de réaliser des longueurs de plages de déplacement à l'infini
Entraînement à courroie crantée
 Possibilité de transférer des forces nettement plus élevées
 Positionnement plus précis et plus grande rigidité aux changements de forces
 Moins d'usure
 Résistance à la température
 Pas de cassure des dents
Moteur linéaire
 Investissement moindre
 Nettement plus léger
 Pas de refroidissement requis
 Possibilité de transmettre des forces nettement plus élevées
 Pas d'attirance des impuretés métalliques (par exemple, copeaux)
 Possibilité d'opter pour un guidage plus petit, étant donné qu'il n'y a pas besoin de tenir
compte de forces de traction magnétique supplémentaires
 Pas de chariot de guidage à frein requis en cas de panne de courant
 Coûts énergétiques nettement inférieurs
 « Élasticité » contre le changement de forces
51
2
Caractéristiques techniques : Entraînement
2.1
Entraînement à crémaillère intégrée BZ
2.1.4
Qualité de la crémaillère
2.1.4.
Qualité de la
crémaillère
La qualité de la denture de pignon droit est définie dans DIN 3961/3962/3963/3967 et vérifiée
conformément à DIN 3999. La classe de tolérance, par exemple le niveau de qualité 5 (Q5),
détermine la conformité dimensionnelle de la denture (erreur de pas, tolérances de forme et de
position du cercle primitif, écart des flancs des dents par rapport au contour théorique, etc.) et,
par conséquent sur les entraînements à crémaillère, par exemple, la précision de positionnement
possible et la qualité de déplacement. Le niveau de qualité 5 est (en fonction de la marque) le
niveau maximum que permet d'atteindre la technique plus rentable de rectification.
Étant donné que les normes citées s'appliquent uniquement aux pignons, pour les crémaillères,
il conviendrait de considérer toutes les données comme si la crémaillère était un pignon
z = 100 dents.
Pour les systèmes MONORAIL BZ, SCHNEEBERGER propose deux qualités de denture, afin de
pouvoir répondre aux divers besoins des clients en matière de qualité et de rentabilité :
 Qualité Q5 (sur demande), à denture trempée et rectifiée
 Qualité Q6, à denture non trempée et fraisée
Les dentures des pignons disponibles comme accessoires (voir le Catalogue de produits
MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER) sont de qualité Q6 et sont en principe trempées et
rectifiées, étant donné que la denture des pignons subit plus d'engrènements par déplacement
que la crémaillère.
Exemple d'une plage de déplacement de 1000 mm pour une tolérance Q5 et Q6.
1 Erreur de pas cumulée pour Q5 ≤ 40 μm (sur demande)
2 Erreur de pas cumulée pour Q6 ≤ 50 μm
52
2
Caractéristiques techniques : Entraînement
2.2
Lubrification
2.2.1
Mission de la lubrification
2.2.2
Types de lubrifiants
2.2.3
Propriétés des lubrifiants
2.2.4
Lubrifiants recommandés
2.2. Lubrification
2.2.1.
Mission de la
lubrification
Afin de garantir le bon fonctionnement de l'entraînement par crémaillère, il convient de procéder
à une lubrification suffisante en se servant d'un lubrifiant adapté aux conditions d'utilisation.
Il faut également prévoir une lubrification régulière par la suite.
La lubrification a plusieurs missions :
 Séparer les pièces de roulement métalliques grâce à la formation d'un film de lubrifiant
solide
 Réduire l'usure
 Réduire le frottement entre les surfaces de roulement du pignon et de la crémaillère
 Protéger contre la corrosion
 Réduire les bruits de déplacement
La lubrification a ainsi une influence considérable sur le fonctionnement et la durée de vie de la
crémaillère.
2.2.2.
Types de
lubrifiants
Aussi bien de la graisse, que de la graisse fluide ou de l'huile peut être utilisée pour lubrifier
l'entraînement à crémaillère. Il est possible d'utiliser des lubrifiants à base d'huiles minérales,
ou des lubrifiants de synthèse, contenant en partie des additifs solides comme du graphite ou
du MoS2.
2.2.3.
Propriétés des
lubrifiants
En ce qui concerne les lubrifiants pour engrenages ouverts ou dentures, il faut veiller à les choisir
avec une viscosité et une adhérence élevées, de manière à ce qu'ils ne soient pas expulsés par
les pignons en rotation.
Autres propriétés que le lubrifiant doit posséder :
 Grande stabilité au cisaillement
 Bonne protection contre l'usure
 Bonne protection contre la corrosion
 Stabilité à l'oxydation
 Grande stabilité à la pression
2.2.4.
Lubrifiants
recommandés
Lubrifiants recommandés par SCHNEEBERGER :
Lubrification à l'huile
Huile minérale CLP conforme à DIN 51517 de la classe de viscosité ISO VG 460 conformément
à DIN 51519
Lubrification à la graisse
Graisse lubrifiante OGKP2K conforme à DIN 51825
Pour les valeurs des lubrifiants, voir Chapitre 1.10 - Lubrification.
53
54
3 Caractéristiques techniques :
Mesure
55
56
Table des matières
3
Caractéristiques techniques : Mesure ...............................................55
3.1.
Systèmes de mesure du déplacement ...............................................................................58
3.1.1.
Classification des systèmes de mesure ............................................................................58
3.1.2.
Aperçu de divers principes de mesure du déplacement ..................................................60
3.1.3.
Technique de mesure magnétorésistive de SCHNEEBERGER ........................................60
3.1.4.
Système de mesure de la longueur ..................................................................................64
3.2.
Interfaces...............................................................................................................................73
3.2.1.
Interfaces incrémentielles .................................................................................................73
3.2.2.
Interfaces absolues ...........................................................................................................76
57
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.1
Classification des systèmes de mesure
3.1. Systèmes de mesure du déplacement
3.1.1.
Classification
des systèmes de
mesure
Selon le principe de fonctionnement physique
Divers types de systèmes de mesure du déplacement de haute précision sont utilisés dans
l'industrie pour mesurer les déplacements linéaires. Ces systèmes peuvent se répartir en divers
groupes en fonction de leur principe de mesure physique. Le principe de base d'une graduation
périodique détectée par capteur est couramment utilisé.
 Des systèmes magnéorisistifs enregistrent les modifications de magnétisation périodiques
de la règle de mesure à l'aide de capteurs MR (MR = magnétorésistif) ou de capteurs à effet
Hall. Contrairement aux systèmes optiques, les systèmes magnétiques sont insensibles
à l'encrassement, leurs périodes de graduation magnétique typiques varient entre 0,4 et
10 mm.
 Les systèmes optiques sont largement répandus. Une graduation est ici détectée par des
capteurs appropriés, qui enregistrent une modification périodique de la luminosité ou de la
phase de la lumière reflétée ou transmise. Le procédé de gravure et dépôt permet de réaliser
des graduations très fines avec des périodes de moins de 10 micromètre, ce qui explique
que les systèmes optiques offrent en général les résolutions les plus élevées.
 Les systèmes inductifs fonctionnent avec une règle de mesure métallique à structure
mécanique, qui peut être très robuste. Les bandes de cette règle de mesure fonctionnent
comme le noyau d'un transformateur. L'amplitude et la phase d'une oscillation électrique
sont modulées par le déplacement. Il est difficile de réaliser des périodes de graduation
inférieures à 1 mm avec ces systèmes.
 La magnétostriction et autres procédés sont peu utilisés.
Selon l'aménagement des composants
L'interaction entre les composants de l'entraînement et les composants du système de mesure
s'est toutefois révélée nettement plus importante. En fonction du principe de fonctionnement, on
distingue entre la mesure indirecte et la mesure directe sur les axes de la machine.
Dans le cas de la mesure indirecte du déplacement, le déplacement linéaire est converti en une
autre valeur mesurée. Un axe linéaire avec entraînement par vis à billes est un exemple fréquent.
La vis à billes transforme le mouvement linéaire en rotation ; l'angle de rotation est généralement
mesuré directement au servomoteur.
Ce qui présente l'avantage de pouvoir détecter la position de l'axe à l'aide d'un encodeur rotatif
économique et compact. En revanche, cette solution a pour inconvénient qu'il n'est jamais
possible de convertir une valeur mesurée en une autre, sans erreur. Les erreurs de pas, le jeu,
les oscillations thermiques et la dilatation thermique faussent la mesure de la position de la
vis à billes. La mesure directe recourt à ce que l'on appelle une mesure matérialisée linéaire,
détectée directement par un capteur. L'élimination ainsi obtenue des valeurs intermédiaires et
de la distance inférieure entre l'objet mesuré et l'enregistreur des valeurs de mesure permet
d'aboutir à de meilleurs résultats.
En règle générale, il convient donc de privilégier la mesure directe du déplacement, étant
donné qu'elle donne des valeurs de mesure plus précises, moins influencées par les facteurs
environnants, pour autant que cette technique de mesure soit réalisable à un coût raisonnable.
Raison pour laquelle les systèmes de mesure de positionnement AMS SCHNEEBERGER sont
intégrés dans le guidage linéaire, afin de regrouper les avantages d'un guidage linéaire précis et
les avantages de la mesure directe du déplacement.
58
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.1
Classification des systèmes de mesure
Guidage linéaire sans système intégré de mesure de positionnement MONORAIL AMS :
1
Encodeur rotatif
4
Broche d'entraînement
2
Moteur
5
Table
3
Guidage linéaire
6
Châssis de la machine
Guidage linéaire avec système intégré de mesure de positionnement MONORAIL AMS :
1
Encodeur rotatif
5
Table
2
Moteur
6
Châssis de la machine
3
Guidage linéaire
7
Système intégré de mesure positionnement MONORAIL AMS
4
Broche d'entraînement
Selon le type d'interface électronique utilisée
Des interfaces de courant analogiques (11 μASS) ou des interfaces de tension analogiques (1 VSS)
sont utilisées. Le transfert de deux signaux sinusoïdaux avec un décalage de phase de 90° (voir
Sinus, Cosinus) résout le problème de détection de la direction. Deux canaux de conversion
analogique/numérique de grande qualité sont nécessaires à cet effet côté récepteur pour obtenir
un traitement haute résolution (interpolation). La numérisation des deux canaux est déterminée
immédiatement par la règle du quadrant et la trigonométrie des « angles polaires » du signal, ce
qui permet de repérer la position exacte. Toutes les périodes peuvent être comptées simplement
par un compteur/décompteur.
Il existe des produits avec une seule marque de référence, une trame régulière de points de
référence ou une trame irrégulière de points de référence (codage de distance). Au fur et à mesure
que la densité d'intégration augmente, il est possible d'intégrer l'interpolation des signaux sur
le côté de l'électronique d'évaluation du capteur. Ces systèmes fournissent des informations
purement numériques (signaux en quadrature) à haute résolution. L'interpolation du système,
qui détermine la précision, se situe dès lors sur le côté du système de mesure du déplacement.
Un des inconvénients est que le rapport entre la vitesse de déplacement et la résolution est
déterminé par le débit de transfert possible des données. Tant les systèmes analogiques que
les systèmes numériques à électronique d'interpolation intégrée peuvent compter au nombre
des transferts de signaux incrémentiels, étant donné que les informations sont transmises sous
forme de différence par rapport aux événements antérieurs. Dans le cas des interfaces absolues,
la position absolue est réalisée soit comme protocole série (SSI) soit en combinaison avec
un transfert de données analogiques incrémentielles. La principale différence par rapport aux
systèmes incrémentiels consiste en ce que la position absolue est disponible immédiatement
après la mise sous tension.
59
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.2
Aperçu de divers principes de mesure du déplacement
3.1.3
Technique de mesure magnétorésistive de SCHNEEBERGER
3.1.2.
Aperçu de
divers principes
de mesure du
déplacement
Principe de mesure du
déplacement
Résolution
Intégrabilité
Sensibilité à
l'encrassement
Encombrement
Montage
Optique
Inductif
•••
•
•
Magnétorésistif
•••
•••
••
•
••
•••
•••
•••
•••
•
•••
•••
Note : • = Satisfaisant, ••• = Excellent
3.1.3.
Technique de
mesure magnétorésistive de
SCHNEEBERGER
Effet magnétorésistif
Tous les effets magnétorésistifs se basent sur la modification par de fines couches
ferromagnétiques de leur résistance ohmique sous l'effet de champs magnétiques externes.
Les trois effets connus sont :
 AMR (Anisotropic Magnetic Resistance)
 GMR (Giant Magneto Resistance)
 TMR (Tunnelling Magneto Resistance)
Les capteurs des systèmes de mesure de la longueur SCHNEEBERGER utilisent l'effet
magnétorésistif anisotrope (effet AMR), découvert dans les matériaux ferromagnétiques en
1857 par Thomson. Si, dans ce type de conducteur, le courant s'écoule parallèlement à la
magnétisation, la résistance spécifique est supérieure de quelques pour cent par rapport à une
juxtaposition normale de la magnétisation et du sens du courant.
Une fine couche de matériau ferromagnétique permet de construire des capteurs de champs
magnétiques, en orientant leur champ magnétique intérieur à l'aide d'un champ magnétique
extérieur. Après avoir éloigné le champ magnétique extérieur, le champ magnétique intérieur reste
dans la même direction. Il s'agit là d'une propriété essentielle des matériaux ferromagnétiques.
1
I
Hx
60
Hr
Hy
RMR
R0
dR
φ
Bande MR
Courant
Magnétisation propre de la bande
(en grande partie par anisotropie de la forme)
Magnétisation en résultant
Champ de mesure
Résistance de la bande MR
Résistance moyenne (sans champ)
Modification maximale de la résistance
Angle entre la magnétisation et le sens du courant
Les zones magnétiques (domaines de Weiss) sont orientées vers le
champ magnétique extérieur.
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.3
Technique de mesure magnétorésistive de SCHNEEBERGER
Capteur incrémentiel magnétorésistif
Étant donné que la résistance d'une bande MR est influencée par les fluctuations de températures
et les champs parasites magnétiques, quatre bandes formant un pont Wheatstone sont
généralement utilisées comme capteurs. Ces bandes se caractérisent en ce qu'une modification
uniforme dans les quatre résistances, par exemple suite à une augmentation de la température,
ne provoque aucune différence de tension aux sorties. Afin d'obtenir un effet mesurable, les
résistances doivent être déviées de manière appropriée, par exemple résistance 1 relevée,
2 abaissée, 3 relevée, 4 abaissée. Un résultat possible en plaçant judicieusement les bandes
MR dans la magnétisation périodique. Il en résulte que chaque capteur est adapté à sa période
de graduation de la magnétisation et ne fonctionne qu'avec cette dernière. De plus, une bande
MR n'est pas utilisée seule, elle est reliée en série avec plusieurs bandes espacées chacune
d'une période magnétique. On parle ici de positions équivalentes. On obtient ainsi la moyenne
des dispersions de la règle de mesure concernant l'intensité de la magnétisation et la longueur
polaire.
En raison de la courbe quadratique des capteurs (l'intensité du champ est mesurée), on obtient
un signal de sortie avec la moitié de la longueur de la période de graduation magnétique.
Les capteurs MONORAIL AMS présentent une graduation magnétique de 400 μm et, par
conséquent, une période de signal électrique de 200 μm.
Enfin, deux de ces structures identiques sont décalées de 1/4 de la période du signal (50 μm)
pour obtenir un signal sinus et un signal cosinus permettant de mesurer le sens du mouvement
et la distance de déplacement.
Le schéma complet de la structure d'un capteur est donc le suivant :
Schéma de la structure d'un capteur :
1
Capteur de sinus
2
Capteur de cosinus
3
Calcul de la moyenne sur 13 périodes
4
5
Ub
Bande MR
Magnétisation
Tension de pont
Étant donné que les deux signaux proviennent des mêmes points de la mesure matérialisée, ces
capteurs sont extrêmement sensibles aux déplacements latéraux et rotatifs. Ce qui, concrètement,
assure la stabilité des écarts de mesure périodiques.
L'intensité du champ de la règle de mesure se modifie en même temps que la distance par
rapport à la règle de mesure dans la direction y. Le résultat : les champs magnétiques se
compensent lorsqu'ils sont très éloignés de la règle de mesure. Dans un champ proche, à une
distance d'environ une longueur de période, l'intensité du champ magnétique diminue de manière
exponentielle en fonction de la direction y.
61
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.3
Technique de mesure magnétorésistive de SCHNEEBERGER
Règle de mesure magnétique
Si l'on fabrique une règle de mesure magnétique dont le champ varie périodiquement dans le
sens de la longueur (N-S-N-S-N-S….), il est possible de construire un système incrémentiel de
mesure de la longueur à l'aide de capteurs MR.
1
2
3
4
Rainure polie
Bande magnétique collée
Magnétisation
Feuillard de protection soudé
Règle de mesure magnétique
SCHNEEBERGER fabrique des rails profilés abritant la mesure matérialisée. L'usinage mécanique
des bords garantit le positionnement géométrique précis de la piste magnétique. Afin de protéger
la mesure matérialisée contre les rayures, l'encrassement, les réfrigérants et les lubrifiants, elle
est recouverte d'un fin feuillard très dur. Les bords de ce feuillard sont soudés au rail de guidage
profilé, pour former un ensemble fermé étanche.
Interaction du système de mesure
Un système fonctionnel se compose d'un rail de guidage à mesure matérialisée intégrée (1) et
d'un chariot de mesure (3), fourni comme ensemble complet. Le chariot de mesure se compose
d'un chariot de guidage MONORAIL sur un côté duquel le boîtier est monté.
1
2
3
4
5
Rail de guidage à mesure matérialisée intégrée
Accessoire
Chariot de mesure
Vis
Tête de lecture
Règle de mesure magnétique
Le boîtier est muni d'un compartiment avec des surfaces de réception pour la tête de lecture (5).
La tête de lecture est fixée au boîtier à l'aide de vis (4), permettant ainsi de la changer très
facilement. Des racleurs transversaux, montés aux deux extrémités du boîtier, forment une
chambre fermée en combinaison avec des racleurs longitudinaux, de manière à constituer le
profil du rail de guidage. L'extrémité extérieure du boîtier possède des surfaces de réception et
des taraudages de fixation pour les accessoires (2). Le chariot de montage peut en outre être
lubrifié à l'aide de graisseurs standard, depuis le côté du boîtier.
62
Détection à contact
La distance de travail entre le capteur et la mesure matérialisée doit être constante pour pouvoir
traiter sans problème les signaux incrémentiels. Cette tolérance stricte ne peut pas être respectée
en alignant de manière fixe une règle de mesure et un capteur, raison pour laquelle un principe
de mesure coulissant à contact a été choisi pour les systèmes de mesure du déplacement AMS.
Les capteurs MR sont regroupés dans un boîtier du patin, maintenu en position horizontale grâce
à un ressort à lames et comprimé sur la règle de mesure par des ressorts de pression. Le boîtier
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.3
Technique de mesure magnétorésistive de SCHNEEBERGER
du patin possède des surfaces coulissantes rectifiées avec précision, sur lesquelles la distance
de travail entre le capteur et la règle de mesure est réglée et maintenue constante. Le ressort
à lames est à supprimer installé de manière parfaitement parallèle au sens du déplacement, de
manière à être comprimé dans le sens de mesure x et relâché dans le sens z.
Systèmes de mesure du déplacement AMS :
1
Coulisseaux en céramique
2
Ressort de pression
3
Ressort à lames
4
Mesure matérialisée
5
6
7
Patin et capteur
Feuillard de protection
Distance de travail
Les coulisseaux constituent de plus un rebord racleur qui ne laisse passer ni les grosses particules,
ni les liquides. Les racleurs de boîtier décrits ci-dessus doivent en outre être intacts pour que les
conditions de service soient idéales pour la détection à contact.
Cette structure garantit l'intégration de toutes les pièces d'usure et de l'électronique dans la
tête de lecture. Cette dernière est fixée latéralement et est donc très facile à remplacer. Les
tolérances de fabrication étroites permettent de garantir la facilité de remplacement des têtes de
lecture sur site. Le rail de guidage doté de la règle de mesure reste inchangé.
63
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
3.1.4.
Système de
mesure de la
longueur
Interpolation
Dans le cadre de la mesure du déplacement, l'interpolation signifie la conversion de signaux
d'entrée analogiques en signaux de sortie numériques avec une période de signal plus petite.
Cette conversion est nécessaire du fait que les signaux analogiques ne peuvent pas générer
directement des valeurs de comptage ou de position.
Les signaux d'entrée analogiques (Sin, Cos, Réf) sont interpolés (flèche rouge) en signaux de sortie numériques (+A, +B, +Z). Les signaux inversés
ne sont pas représentés :
1
2
3
4
5
6
Signal d'entrée analogique : Sin, Cos, Réf
Signal de sortie numérique +A, +B, +Z
Électronique séquentielle
Interpolation
Transfert des signaux
Signal d'entrée analogique (Cos)
7
8
9
10
11
12
Signal d'entrée analogique (Sin)
Signal de sortie analogique (Réf)
Signal de sortie numérique (+A)
Signal de sortie numérique (+B)
Signal de sortie numérique (+Z)
Compteur de mesure, PC, contrôleur de machine etc.
Le facteur d'interpolation détermine ici le rapport des périodes entre le signal d'entrée analogique
et le signal de sortie numérique.
64
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Transfert des signaux et évaluation
Les signaux numériques, se composant des deux signaux incrémentiels +A et +B, ainsi que du
signal de référence +R, sont transmis à l'électronique séquentielle. Il peut s'agir d'un simple
compteur de mesure, d'un PC ou du contrôleur d'une machine. L'électronique séquentielle
détermine ensuite la valeur de position à partir des signaux numériques, en comptant les flancs
des signaux. Le sens du comptage est déterminé par le niveau de l'autre canal. En fonction du
nombre de flancs évalués, on parle de :
 Évaluation à un flanc :
Un seul flanc d'un canal est compté, ce qui signifie qu'une phase de mesure correspond à
une période de signal numérique.
 Évaluation à deux flancs :
Aussi bien les flancs montants que descendants d'un canal sont comptés, ce qui signifie
qu'une phase de mesure correspond à la moitié d'une période de signal numérique.
 Évaluation à quatre flancs :
Aussi bien les flancs montants que descendants des deux canaux canal comptés, ce qui
signifie qu'une phase de mesure correspond à un quart d'une période de signal numérique.
1
2
3
4
Évaluation à quatre flancs
Évaluation à deux flancs
Évaluation à un flanc
Chaque fois une phase de mesure
Évaluation des flancs
Réglage automatique du gain (AGC - automatic gain control)
Par réglage automatique du gain, on entend la capacité d'une électronique séquentielle AMS
SCHNEEBERGER à réguler l'amplitude de sortie sur une certaine valeur. Dans le cas de l'AMS,
les valeurs momentanées du signal sinus et cosinus sont numérisées et l'amplitude est calculée
sur cette base. La valeur calculée est comparée à la valeur théorique et la tension du pont Ub
du capteur MR est adaptée en conséquence. On obtient ainsi une valeur de sortie stable de la
tension. Après l'adaptation, une meilleure nouvelle valeur momentanée s'impose.
MONORAIL AMS fonctionne avec des durées de régulation entre 2 kHz et 10 kHz.
Fonction Power Sense
Tous les produits AMS sont dotés d'une ligne Power Sense (voir Affectation des broches - Retour
de la tension d'alimentation) pour compenser la chute de la tension d'alimentation dans le cas
de longs câbles d'alimentation. Si le contrôleur utilisé prend en charge cette fonction, il est
recommandé de l'utiliser afin de garantir la sécurité de fonctionnement de la tête de lecture.
65
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Classe de précision
La classe de précision spécifie l'écart de mesure maximum prévisible d'un système dans les
conditions de service données. Un système de mesure du déplacement avec la classe de
précision de 5 μm admet des écarts de +/- 5 μm. Afin de permettre des comparaisons, la classe
de précision est spécifiée sur la base d'une longueur de référence supposée de 1 m.
Résolution
La résolution décrit la modification de position mesurable la plus petite possible du système de
mesure. Elle est déterminée par la période de signal analogique, le facteur d'interpolation et le
procédé d'évaluation (durée d'intégration ou fréquence d'échantillonnage). Prenons l'exemple
d'un facteur d'interpolation réglé sur 100 et une période de signal d'entrée de 200 μm, une
période de signal de sortie de 2 μm ; après évaluation à quatre flancs dans le contrôleur, on
obtient une résolution de 0,5 μm.
Fréquence d'échantillonnage
La fréquence d'échantillonnage décrit la fréquence à laquelle le signal analogique est balayé
par intervalle. En règle générale, l'intervalle est d'une seconde, raison pour laquelle la fréquence
d'échantillonnage est exprimée en Hz. La fréquence d'échantillonnage doit ici être, selon le
théorème de Nyquist-Shannon, au moins deux fois supérieure à celle du signal original pour
pouvoir obtenir une représentation quasi complète du signal original.
Erreur d'inversion/Hystérésis
Si l'on se sert d'un dispositif d'essai approprié pour prendre des mesures de répétabilité
alternativement dans des directions opposées, l'on obtient une information sur la différence
des positions moyennes du système de mesure du déplacement entre l'approximation de
gauche et de droite. Cette différence est désignée par le terme erreur d'inversion ou hystérésis.
SCHNEEBERGER spécifie cette valeur dans les fiches de données techniques. La répétabilité
unidirectionnelle se situe généralement nettement en deçà de l'hystérésis spécifiée.
Répétabilité
Par répétabilité unidirectionnelle d'un système de mesure, on entend généralement parlant
la possibilité de répéter des résultats fournis par un système dans des conditions ambiantes
identiques. Ce type dévaluation nécessite de connaître l'erreur de mesure pour pouvoir l'intégrer
dans l'analyse. La répétabilité d'une machine-outil peut être déterminée à l'aide de méthodes
simples, pour une position déterminée et un sens de déplacement déterminé. Afin d'évaluer la
répétabilité, de nombreuses mesures sont réalisées, la valeur moyenne arithmétique et l'écart
standard sont calculés.
66
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Hystérésis et répétabilité d'un système de mesure :
1
Moteur
2
Rail de guidage
3
Vis à billes
4
Δxdroite
5
Position moyenne calculée au démarrage depuis la droite
6
Hystérésis
7
xthéorique
8
Position moyenne calculée au démarrage depuis la gauche
9
10
11
12
13
14
15
Δxgauche
Chariot de guidage
Parcours de démarrage
Répétabilité
1. Démarrage
2. Démarrage
3. Démarrage
67
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Référencement
Les systèmes de mesure incrémentiels, tels que AMS-3B et AMS-4B, ne sont pas capables de
déterminer la position absolue immédiatement après la mise sous tension, raison pour laquelle
une piste magnétique a été ajoutée à la piste incrémentielle, à savoir la piste de référence. Un
point de référence unique, une trame de points de référence ou encore des points de référence
à distance codée peuvent être ajoutés à cette piste de référence. Un passage de référence est
nécessaire pour référencer le système.
Le compteur peut alors modifier le compteur interne sur une valeur prédéterminée, à l'aide du
signal de référence. Le compteur reconnaît ici une position prédéfinie des signaux incrémentiels
les uns par rapport aux autres, en général SIN = COS, tous deux supérieurs à zéro, ainsi que
l'information supplémentaire RÉF = « haut ». L'illustration montre le parcours inversé des signaux,
autrement dit les valeurs négatives des signaux.
Uaréf Tension de sortie du signal de référence
Interfaces de tension analogiques TSU/TRU/TMU avec une période de
signal de 200 μm
68
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Point de référence unique
Un point de référence unique représente le moyen le plus simple de constituer une piste de
référence, il peut être placé n'importe où le long de la règle de mesure.
Chez SCHNEEBERGER, un point de référence se compose de trois marques de référence
magnétiques, balayées par un seul pont MR, sans calcul de la moyenne.
Une information de référence représente le flanc montant, une autre, le flanc descendant de
l'impulsion de référence. La troisième information de référence est redondante et sert à renforcer
la sécurité de fonctionnement de la détection des points de référence.
1
2
Rsortie= Piste de référence
Threshold
RI1 Information de référence 1
RI2 Information de référence 2
RI3 Information de référence 3
Détection des points de référence
Trame de points de référence
Dans une trame de points de référence, plusieurs points de référence sont placés de manière
équidistante le long de la règle de mesure. Parmi ces points de référence, le client en choisit un
qu'il utilisera pour le référencement de l'axe.
Par rapport à un point de référence unique, la trame présente plusieurs avantages, tout d'abord
une diminution du passage de référence grâce à l'installation ciblée d'éléments supplémentaires
externes (cames, détecteur de proximité, etc.), mais également la possibilité d'utiliser plusieurs
chariots de mesure sur un seul rail. Différents points de référence sont ici affectés pour le
référencement aux divers chariots de mesure le long de la règle de mesure.
69
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Codage de la distance
Les points de référence à distance codée sont disposés sur la règle de mesure de manière
telle que chaque distance entre deux points de référence ne se présente qu'une seule fois. Par
exemple, si l'on souhaite qu'un guidage linéaire à système de mesure du déplacement intégré
passe par trois points de référence sur le rail, le contrôleur peut calculer la position absolue.
Ce qui obéit à une norme industrielle acceptée par de nombreux fabricants de contrôleurs. Le
principe est illustré ci-dessous. La valeur 100 est généralement désignée par le terme de période
de base et représente la distance qui doit être parcourue dans le cas le plus défavorable pour
permettre le référencement.
Codage de la distance
La période de base détermine la longueur maximale qui peut être codée. Pour les axes courts,
il vaut mieux opter pour une petite période de base afin de réduire la plage de déplacement
maximale nécessaire.
SCHNEEBERGER propose dès lors pour ses produits AMS des points de référence à distance
codée spécifiques au client, avec différentes périodes de base.
Codage absolu
Les systèmes de mesure absolue utilisent une piste à codage absolu plutôt que la piste de
référence. Ce codage est appliqué soit en série sur une seule piste, soit de manière parallèle sur
plusieurs pistes. Théoriquement, cette piste permet à elle seule de mesurer le déplacement, mais
étant donné que la résolution de ces codes est relativement faible, une piste à codage absolu est
souvent combinée à une piste incrémentielle. Le code absolu détermine ainsi dans quelle période
de signal le système de mesure se trouve, et l'on obtient la résolution fine dans cette période de
signal par interpolation du signal incrémentiel.
Le graphique suivant présente des exemples de systèmes codés.
Codage série
1 Interpolationsspur
2 Zone non magnétisée
3 Piste absolue
70
Codage parallèle - Disque d'impulsion
Sur les pistes codées en série, la position absolue ne peut être constatée qu'en comparant deux
périodes de signal consécutives. Mais afin de connaître malgré tout la position absolue à tout
moment, on utilise deux procédés différents.
Une des possibilités est d'utiliser des capteurs d'une longueur permettant de couvrir le code
nécessaire pour déterminer la position absolue. La position absolue peut donc être déterminée
à chaque position.
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
L'autre possibilité est d'opter pour une électronique d'évaluation à deux canaux. Même lorsque
la machine est hors tension, un canal est toujours en service (alimentation batterie) et reconnaît
chaque modification de position de l'axe. Lors de la mise sous tension de la machine, cette
information de position à faible résolution est amenée à une position absolue correcte, avec
l'information de position haute résolution de l'autre canal.
Pour la détermination de la position absolue, SCHNEEBERGER utilise le système de détection
sur batterie. Une piste de référence spéciale à distance codée est appliquée à cet effet sur le rail
comme piste absolue. Lors du déplacement, le système de mesure calcule la distance entre trois
marques de référence adjacentes et obtient la position absolue momentanée en comparant les
valeurs moyennes calculées avec une matrice enregistrée.
Dans l'exemple, la tête de lecture est passée par les trois marques de référence identifiées et
a déterminé leurs espacements ‘1’ (Code Y) et ‘5’ (Code X). La position absolue ‘Pos 1;5’ peut
maintenant être attribuée à ces deux valeurs de mesure dans la matrice bidimensionnelle.
Exemple de détermination de la position par système de détection sur batterie :
1
Piste incrémentielle
3
2
Piste de référence
Matrice bidimensionnelle
Code Y/Code X
1
2
3
4
5
...
Sens de balayage
1
Pos 1;1
Pos 2;1
2
Pos 1;2
Pos 2;2
3
Pos 1;3
Pos 2;3
4
Pos 1;4
Pos 2;4
5
Pos 1;5
Pos 2;5
...
...
...
Pos 3;1
Pos 4;1
Pos 5;1
...
Pos 3;2
Pos 4;2
Pos 5;2
...
Pos 3;3
Pos 4;3
Pos 5;3
...
Pos 3;4
Pos 4;4
Pos 5;4
...
Pos 3;5
Pos 4;5
Pos 5;5
...
...
...
...
Pos Y;X
Écart de mesure de longueur unidimensionnelle
Pour la qualification de la mesure matérialisée, SCHNEEBERGER emploie des procédés
conformes à la directive « VDI/VDE 2617 pour l'application de la norme DIN EN ISO 10360-2
pour la vérification des mesures de dimensions linéaires ». Il s'agit ici avant tout d'assurer la plus
grande utilité possible des données techniques pour le client. Trois informations différentes sont
utilisées dans les données techniques concernant l'écart de la mesure de longueur :
 Écart périodique
 Écart de mesure de longueur sur une distance de 40 mm
 Écart de mesure de longueur sur une distance de 1 m
Afin de garantir la qualité de la règle de mesure, une courbe limite de l'écart admissible est
établie. La courbe limite et les écarts de mesure de diverses longueurs de référence, utilisés
généralement par le client, sont représentés dans un schéma.
L'interpolation entre les spécifications est donc admissible pour les systèmes de mesure
SCHNEEBERGER.
71
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.1
Systèmes de mesure du déplacement
3.1.4
Système de mesure de la longueur
Écarts périodiques
Tous les systèmes incrémentiels de mesure du déplacement sont accompagnés de l'effet d'un
écart périodique, dont la longueur d'onde correspond exactement à l'espacement entre les
graduations ou à une fraction de l'espacement entre les graduations. Cet écart périodique ou
écart à onde courte est généré par de petits écarts dans le système de capteurs ou le traitement
des signaux électriques. Les signaux sinus et cosinus s'écartent ici de la forme mathématique
exacte. Les écarts sont classés par ordre (harmoniques).
Période KWF
1 période de signal
1/2 de la période de signal
1/3 - 1/8 de la période de signal
L'écart est produit par
Décalage sinus/cosinus
Les amplitudes sinus et cosinus sont différentes
Les capteurs donnent un signal s'écartant en principe de la forme
sinusoïdale
Erreur d'interpolation
Si les écarts périodiques surviennent uniquement lors de la numérisation et du calcul de la
position, on parle d'erreur d'interpolation. Cela arrive facilement dans des cas où la commutation
des transmetteurs et récepteurs n'est pas parfaitement coordonnée.
Erreur de comparateur
L'erreur de comparateur, dite également erreur Abbe, est un écart systématique survenant
lorsque l'axe des étalons de longueur ne correspond pas à l'axe de l'étalon de distance. L'écart
est provoqué par les plus petits mouvements rotatifs dans le guidage de l'axe et qui influencent
le résultat de mesure.
72
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.1
Interfaces incrémentielles
3.2. Interfaces
3.2.1.
Interfaces
incrémentielles
Interface de tension analogique (1 VSS), Produits AMSA-3B, AMSA-4B, AMSA-3L
Tête de lecture des signaux sur les systèmes analogiques, sortie d'amplificateur opérationnel,
sortie différentielle avec tension de référence fixe
Tête de lecture des signaux sur les systèmes analogiques, sortie d'amplificateur opérationnel, sortie différentielle avec tension de référence fixe
Tension de pont
1
Récepteur
Ub
VSS
1 V Crête-Crête
U
Tension
t
Temps
Cette interface garantit la sécurité de transfert des données, raison pour laquelle elle est le plus
souvent utilisée pour le mesurage incrémentiel. Les signaux incrémentiels sinus et cosinus sont
décalés de 90° dans la relation des phases. La période du signal est de 0,2 mm. En fonction
de l'amplification différentielle des signaux incrémentiels et du signal de référence, les niveaux
s'élèvent toujours à une valeur constante de 1 +/- 0,2 VSS.en raison du réglage automatique du
gain AGC (Automatic Gain Control) utilisé. Selon le contrôleur, la limite de commutation varie
entre environ 0,4 VSS et 1,6 VSS.
73
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.1
Interfaces incrémentielles
L'impulsion de référence est réglée symétriquement au point d'intersection entre le sinus et le
cosinus (à 45°). La largeur et la relation des phases de l'impulsion de référence sont limitées,
comme illustré ci-dessous. Il est ainsi possible d'augmenter la précision du point de référence
en utilisant en plus l'information incrémentielle lors de l'évaluation du signal. Cette interface
fonctionne avec tous les contrôleurs courants prenant en charge une interface de tension de
1 VSS. La résistance de terminaison doit s'élever à 120 ohms. La longueur maximale du câble de
la tête de lecture est de 30 m.
Parcours du signal de l'interface de tension analogique, représentée de
manière inversée, avec une période de signal de 200 μm.
Affectation des broches
Interfaces TSU/TRU/TMU
Contact
1
2
Signal
- Ua2
Capteur + 5 V
3
+ Ua0
4
- Ua0
5
6
7
8
9
10
+ Ua1
- Ua1
- Uas
+ Ua2
0 V (GND)
11
Capteur 0 V
12
+ 5 V
Type de signal
- Cosinus
Retour de
tension
d'alimentation
Signal de
référence
Signal de
référence
+ Sinus
- Sinus
NC
+ Cosinus
NC
Tension
d'alimentation
Retour de
tension
d'alimentation
Tension
d'alimentation
L'affectation des broches est compatible avec de nombreux systèmes de mesure linéaire
courants.
Pour l'affectation des broches, voir le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
74
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.1
Interfaces incrémentielles
Interface numérique, Produits AMSD-3B et AMSD-4B
Interface entièrement différentielle conforme à EIA-RS 422.
L'interface numérique de la tête de lecture utilise une paire de lignes pour transférer les signaux
A+, ainsi que les signaux inversés A. Les signaux B+, B- et de référence R+, R- sont transmis
de même, de façon différentielle. Un circuit pilote de sortie de type DS34C87TM National
Semiconductor est utilisé à cet effet.
La transmission différentielle a pour avantage de renforcer l'immunité contre les perturbations,
grâce à la transmission symétrique avec des signaux en opposition de phase.
Systèmes numériques :
1
high Mode
2
common Mode
3
low Mode
Les signaux positifs sont représentés dans l'illustration ci-dessous. Les niveaux des signaux
individuels sont de :
High = 2,5 V- 5 V
Low = 0 V- 0,5 V
Les temps de montée et descente sont inférieurs à 20 ns. Les écarts minimum entre les flancs
(x) sont calculés à partir de la fréquence maximale réglée et de la résolution. L'électronique
séquentielle doit pouvoir traiter la fréquence de sortie maximale en toute sécurité. La fréquence de
sortie maximale réglable de la tête de lecture est de 8 MHz. Des résolutions de 0,2 μm/1 μm/5 μm
sont réglables.
Parcours du signal de l'interface numérique
75
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.1
Interfaces incrémentielles
3.2.2
Interfaces absolues
Affectation des broches
Interfaces TSD/TRD/TMD
Contact
1
2
Signal
- Ua2
Capteur + 5 V
3
+ Ua0
4
- Ua0
5
6
7
+ Ua1
- Ua1
- 0as
8
9
10
+ Ua2
0 V (GND)
11
Capteur 0 V
12
+ 5 V
3.2.2.
Interfaces
absolues
Type de signal
Signal en quadrature
Retour de tension
d'alimentation
Signal de référence
synchronisé
Signal de référence
synchronisé
Signal en quadrature
Signal en quadrature
Signal de panne actif
low, durée minimum
20 ms
Signal en quadrature
NC
Tension
d'alimentation
Retour de tension
d'alimentation
Tension
d'alimentation
Produits AMSABS-3B et AMSABS-4B
Les signaux sont transmis de manière entièrement différentielle conformément à la norme des
interfaces EIA - RS 485. Un circuit pilote de sortie SN75LBC176AD Texas Instruments est utilisé
à cet effet.
Interfaces absolues
1
high Mode
2
common Mode
76
3
low Mode
Une paire de lignes est utilisée pour transmettre un signal inversé et un signal non inversé.
Le signal original est généré au récepteur en faisant la différence entre les deux niveaux de
tension. Ce type de transmission de données a pour avantage de renforcer l'immunité contre les
perturbations.
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.2
Interfaces absolues
Une résistance de terminaison de 120 ohms doit être utilisée.
Affectation des broches
RS 485 établit uniquement les propriétés électriques de l'interface. Les protocoles et
les affectations des broches sont spécifiques au client. Pour les interfaces absolues,
SCHNEEBERGER utilise les affectations de broches suivantes :
Affectation des broches
Interfaces TRH/TMH
Contact
1
Signal
Capteur + 5 V
2
3
4
Capteur 0 V
5
6
7
+ 5 V ou 24
8
9
10
+CLK
-CLK
0 V (GND)
11
12
13
14
15
16
17
+ Ua2
- Ua2
+ DATA
+ Ua1
- Ua1
- DATA
Type de signal
Retour de tension
d'alimentation
NC
NC
Retour de tension
d'alimentation
NC
NC
Tension
d'alimentation
+ Horloge
- Horloge
Tension
d'alimentation
NC
+ Cosinus
- Cosinus
+ Données
+ Sinus
- Sinus
- Données
Pour ses produits AMSABS, SCHNEEBERGER propose les protocoles de transmission SSI et
SSI + 1 VSS.
77
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.2
Interfaces absolues
Interface série synchrone (SSI)
L'interface série synchrone se compose de deux canaux (2x2 lignes « twisted pair »). Le premier
canal (horloge) transmet un signal d'horloge de l'électronique séquentielle au système de mesure.
Le deuxième canal (données) transmet en plus les informations du système de mesure sous
forme de données élémentaires, de manière synchrone, du système de mesure à l'électronique
séquentielle. Chaque donnée élémentaire se compose de jusqu'à 32 bits, contenant la position
absolue complète, représentée de manière binaire ou dans le code de Gray, et jusqu'à trois
bits spéciaux configurables (bits 3, 2 et 1) en option. Un bit spécial peut être un bit d'erreur,
d'avertissement ou de parité. Les perturbations peuvent ainsi être identifiées plus rapidement et
le système peut être exploité en toute sécurité. Ce produit peut être relié à des contrôleurs usuels
avec interface synchrone/série.
La position est transférée comme suit :
Avec le premier flanc descendant du cycle d'horloge (1), l'électronique séquentielle donne l'ordre
d'initier la transmission de données (2) vers le système de mesure. À chaque flanc d'horloge
montant suivant, un bit de donnée du système de mesure est transmis du système de mesure
à l'électronique séquentielle. Une fois le dernier bit transmis, le « Least significant Bit », la
transmission de données se termine et l'horloge s'arrête. Le signal de donnée est maintenant un
temps défini tm sur « low », qui passe finalement à « high ». Une nouvelle transmission de données
ne peut commencer qu'avec le flanc montant suivant (4).
Exemple du transfert de position :
1
Premier flanc descendant du signal d'horloge
2
Début du transfert des données
3
Dernier flanc descendant du signal d'horloge
4
Flanc montant suivant
5
Spécial
6
Basculeur monostable P/S
78
7
8
Données séries
Horloge
T
tm
tV
Durée de la période du signal d'horloge
Durée basculeur monostable (entre 10 μs et 30 μs)
100 ns
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.2
Interfaces absolues
Interface série synchrone à signal analogique (SSI + 1 VSS)
L'interface synchrone/série avec signal analogique se distingue des autres interfaces par la
manière de se composer en principe d'une interface incrémentielle et d'une interface numérique.
Les signaux incrémentiels sont utilisés pour la transmission ultra précise de la position.
L'information absolue sert à déterminer les valeurs de position. Les positions incrémentielles et
absolues sont déterminées dans des parties de circuit séparées.
Une comparaison constante des deux signaux est ainsi possible. Le traitement redondant des
signaux augmente considérablement la sécurité de fonctionnement du système.
AMSABS
1
Non standardisé
Ub
Tension de pont
Parcours du signal de l'interface synchrone/série avec signal analogique, connexion entre les
valeurs SSI et les signaux analogiques :
1
2
3
Période de signal 360° électrique
Direction en cas de valeurs ascendantes
Emplacement de la position zéro de la valeur absolue SSI
Représentation pour 11 Bit Multiturn et 2 Bit Singleturn, dans le cas de l'évaluation à 4 quadrants
Piste A, Piste B et Valeur SSI avec 11 Bit Multiturn, 2 Bit Singleturn (4 carrés/période)
79
3
Caractéristiques techniques : Mesure
3.2
Interfaces
3.2.2
Interfaces absolues
Le sinus et le cosinus interviennent dans chaque période, la valeur Singleturn est alors toujours
de 0. Les deux derniers bits sont fractionnés dans le contrôleur, seul le Multiturn est compté et la
partie Singleturn haute résolution est intégrée.
Des listes de paramètres à utiliser avec les contrôleurs spécifiques sont disponibles sur demande.
80
4 Développement et conception :
Guidage
81
82
Table des matières
4
Développement et conception : Guidage ..........................................81
4.1.
Facteurs intervenant dans le choix du produit .................................................................85
4.1.1.
Choix du produit ...............................................................................................................85
4.1.2.
Facteurs d’influence..........................................................................................................85
4.2.
Comparaison billes - rouleaux.............................................................................................86
4.2.1.
Caractéristiques ................................................................................................................86
4.2.2.
Domaines d’application ....................................................................................................87
4.3.
Types de rails de guidage ....................................................................................................88
4.3.1.
Types de rails de guidage - Vue d’ensemble ....................................................................88
4.3.2.
Caractéristiques et critères de sélection...........................................................................90
4.4.
Types de chariots de guidage .............................................................................................93
4.4.1.
Types de chariots de guidage - Vue d’ensemble .............................................................93
4.4.2.
Caractéristiques et critères de sélection...........................................................................95
4.5.
Précontrainte.........................................................................................................................97
4.5.1.
Définition et objectif ..........................................................................................................97
4.5.2.
Classes de précontrainte ..................................................................................................98
4.5.3.
Domaines d’application ....................................................................................................98
4.6.
Précision ..............................................................................................................................100
4.6.1.
Classes de précision .......................................................................................................100
4.6.2.
Tolérances dimensionnelles ............................................................................................101
4.6.3.
Précision de déplacement ..............................................................................................105
4.7.
Types d’installation des systèmes de guidage ................................................................106
4.7.1.
Critères de sélection .......................................................................................................106
4.7.2.
Variantes d’installation ....................................................................................................106
4.8.
Calcul et dimensionnement ...............................................................................................109
4.8.1.
Principes de base ...........................................................................................................109
4.8.2.
Calcul de la durée de vie.................................................................................................111
4.8.3.
Calcul de la sécurité de charge statique S0 ...................................................................114
4.8.4.
Programme de calcul pour le dimensionnement des guidages MONORAIL..................114
4.8.5.
Exemple de fiche technique pour une table X-/Y ...........................................................116
4.8.6.
Exemple de schéma de machine pour une table X-/Y ...................................................117
4.9.
Fixation des rails de guidage .............................................................................................119
4.9.1.
Types de fixation .............................................................................................................119
4.9.2.
Options de rail .................................................................................................................119
4.9.3.
Éléments d’obturation des trous de fixation ...................................................................120
4.9.4.
Tolérances de longueur des rails de guidage et des trous
de fixation des rails de guidage de types N, ND, NU, NUD, C et CD .............................122
4.9.5.
Couple de serrage admissible des vis ............................................................................122
4.9.6.
Force latérale admissible sans épaulement ....................................................................123
4.9.7.
Forces de traction et couples transversaux admissibles ................................................124
4.9.8.
Précision - Facteurs d’influence .....................................................................................124
4.10.
Rails de guidage en plusieurs pièces ...............................................................................125
4.10.1.
Assemblage de rails de guidage et de jointures .............................................................125
4.10.2.
Montage et identification ................................................................................................125
4.11.
Fixation des chariots de guidage ......................................................................................126
4.11.1.
Types de fixation .............................................................................................................126
4.11.2.
Épaulements latéraux......................................................................................................127
83
Table des matières
4.11.3.
4.11.4.
4.11.5.
4.11.6.
Force latérale admissible sans épaulement ....................................................................127
Influence du nombre de vis de fixation sur la rigidité .....................................................128
Couple de serrage admissible des vis ............................................................................128
Profondeur de vissage minimale .....................................................................................129
4.12.
Structure de la construction adjacente ............................................................................130
4.12.1.
Épaulements latéraux......................................................................................................130
4.12.2.
Méthodes d’alignement des rails ....................................................................................131
4.12.3.
Épaulements latéraux......................................................................................................131
4.12.4.
Types de montage ..........................................................................................................132
4.12.5.
Précision de forme et de position des épaulements.......................................................134
4.13.
Lubrification ........................................................................................................................137
4.13.1.
Lubrification du produit livré ...........................................................................................137
4.13.2.
Première lubrification et relubrification ...........................................................................137
4.13.3.
Lubrification permanente ................................................................................................138
4.13.4.
Consignes de sécurité ....................................................................................................138
4.13.5.
Raccords de lubrification ................................................................................................139
4.13.6.
Lubrification à la graisse .................................................................................................142
4.13.7.
Lubrification à l’huile .......................................................................................................143
4.13.8.
Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières .............................144
4.13.9.
Plaque de lubrification SPL .............................................................................................150
4.14.
Étanchéité............................................................................................................................152
4.14.1.
Joints standard ...............................................................................................................152
4.14.2.
Racleurs additionnels......................................................................................................154
4.14.3.
Soufflet ............................................................................................................................156
4.14.4.
Domaines d’application des systèmes d’étanchéité ......................................................160
4.15.
Protection contre la corrosion ..........................................................................................161
4.15.1.
Revêtements ...................................................................................................................161
4.15.2.
MONORAIL BM en version acier résistant à la corrosion (WR, SR) ...............................162
4.16.
Fonction supplémentaire serrage et freinage ..................................................................165
4.16.1.
Éléments de serrage et de freinage - Structure et domaines d’application ...................165
4.16.2.
Types d’éléments de serrage et de freinage...................................................................165
4.16.3.
Vue d’ensemble des types ..............................................................................................166
4.17.
Téléchargements SCHNEEBERGER et Catalogue CAD en ligne ...................................167
4.17.1.
Téléchargements SCHNEEBERGER ..............................................................................167
4.17.2.
Catalogue CAD en ligne ..................................................................................................167
84
4
Développement et conception : Guidage
4.1
Facteurs intervenant dans le choix du produit
4.1.1
Choix du produit
4.1.2
Facteurs d’influence
4.1. Facteurs intervenant dans le choix du produit
4.1.1.
Choix du produit
Le choix d'un guidage MONORAIL SCHNEEBERGER s'effectue en plusieurs étapes. Les
paramètres suivants doivent être déterminés à cet effet.
 Type de guidage, à rouleaux ou à billes
 Fonctions supplémentaires mesure, entraînement
 Taille et nombre de chariots de guidage et de rails de guidage
 Type de rails de guidage et de chariots de guidage
 Classe de précision
 Classe de précontrainte
 Type de lubrification et raccords
 Accessoires de rails de guidage et de chariots de guidage
• Éléments de protection (racleur, soufflet)
• Éléments d'obturation des rails de guidage (bouchon, bande de couverture)
• Accessoires de lubrification
• Éléments de serrage/freinage
4.1.2.
Facteurs
d'influence
Le choix d'un guidage approprié dépend des exigences liées à l'application, des conditions
d'utilisation et des influences extérieures. Ces facteurs doivent être définis avant de choisir le
produit.
Application
 Type d'application
 Fonctions supplémentaires mesure, entraînement, freinage
 Précision et rigidité exigées
 Type d'entraînement
 Position et espace de montage
 Longueur de course
 Masses déplacées
Conditions de fonctionnement
 Forces
 Vitesse et accélération
 Distances de déplacement, course réduite
 Durée d'utilisation et cycles
 Lubrifiants réfrigérants, copeaux
 Entretien
Conditions ambiantes
 Impuretés
 Température
 Humidité
 Salle blanche ou vide
85
4
Développement et conception : Guidage
4.2
Comparaison billes - rouleaux
4.2.1
Caractéristiques
4.2. Comparaison billes - rouleaux
4.2.1.
Caractéristiques
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont soumis à différentes exigences, en fonction
de l'application. Les guides à rouleaux sont particulièrement avantageux pour les applications
exigeant une grande capacité de charge, une bonne rigidité et une longue durée de vie ou les
applications à espace de montage limité.
En revanche, en raison des masses inférieures déplacées, les guidages à billes sont plus
avantageux pour les applications dynamiques, c'est-à-dire à vitesses et accélérations élevées,
ou présentant de plus fortes exigences en matière de bruit et de force de déplacement. De plus,
ils offrent des avantages pécuniaires par rapport aux guidages à rouleaux, et s'adaptent aux
configurations architecturales grâce à leur grande diversité de types.
MONORAIL MR à rouleaux
Caractéristiques techniques :
– 4 chemins de roulement pour rouleaux à géométrie en O avec surface
bombée
– Chariots de guidage complètement étanches
– Cotes principales conformes à DIN 645-1
– Diversité des exécutions et des possibilités de lubrification
– Nombreux accessoires pour une large gamme d'applications
Domaines d'application principaux :
Machines-outils pour effort de coupe important et longue durée de vie,
machines/installations à encombrement minimum, centres d'usinage CNC,
tours CNC, rectifieuses CNC, machines à érosion, machines de moulage
par injection
MONORAIL BM à billes
Caractéristiques techniques :
– 4 rangées de billes à contact en 2 points à géométrie en O,
– Géométrie optimisée du chemin de roulement avec un nombre minime
de passages,
– Nombre minime de pièces détachées,
– Réduction de l'entretien grâce au réservoir intégré de lubrifiant,
– Étanchéité complète des chariots de guidage,
– Profilé trapézoïdal du rail de guidage, pour une plus grand rigidité et
un remplacement plus facile des pièces d'usure,
– Cotes principales conformes à DIN 645-1.
Domaines d'application principaux :
Machines-outils pour effort de coupe petit et moyen, Axes auxiliaires,
Machines d'usinage du bois, Machines d'usinage de la tôle, Installations
de découpe au jet d'eau et au laser, Machines automatiques de découpe,
Robotique, Appareils de manutention et technique d'automatisation,
Électronique et technique des semi-conducteurs, Technique de mesure,
Technique médicale
86
4
Développement et conception : Guidage
4.2
Comparaison billes - rouleaux
4.2.2
Domaines d’application
Caractéristique
Capacité de charge
Rigidité
Précision
Durée de vie
Caractéristiques de
roulement/
Pulsation
Comportement au
frottement
Vitesses
admissibles
Montage et
facilité d'entretien
Exigences en matière de
précision et de
rigidité de la
construction environnante
Système de mesure de la
longueur
intégré
Crémaillère intégrée
MONORAIL RM MONORAIL BM
à rouleaux
à billes
••••
••
••••
•••
••••
••••
••••
•••
••
••••
••
••••
•••
••••
•••
••••
Haute
Moyenne
Oui
Oui
Non
Oui
Remarque : • = Satisfaisant, ••• = Excellent
4.2.2.
Domaines
d’application
Guidages à rouleaux
utilisés typiquement dans
 Machines-outils pour effort de coupe important et longue durée de vie
 Machines/installations à encombrement minimum
 Centres d'usinage
 Centres de fraisage
 Tours CNC
 Rectifieuses CNC
 Machines à érosion
 Machines de moulage par injection
 Technique de formage
Guidages à billes
utilisés par exemple dans
 Machines-outils pour effort de coupe petit et moyen
 Axes auxiliaires
 Machines d'usinage du bois
 Machines d'usinage de la tôle
 Installations de découpe au jet d'eau et au laser
 Machines automatiques de découpe
 Robotique
 Appareils de manutention et technique d'automatisation
 Électronique et technique des semi-conducteurs
 Technique de mesure
 Technique médicale
87
4
Développement et conception : Guidage
4.3
Types de rails de guidage
4.3.1
Types de rails de guidage - Vue d’ensemble
4.3. Types de rails de guidage
4.3.1.
Types de rails
de guidage - Vue
d'ensemble
Les types de rails de guidage se distinguent principalement par leur type de fixation, qui définit
également les possibilités d'obturation des trous de fixation. Il existe également différents
espacements entre les perçages et différents procédés de trempe. Le tableau ci-dessous
présente une vue d'ensemble des guidages MONORAIL MR à rouleaux MONORAIL BM/BZ à
billes.
Pour les tailles disponibles, voir le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
Vue d'ensemble des rails de guidage MR
N
Tailles/
Types de rails de
guidage
Taille 25
Taille 35
Taille 45
Taille 55
Taille 65
Taille 100
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
Coûts de montage
minimes
Grandes longueurs de
système
d'une seule pièce
Pour une utilisation avec
jet de copeaux
Pour soutenir les
protections
Note : • = pertinent
88
ND
Standard
Standard,
trempé à cœur
MR S 25-N
MR S 35-N
MR S 45-N
MR S 55-N
MR S 65-N
MR S 100-N
MR S 25-ND
MR S 35-ND
MR S 45-ND
•
•
NU
NUD
C
Avec taraudage Avec taraudage Pour bande de
par-dessous
par-dessous,
couverture
trempé à cœur
MR S 25-NU
MR S 25-C
MR S 35-NU
MR S 35-NUD
MR S 35-C
MR S 45-NU
MR S 45-C
MR S 55-NU
MR S 55-C
MR S 65-NU
MR S 65-C
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CD
Pour bande de
couverture,
Trempé à cœur
MR S 25-CD
4
Développement et conception : Guidage
4.3
Types de rails de guidage
4.3.1
Types de rails de guidage - Vue d’ensemble
Vue d'ensemble des rails de guidage BM
N
Tailles/
Types de rails de
guidage
Taille 15
Taille 20
Taille 25
Taille 30
Taille 35
Taille 45
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
Coûts de montage
minimes
Montage très précis sans
butée latérale
Grandes longueurs de
système
d'une seule pièce
Pour soutenir les
protections
ND
Standard
Standard,
trempé à cœur
BM S 15-ND
BM S 20-N
BM S 25-N
BM S 30-N
BM S 35-N
BM S 45-N
•
•
NXD
NU
C
Standard, demi Avec taraudage Pour bande de
entraxe, trempé
par-dessous
couverture
à cœur
BM S 15-NXD
BM S 20-NU
BM S 20-C
BM S 25-NU
BM S 25-C
BM S 30-NU
BM S 30-C
BM S 35-NU
BM S 35-C
BM S 45-NU
BM S 45-C
•
CD
Pour bande de
couverture,
Trempé à cœur
BM S 15-CD
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Remarque : • = pertinent
89
4
Développement et conception : Guidage
4.3
Types de rails de guidage
4.3.2
Caractéristiques et critères de sélection
4.3.2.
Caractéristiques
et critères de
sélection
Type/
Fixation
Par le haut
Fixation
Les rails de guidage se distinguent par deux types de fixation principaux.
Les rails standard -N- et les rails pour bandes de couverture -C- sont dotés de trous pour la
fixation par le haut. Les trous des rails N sont obturés par des bouchons, tandis que les rails C
sont obturés par une bande de couverture.
Il existe également des rails de guidage avec des taraudages sur la partie inférieure, permettant
la fixation par le dessous. Ces rails de guidage sont identifiés par un -U- dans la désignation du
type. Ils ont l'avantage de posséder une surface de raclage parfaitement lisse et de ne pas avoir
besoin d'éléments d'obturation pour les perçages des rails de guidage. Ils sont principalement
utilisés dans le cas de constructions adjacentes avec accès depuis la partie inférieure, pour un
montage économique et une longue durée de vie des racleurs.
Le suffixe -D- de la désignation du type identifie un rail de guidage trempé à cœur, le -Xcorrespondant à l'entraxe double des trous de fixation sur les rails MR et au demi entraxe sur les
rails BM.
N, ND
C, CD
•
•
Par le bas
NU, NUD
NX (BZ)
•
Par le côté
•
Note : • = pertinent
La quatrième variante est un rail de guidage à fixation latérale. Elle est utilisée sur les systèmes
à denture MONORAIL BZ. Les trous de fixation sont ici disposés en dehors de la zone de
déplacement des chariots de guidage, ce qui présente l'avantage que les perçages sont très
facilement accessibles et qu'il n'est pas nécessaire de les obturer pour protéger les racleurs.
Longueurs de rail
Longueurs maximales de rails de guidage d'une seule pièce L3
Les rails MONORAIL sont fabriqués d'une seule pièce dans des longueurs maximales, selon le
tableau suivant. Les rails de guidage plus longs se composent de plusieurs pièces mises bout à
bout, les joints se trouvant toujours au centre entre deux trous de fixation.
Les extrémités de rails des pièces mises bout à bout sont polies à l'avant et tranchantes. Les
extrémités extérieures des rails de guidage et les extrémités des rails de guidage d'une seule
pièce sont séparées à l'avant et ébavurées.
Longueur maximale de rail de guidage d'une seule pièce L3 (longueurs en mm)
Type/Procédé de trempe
15
20
25
MR
Par induction d'une
6000*
seule pièce
Par induction en
4000*
plusieurs pièces
Trempé à cœur
2000
BM
Par induction d'une
3000
6000
seule pièce
Par induction en
3000
4000
plusieurs pièces
Trempé à cœur
1500
BZ
Par induction
6000
Remarque :* Rail de guidage MR 25-C pour bande de couverture MAC max. 3000 mm
90
30
35
45
55
65
6000
6000
6000
6000
4000
4000
4000
4000
2000
2000
1800
1800
6000
6000
6000
4000
4000
4000
6000
4
Développement et conception : Guidage
4.3
Types de rails de guidage
4.3.2
Caractéristiques et critères de sélection
Longueurs standard de rails de guidage
Les longueurs standard des rails de guidage MONORAIL MR et BM sont de
L3 Longueur de rail (mm)
n = 3, 4, 5...
L4 Pas de perçage (mm)
pour MONORAIL BZ
L3 Longueur de rail (mm)
n = 3, 4, 5...
L4 Pas de perçage (mm)
Rails de guidage de longueurs spéciales
Pour les longueurs différentes des longueurs standard de rail de guidage ci-dessus, la longueur
des rails de guidage MONORAIL MR et BM est calculée selon la formule suivante :
L3
n
L4
L5
L10
Rail de guidage :
1
Côté marquage
2
Côté butée
F2
Diamètre de fraisage (mm)
Longueur de rail (mm)
= 3, 4, 5...
Pas de perçage (mm)
Entraxe des perçages de départ (mm)
Entraxe des perçages d'extrémité (mm)
L4
L5
L10
Pas de perçage (mm)
Entraxe des perçages de départ (mm)
Entraxe des perçages d'extrémité (mm)
Les valeurs suivantes doivent être respectées à cet effet pour l'entraxe des perçages de départ
L5 et l'entraxe des perçages d'extrémité L10 :
L5
L10
L4
F2
Entraxe des perçages de départ (mm)
Entraxe des perçages d'extrémité (mm)
Pas de perçage (mm)
Diamètre de fraisage (mm)
L5 Entraxe des perçages de départ (mm)
L10 Entraxe des perçages d'extrémité (mm)
F2 Diamètre de fraisage (mm)
91
4
Développement et conception : Guidage
4.3
Types de rails de guidage
4.3.2
Caractéristiques et critères de sélection
Pour MONORAIL BZ, les valeurs fixes L5 et L10 sont les suivantes :
L5 Entraxe des perçages de départ (mm)
L10 Entraxe des perçages d'extrémité (mm)
L4 Pas de perçage (mm)
Dureté de surface
Les surfaces latérales et les chemins de roulement des rails de guidage MONORAIL sont trempés
par induction de série. Ces rails de guidage sont recommandés pour les applications normales,
pour les systèmes de grande longueur, ou lorsque l'on prévoit d'ajouter des perçages par la
suite dans le rail de guidage, par exemple pour les goupilles de positionnement ou pour fixer un
soufflet.
Des variantes trempées à cœur sont également disponibles pour les cas nécessitant une partie
supérieure trempée du rail de guidage, par exemple pour soutenir les coulisseaux des protections
ou parce que les rails de guidage sont utilisés dans des dégagements de copeaux libres. Le « D »
des types ND, NUD et CD signifient « Durchhärtung » (trempage à cœur).
Couverture des rails de guidage
En fonction du type de rail de guidage, leurs perçages peuvent être obturés de diverses manières.
SCHNEEBERGER propose à cet effet une série d'éléments adaptés à chaque cas d'application.
Les tableaux suivants fournissent une vue d'ensemble des variantes proposées et de leurs
caractéristiques spécifiques :
Protections des rails de guidage
Types de rails de
guidage/Code
commande
MONORAIL MR
MONORAIL BM
MONORAIL BZ
92
Caractéristiques
Coûts
Minimes
Moyens
Élevés
Coûts de montage
Minimes
Moyens
Élevés
Espace libre requis aux
extrémités des rails de
guidage
Recyclable
Haute capacité de charge
mécanique
Conditions d'utilisation
Liquides
Fines impuretés
Gros copeaux
Particules chaudes
Facilité de démontage
Moyenne
Bonne
Très bonne
Rails en U*
•
•
•
Bouchons
en matière
synthétique
MRK
BRK
BRK
Bouchons en
laiton
Bouchons en
acier
Bande de
couverture
MRS
BRS
MRZ
MAC
BAC
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Note : • = pertinent, * = Fixation depuis le bas - pas de protection nécessaire des rails
•
4
Développement et conception : Guidage
4.4
Types de chariots de guidage
4.4.1
Types de chariots de guidage - Vue d’ensemble
4.4. Types de chariots de guidage
4.4.1.
Types de
chariots de
guidage - Vue
d'ensemble
Outre la capacité de charge, le type de fixation et l'encombrement disponible revêtent une
importance particulière dans le choix du type de chariot de guidage. Le tableau ci-dessous
présente une vue d'ensemble des guidages MONORAIL MR à rouleaux MONORAIL BM à billes.
Pour les tailles disponibles, voir le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
Les cotes extérieures et l'emplacement des orifices de lubrification de tous les types de chariots
de guidage sont conformes à la norme DIN 645 ; les chariots de guidage sont par conséquent
interchangeables.
Vue d'ensemble des chariots de guidage BM
A
Tailles/types
de chariot de guidage
Taille 15
Taille 20
Taille 25
Taille 30
Taille 35
Taille 45
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
Par le côté
par le côté
Pour forces et
couples élevés
Pour forces et couples
moyens
Pour montage dans
des espaces étroits
Standard
B
Standard, long
C
Compact, haut
BM W 15-A
BM W 20-A
BM W 25-A
BM W 30-A
BM W 35-A
BM W 45-A
BM W 20-B
BM W 25-B
BM W 30-B
BM W 35-B
BM W 45-B
BM W 15-C
BM W 20-C
BM W 25-C
BM W 30-C
BM W 35-C
BM W 45-C
•
•
•
•
•
D
E
F
Compact, haut, Compact, haut,
Compact
long
pour montage
latéral
BM W 15-F
BM W 20-D
BM W 25-D
BM W 25-E
BM W 25-F
BM W 30-D
BM W 30-E
BM W 30-F
BM W 35-D
BM W 35-E
BM W 35-F
BM W 45-D
BM W 45-F
•
•
G
Compact, long
BM W 25-G
BM W 30-G
BM W 35-G
BM W 45-G
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Note : • = pertinent
93
4
Développement et conception : Guidage
4.4
Types de chariots de guidage
4.4.1
Types de chariots de guidage - Vue d’ensemble
Vue d'ensemble des chariots de guidage MR
A
Tailles/types
de chariot de guidage
Taille 25
Taille 35
Taille 45
Taille 55
Taille 65
Taille 100
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
Par le côté
par le côté
Pour forces et
couples élevés
Pour forces et couples
moyens
Pour des conditions
d'installation réduites
Note : • = pertinent
94
B
C
D
E
Standard
Standard, long
Compact, haut
Compact, haut,
long
MR W 25-A
MR W 35-A
MR W 45-A
MR W 55-A
MR W 65-A
MR W 25-B
MR W 35-B
MR W 45-B
MR W 55-B
MR W 65-B
MR W 100-B
MR W 25-C
MR W 35-C
MR W 45-C
MR W 55-C
MR W 65-C
MR W 25-D
MR W 35-D
MR W 45-D
MR W 55-D
MR W 65-D
Compact, haut,
pour montage
latéral
MR W 25-E
MR W 35-E
F
•
•
•
•
•
•
G
Compact
Compact, long
MR W 25-F
MR W 25-G
MR W 45-F
MR W 55-G
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
4
Développement et conception : Guidage
4.4
Types de chariots de guidage
4.4.2
Caractéristiques et critères de sélection
4.4.2.
Caractéristiques
et critères de
sélection
Fixation
Tous les types de chariots de guidage sont dotés de 6 taraudages ou trous de fixation. Sur les
chariots de guidage à section compacte (types C, D, F et G), ils ont la forme de trous borgnes
et permettent la fixation par le haut, tandis que sur le type E, la fixation s'effectue latéralement.
Les types de chariots de guidage A et B sont percés de filetages. Ces derniers permettent la
fixation aussi bien par le haut que par le bas. La fixation par le haut est plus rigide du fait que le
diamètre de vis est plus grand.
Pour la fixation par le bas, il convient de veiller à utiliser des vis à tête plus basse conformes à la
norme DIN 6912 pour les perçages du milieu et de retirer les bouchons en matière plastique des
perçages centraux du chariot.
Il est essentiel que le support de la surface de vissage soit totalement plate pour effectuer la
fixation. La linéarité de la surface d'appui doit en outre être conforme aux spécifications du
Chapitre 4.12.5 - Précision de forme et de position des surfaces d'accouplement, à défaut de
quoi le chariot de guidage pourrait se déformer, au risque de modifier la précontrainte du chariot
de guidage.
Chariot de guidage avec taraudages, fixé par le haut
Chariot de guidage avec taraudages, fixé par le bas
Chariot de guidage avec trous borgnes, fixé par le haut
95
4
Développement et conception : Guidage
4.4
Types de chariots de guidage
4.4.2
Caractéristiques et critères de sélection
Interchangeabilité
Les chariots de guidage d'un certain type peuvent être échangés, mais la précontrainte reste
identique. Les chariots de guidage possèdent toutefois divers gabarits de perçage, en fonction de
leur type. Les types de chariots de guidage A et B constituent une exception. Malgré leur longueur
différente, ils présentent le même gabarit de perçage, ce qui assure leur interchangeabilité. Il est
ainsi possible d'échanger, par exemple, des chariots de guidage courts (A) contre des longs (B),
sans devoir modifier le patin de la machine.
Ce qui n'est possible sur aucun autre type de chariot de guidage.
Gabarits de perçage sur les types de chariots de guidage A et B
Gabarits de perçage sur les types de chariots de guidage C, D, F et G
Les types D, G et C possèdent des gabarits de perçage identiques, mais des hauteurs différentes
de chariots de guidage.
Rigidité
Concernant la rigidité sous charge, résultant des forces et des couples, les chariots de guidage
longs (types B, D et G) donnent les valeurs les meilleures en raison de leur plus grand nombre
d'éléments roulants porteurs.
La section des chariots de guidage joue un rôle nettement moindre, d'autant plus que la rigidité
du chariot de guidage à l'état vissé provient essentiellement de la construction environnante.
Dans le cas d'une charge de traction en particulier, il est important d'assurer un raccord rigide
entre le corps du chariot de guidage et la construction environnante. SCHNEEBERGER propose
6 trous de fixation pour tous les types de chariots de guidage. Le raccordement est de ce fait
considérablement plus rigide que sur une fixation à 4 vis.
Dans le cas de charge latérale, il convient de privilégier les types A et B, car ils assurent une
meilleure rigidité latérale en raison de leur type de bride.
Précision
Si l'application exige une précision de déplacement extrême, ou emploie des chariots de guidage
en plusieurs parties, il est recommandé d'utiliser les types de chariots de guidage longs B, D et
G, étant donné que leur pulsation verticale est moins importante que sur les types A, C et D et
que les oscillations sont mieux compensées dans le rail de guidage, par exemple suite à des
déformations provoquées par les forces de vissage ou les tolérances aux passages des jointures.
Les types de chariots de guidage courts sont à privilégier lorsque l'application exige davantage
de souplesse et de tolérance par rapport aux défauts angulaires pour compenser les irrégularités
de la construction adjacente.
96
4
Développement et conception : Guidage
4.5
Précontrainte
4.5.1
Définition et objectif
4.5. Précontrainte
4.5.1.
Définition et
objectif
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER sont précontraints afin de permettre un mouvement
sans jeu sous charge et de renforcer la rigidité du guidage. La précontrainte influence également
la durée de vie, la résistance au déplacement et le comportement du système aux oscillations.
La précontrainte est produite dans le chariot de guidage à l'aide d'éléments roulants
surdimensionnés, le corps en acier du chariot de guidage se cambre alors de manière élastique.
La force de rappel qui en résulte correspond à la force de précontrainte.
La précontrainte est exprimée en pourcentage de la charge dynamique C.
Effets E de la précontrainte des guidages sur
1 Rigidité
2 Résistance au déplacement
3 Durée de vie
Influence de la rigidité sur le comportement du guidage aux oscillations
L'amplitude d'un système peu amorti dépend du rapport entre la fréquence d'excitation
et la fréquence propre. Une rigidité plus élevée augmente la fréquence propre et diminue la
déviation statique. Une fréquence propre élevée est nécessaire dans les machines-outils, afin
que l'amplitude s'amplifie le moins possible à la force d'excitation et la fréquence d'excitation
prédéterminées.
Conséquence : Utilisation de guidages à rouleaux à classe de précontrainte élevée.
97
4
Développement et conception : Guidage
4.5
Précontrainte
4.5.2
Classes de précontrainte
4.5.3
Domaines d’application
4.5.2.
Classes de
précontrainte
SCHNEEBERGER propose au total quatre classes de précontrainte différentes dans la plage de
0 - 13 % de la charge dynamique admissible C, ce pour diverses applications. La tolérance des
classes de précontrainte s'élève à ± 3 % de C. Les valeurs des tableaux suivants figurent dans le
Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
Classes de précontrainte
Note : * V0 disponible uniquement pour les guidages BM.
4.5.3.
Domaines
d'application
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER de la série MONORAIL MR à rouleaux sont
disponibles dans les trois classes de précontrainte V1, V2 et V3, avec une précontrainte faible,
moyenne et élevée.
La série MONORAIL BM à billes est disponible en plus dans la classe de précontrainte V0. Dans
cette classe, la précontrainte peut varier entre une précontrainte très faible et un jeu minime.
Le tableau suivant présente les domaines d'utilisation typiques :
Présentations des rails profilés
Classe de précontrainte : V0
Conditions d'utilisation :
– Guidages à très faible frottement pour une charge constante
– Vibrations minimes
Exemples d'applications :
– Axes manuels
– Petits axes et systèmes de tables pour : Électronique/Chambre
blanche/Technique médicale
– Axes auxiliaires
– Axes de moteur linéaire
Classe de précontrainte : V1
98
Conditions d'utilisation :
– Guidages à faible frottement pour une charge constante
– Vibrations faibles
Exemples d'applications :
– Axes de manutention
– Robotique
– Systèmes de mesure
– Installations de laboratoire
– Axes secondaires et auxiliaires
4
Développement et conception : Guidage
4.5
Précontrainte
4.5.3
Domaines d’application
Classe de précontrainte : V2
Conditions d'utilisation :
– Grande rigidité
– Charges et vibrations à variation moyenne
Exemples d'applications :
– Machines-outils pour petit effort de coupe
– Rectifieuses
– Machines pour l'usinage du bois
– Installations de découpe au jet d'eau
– Installations de découpe au laser
– Machines à érosion
Classe de précontrainte : V3
Conditions d'utilisation :
– Rigidité maximale
– Chocs et vibrations élevés
– Charges et couples importants à forte variation
Exemples d'applications :
– Machines-outils pour effort de coupe important
– Machines de formage
– Centres de fraisage
– Tours
– Perceuses
Efficacité de la précontrainte
À des charges extérieures inférieures à 3 fois la précontrainte, la précontrainte se maintient sous
charge. Ce qui assure une haute rigidité du système. Si la force extérieure dépasse la valeur de la
précontrainte, la rigidité diminue. Raison pour laquelle, lors de la conception, il faut veiller à rester
dans la plage de la précontrainte active, lorsque l'application nécessite une grande rigidité.
99
4
Développement et conception : Guidage
4.6
Précision
4.6.1
Classes de précision
4.6. Précision
4.6.1.
Classes de
précision
Pour ses guidages MONORAIL, SCHNEEBERGER propose au total quatre classes de précision
différentes. Ces classes de précision permettent un choix de guidages en parfaite adéquation
avec l'application, répondant aux besoins de la construction.
Extrêmement précis
Très précis
Précis
Standard
Elles déterminent aussi bien les tolérances des cotes de référence des chariots de guidage par
rapport aux rails de guidage (voir le schéma suivant et Chapitre 4.6.2 - Précision - Tolérances
dimensionnelles), que la précision de déplacement des chariots de guidage sur les rails de
guidage (voir Chapitre 1.6.3 - Précision - Précision de déplacement).
1
2
3
Chariot de guidage côté butée
Rail de guidage côté butée
Rail de guidage côté marquage
A Hauteur du système
B2 Distance entre le chariot de guidage côté butée et le rail de
guidage côté butée
Tolérances de la cote de référence du chariot de guidage par rapport au
rail de guidage
100
4
Développement et conception : Guidage
4.6
Précision
4.6.1
Classes de précision
4.6.2
Tolérances dimensionnelles
Domaines d’application
Classe de précision :
– Extrêmement précis
Exemples d'applications :
– Machines de mesure,
– Unités de dressage
Classe de précision :
– Extrêmement précis
Exemples d'applications :
– Machines de mesure,
– Unités de dressage
– Machines CNC,
– Centres d'usinage CNC
Classe de précision :
– Précis
Exemples d'applications :
– Machines CNC,
– Centres d'usinage CNC,
– Manutention, Robotique, Axes auxiliaires
Classe de précision :
– Standard
Exemples d'applications :
– Manutention, Robotique, Axes auxiliaires
4.6.2.
Tolérances
dimensionnelles
Classe de précision
G0
G1
G2
G3
Cotes du système A et B2
Les chariots de guidage et les rails de guidage MONORAIL sont fabriqués indépendamment l'un
de l'autre, avec une précision extrême, ce qui permet de les échanger librement. En d'autres
termes, n'importe quel chariot de guidage peut se déplacer sur un rail de guidage et, inversement,
n'importe quel chariot de guidage peut être utilisé sur tout rail de guidage au choix de n'importe
quelle taille, ce sans influencer la classe de précontrainte, étant donné que la précontrainte est
générée par les éléments roulants correspondants du chariot de guidage.
Pour les différences de cotes entre des chariots de guidage et des rails de guidage au choix, voir
les valeurs de la colonne A/B2 dans le tableau suivant :
A / B2
ΔA / ΔB2
± 5 μm
± 10 μm
± 20 μm
± 50 μm
3 μm
5 μm
10 μm
25 μm
ΔA
Standard
10 μm
20 μm
40 μm
60 μm
101
4
Développement et conception : Guidage
4.6
Précision
4.6.2
Tolérances dimensionnelles
Tolérances dimensionnelles de chariots de guidage et de rails de
guidage au choix :
– A/B2
Position de mesure :
– Mesuré au centre du chariot de guidage et dans une position au choix des
rails de guidage
Différence dimensionnelle maximale entre les chariots de guidage d'un
rail de guidage :
– ΔA/ΔB2
Position de mesure :
– Mesuré au centre du chariot de guidage et chaque fois dans une position
identique des rails de guidage
Différence dimensionnelle maximale des chariots de guidage de deux
ou plusieurs rails de guidage parallèles, standard :
– ΔA standard
Position de mesure :
– Mesuré au centre du chariot de guidage et chaque fois dans une position
identique des rails de guidage
Chariots de guidage appariés
Tous les chariots d'un jeu sont montés ensemble sur un calibre de production, l'un à la suite
de l'autre, et polis sur le haut ainsi que sur la surface de butée latérale. Finalement, les cotes
principales A et B2 sont mesurées sur un rail d'essai, avant d'apparier les chariots. La paire de
chariots de guidage est disponible en deux qualités.
Paire de chariots
Exécution
SLWGP0
SLWGP1
102
Différence maximale des dimensions de tous les chariots d'une paire
ΔA / ΔB2
3 μm
5 μm
Rails de guidage appariés
Pour apparier les rails de guidage, les experts recherchent dans les fichiers des données des rails
avec un déplacement similaire. Le critère de sélection est la différence maximale du déplacement
sur la longueur du rail, ce que l'on appelle la tolérance d'appariement. La plage de tous les
4
Développement et conception : Guidage
4.6
Précision
4.6.2
Tolérances dimensionnelles
protocoles de déplacement des rails appariés se situe dans les limites de cette tolérance. Les
paires de rails sont disponibles en quatre qualités.
Paire de rails de guidage
Exécution
Tolérance d'appariement
SLSGP0
SLSGP1
SLSGP2
SLSGP3
5 μm
10 μm
15 μm
20 μm
Tolérance limitée ΔA
Tolérance limitée ΔA de chariots de guidage installés à proximité les uns des autres sur un rail
de guidage ou de rails de guidage installés à proximité les uns des autres Sur une construction
adjacente très rigide, la formule suivante s'applique pour éviter d'influencer négativement la
durée de vie :
À Lb < L, ΔA ≤ 5 μm
L Longueur de chariot de guidage
Lb Distance entre deux chariots de guidage
ΔA Écart dimensionnel de la hauteur du système
Tolérance limitée pour les chariots de guidage installés à proximité les
uns des autres sur un rail de guidage
103
4
Développement et conception : Guidage
4.6
Précision
4.6.2
Tolérances dimensionnelles
Cote des rails de guidage et des chariots de guidage
Largeur de rail B1
Tolérances :
– Standard ; ± 0,05 mm
Hauteur de rail J1
Tolérances :
– Standard/MAC/BAC ; ± 0,05 mm
104
4
Développement et conception : Guidage
4.6
Précision
4.6.2
Tolérances dimensionnelles
4.6.3
Précision de déplacement
Largeur de chariot B
Tolérances :
Butée standard MR : 0/-0,3 mm
Butée standard BM : 0/-0,4 mm
Tolérances :
Double butée MR :
Cote nominale -0,3 ±0,05 mm ;
Double butée BM :
Cote nominale -0,3 ±0,0 mm
4.6.3.
Précision de
déplacement
La précision de déplacement décrit les écarts de parallélisme verticaux et horizontaux des
chariots de guidage lorsqu'ils se déplacent sur le rail de guidage. Dans le cadre de la tolérance
(verticale XTZ et horizontale XTY), elle peut être linéaire ou ondulée. L'ampleur de la tolérance par
rapport au centre du chariot de guidage est déterminée à partir du schéma suivant, en fonction
de la longueur du rail de guidage et de la classe de précision.
Classes de précision SCHNEEBERGER G0-G3
La longueur de rail de guidage l (mm) est rapportée à
l'écart maximum admissible Δ (μm).
Exemple de relevé :
Pour une longueur de rail de guidage L3 = 2000 mm, il en résulte pour G2 une tolérance admissible
de 0,015 mm.
105
4
Développement et conception : Guidage
4.7
Types d’installation des systèmes de guidage
4.7.1
Critères de sélection
4.7.2
Variantes d’installation
4.7. Types d'installation des systèmes de guidage
4.7.1.
Critères de
sélection
Le type d'installation décrit l'emplacement et la disposition des rails de guidage les uns par
rapport aux autres dans un système de guidage. Le choix de la variante d'installation doit tenir
compte de divers critères. Notamment :
 Type d'application
 Forces et couples exercés
 Exigences liées à la précision
 Exigences liées à la rigidité
 Conditions d'utilisation, par exemple encrassement
 Type de lubrification
 Encombrement disponible
 Coûts de montage
 Prise en compte des fluctuations de température intervenant dans les parties et des forces
supplémentaires qui y sont associées
 Prise en compte des fixations utilisés sur les axes
 Prise en compte d'une protection supplémentaire contre les chutes dans le cas des axes
suspendus
Les guidages doivent en principe être disposés de manière à ce que les forces exercées se
répartissent de manière aussi homogène que possible sur les chariots de guidage et que la
charge principale agisse dans le sens de la traction/compression. Ce qui présente l'avantage
que les forces sont absorbées directement par le guidage et acheminées vers la construction
environnante, via les vis de fixation. Des forces latérales élevées provoquent en partie des
couples sur le guidage et ne peuvent être transmises que par des épaulements supplémentaires
dans la construction adjacente, ce qui engendre des coûts supplémentaires.
Une disposition horizontale ou verticale des guidages est préférable aux autres dispositions en
ce qui concerne la lubrification et la protection du guidage. Au niveau du montage et de la
précision du guidage, il est recommandé de disposer tous les rails de guidage sur un seul plan.
4.7.2.
Variantes
d'installation
Quelques méthodes d'installation typiques sont reprises ci-après, avec leurs caractéristiques et
propriétés.
La plupart de ces exemples sont des variantes à deux rails de guidage et deux chariots de
guidage, car il s'agit du cas de figure le plus fréquent. Ni le sens de vissage des rails de guidage et
des chariots de guidage, ni le type de fixation latérale ne sont pris en compte dans ces exemples.
Ces thèmes sont abordés plus en détail dans les Chapitres 4.9 - Fixation des rails de guidage,
4.11 - Fixation des chariots de guidage et 4.12 - Structure de la construction adjacente.
Description :
– Un rail de guidage avec un ou deux chariots de guidage
– Installation horizontale
– Charge sous couple minime Ma
– Axes manuels et auxiliaires à charge minime
– Facilité d'alignement
– Absorption élevée des charges latérales contre l'épaulement (1)
– Absorption minime des charges latérales contre le contre-épaulement (2)
106
4
Développement et conception : Guidage
4.7
Types d’installation des systèmes de guidage
4.7.2
Variantes d’installation
Description :
– Deux rails de guidage avec deux chariots de guidage
– Installation horizontale
– Facilité de montage
– Grande précision
– Axes de tous types, postes de commande
– Facilité d'alignement sur le rail de référence (1)
– Charge sous couple élevée Ma
Description :
– Installation de biais, par exemple inclinaison de 45° autour de l'axe
longitudinal
– Absorption élevée des forces en angle d'inclinaison
– Lubrification séparée à l'huile
– Rail sensible à l'encrassement (à recouvrir éventuellement)
– Tour à banc incliné
– Accumulation d'impuretés et de réfrigérants lubrifiants dans le prisme
supérieur :
• Recouvrement particulier requis
• Prévoir un trou/une rainure d'écoulement
Description :
– Installation suspendue, inclinée de 90° (montage mural)
– Absorption élevée des forces horizontales
– Lubrification séparée à l'huile
– Rail sensible à l'encrassement
– Tours, chariot transversal de BAZ
– Accumulation d'impuretés et de réfrigérants lubrifiants dans le prisme
supérieur :
• Recouvrement particulier requis
• Prévoir un trou/une rainure d'écoulement
Description :
– Installation horizontale, rails de guidage décalés de 90°
– Grande rigidité de couple
– Montage onéreux
– Chariots transversaux de machines à portique
– Exigence stricte concernant la précision des surfaces de montage
Description :
– Installation tournée de 180°, axe suspendu
– Réduction de la rigidité en raison de la charge de traction
– Chariots de guidage sensibles à l'encrassement
– Plus grande sécurité de charge statique requise
– Protection contre les chutes à prévoir
– Calcul de la charge de vissage
Description :
– Installation horizontale
– Plusieurs rails de guidage les uns à côté des autres avec trois chariots
de guidage ou plus (hauteurs de chariot de guidage à maintenir dans des
tolérances étroites)
– Absorption élevée des charges verticales et grande rigidité
– Tables de machines pour des forces très élevées
– Grands espacements entre les rails extérieurs
– Protection de la plaque contre la flexion
107
4
Développement et conception : Guidage
4.7
Types d’installation des systèmes de guidage
4.7.2
Variantes d’installation
Description :
– Rails de guidage tournés de 180° avec chariot de guidage fixe
– Installation horizontale (le rail pénètre dans la salle d'usinage et peut
être endommagé par les copeaux. Solution : surface dure des rails de
guidage)
– Pour axes et poutres en saillie
– Machines à fraiser/percer horizontales, machines à érosion
– Chariots de guidage sensibles à l'encrassement
Description :
– Montage de deux rails de guidage et chariots de guidage les uns à
proximité des autres
– Absorption élevée des forces verticales
– Machines à portique
– En raison de la construction environnante rigide, utilisation de chariots
de guidage appartenant à une classe de précision élevée et/ou appariés
Description :
– Chariots de guidage centraux disposés très près sous la force principale,
plaque de raccordement pas suffisamment rigide
– Sollicitation supplémentaire des chariots de guidage extérieurs suite à la
flexion des plaques Solution : plaque de raccordement rigide
– Pour machines-outils lourdes
– Utilisation de chariots de guidage
appartenant à une classe de précision élevée et/ou appariés
– Installation horizontale
Prudence
Les chariots de guidage à supprimer peuvent se détacher des rails de guidage.
 Les chariots de guidage peuvent se détacher des rails de guidage, raison pour laquelle
une mesure de sécurité supplémentaire doit être prise à chaque position de montage, par
exemple un arceau de sécurité autour des rails de guidage, pour empêcher les chariots de
guidage de se décrocher.
Il appartient à l'utilisateur de prendre les mesures correctes en matière de construction et de
sécurité pour empêcher une dissociation des chariots de guidage et des rails de guidage en
cas de panne (par exemple suite à la perte d'éléments roulants). Une des variantes possibles
de mesure de construction est l'installation d'un arceau de sécurité autour du rail de guidage. Il
convient en outre de respecter les spécifications des associations professionnelles, des directives
et des normes applicables en fonction du cas d'application.
108
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.1
Principes de base
4.8. Calcul et dimensionnement
4.8.1.
Principes de
base
Les exigences en matière de précision, de qualité de surface et de temps d'usinage courts
sont de plus en plus strictes. Raison pour laquelle les guidages à rouleaux intervenant dans la
construction mécanique moderne sont de plus en plus déterminés en fonction de leur déformation
élastique admissible.
Les étapes suivantes sont dès lors préconisées pour le dimensionnement des guidages
à rouleaux :
 Détermination des forces et couples extérieurs
 Répartition des forces et des couples sur les chariots de guidage individuels
 Détermination de la précontrainte et de la déformation
 Calcul de la durée de vie
 Calcul de la sécurité de charge statique
La durée de vie peut être limitée aussi bien par la fatigue des matériaux que par la détérioration
des surfaces de déplacement, suite aux influences de l'environnement.
Les roulements des surfaces entraînent une fatigue des matériaux et, par conséquent, la
détérioration du chemin de roulement et des éléments roulants (formation de piqûres). Si l'on
connaît la force exercée sur les surfaces de roulement, la tenue à la fatigue peut être calculée
conformément à la norme DIN ISO 281 ou DIN 636.
L'usure des surfaces de déplacement est principalement déterminée par la lubrification,
l'encrassement, la compression des surfaces et l'ampleur des mouvements relatifs des surfaces
sollicitées.
La durée de vie calculée peut être réduite par d'autres risques de pannes ou d'autres aspects qui
annulent la garantie.
109
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.1
Principes de base
Forces et couples extérieurs
m
Masse
Fa,x
Force extérieure dans la direction x
Fa,z
Force extérieure dans la direction z
Q
Espacement transversal du système
K
Espacement longitudinal des chariots
Xa
Coordonnées de l'application de la force dans la direction x
Ya
Coordonnées de l'application de la force dans la direction y
Za
Coordonnées de l'application de la force dans la direction z
Xm
Ym
Zm
Ma,x
Ma,y
Ma,z
Ysp
Zsp
Coordonnées du centre de masse dans la direction x
Coordonnées du centre de masse dans la direction y
Coordonnées du centre de masse dans la direction z
Couple extérieur autour de l'axe x
Couple extérieur autour de l'axe y
Couple extérieur autour de l'axe z
Point d'application de la force de l'entraînement longitudinal
dans la direction y
Point d'application de la force de l'entraînement longitudinal
dans la direction z
Les sections suivantes décrivent la manière dont la tenue à la fatigue est calculée. Concernant
la tenue à l'usure, il n'existe encore aucun procédé de calcul unique, étant donné qu'il n'est pas
possible de déterminer les grandeurs d'influence.
110
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.2
Calcul de la durée de vie
4.8.2.
Calcul de la
durée de vie
Détermination des forces et couples extérieurs
Les forces extérieures exercées sur le système de guidage sont déterminées par les composants
de la force Fax, Fay et Faz à l'aide des coordonnées d'application des forces Xa, Ya et Za. Une masse
m avec des composants d'accélération ax, ay et az entraîne une charge du système de guidage
par les composants de la force d'inertie Fmx, Fmy et Fmz, s'appliquant aux coordonnées du centre
de masse Xm, Ym et Zm.
Fmx
Fmy
Fmz
m
ax
ay
az
Force d'inertie dans la direction x
Force d'inertie dans la direction y
Force d'inertie dans la direction z
Masse
Accélération dans la direction x
Accélération dans la direction y
Accélération dans la direction z
Les forces ΣFy, ΣFz s'appliquant transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la table sont
absorbées directement par le système de guidage, les forces exercées dans le sens longitudinal
ΣFx étant transmises par l'entraînement.
Des couples extérieurs Max, May et Maz peuvent de plus s'appliquer. Les forces extérieures Fax,
Fay et Faz et les forces d'inertie Fmx, Fmy et Fmz génèrent également des couples, en rapport avec
les points d'application correspondants. Le point d'application de la charge de l'entraînement
longitudinal Ysp et Zsp influence l'ampleur des couples sur le système de guidage.
Répartition des forces et des couples sur les chariots de guidage individuels MONORAIL
Pour calculer les forces latérales Fjy et les forces de traction/compression Fjz sur chacun des
chariots de guidage (j = 1…n), il faut connaître l'espacement longitudinal des chariots de guidage
K et l'espacement transversal des chariots de guidage (voie) Q. La disposition architecturale des
chariots de guidage et des rails de guidage dans les axes doit en outre être prise en compte.
Détermination de la précontrainte et de la déformation
Les conditions d'utilisation, ainsi que les exigences relatives à la rigidité du guidage des
machines déterminent la classe de précontrainte des guidages MONORAILS SCHNEEBERGER.
La précontrainte V1, V2 ou V3 ne renforce pas seulement la rigidité, elle charge davantage les
surfaces de roulement tant que la précontrainte est active. Pour de plus amples informations sur
les différentes classes de précontrainte, voir Chapitre 4.5 - Précontrainte.
Les forces extérieures exercées sur les guidages MONORAIL provoquent le déplacement des
chariots de guidage.
Les schémas de rigidité, avec les valeurs de déformation en fonction du type et de la taille pour
les charges de traction et de compression, figurent dans le Catalogue de produits MONORAIL et
AMS SCHNEEBERGER.
Grandeurs d'influence intervenant dans le calcul de la durée de vie
Les grandeurs d'influence de la durée de vie sont les suivantes : forces exercées sur les chariots
de guidage MONORAIL, précontrainte choisie, charge dynamique admissible et probabilité
d'occurrence.
Si des forces constantes s'exercent sur toute la plage de déplacement, la durée de vie est calculée
avec la force équivalente P. En revanche, si diverses forces sont prévisibles, il faut compter sur
une force équivalente dynamique Pj.
111
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.2
Calcul de la durée de vie
Force équivalente dynamique P
La force équivalente dynamique Pj est nécessaire pour calculer la durée de vie de chaque chariot
de guidage MONORAIL (j = 1…n). Les montants des composants de force Fjy et Fjz agissant sur
les chariots de guidage sont additionnés algébriquement pour obtenir la force effective Fj :
Fj Force effective (N)
Fjy Force effective (N) dans la direction y
Fjz Force effective (N) dans la direction z
Dans le cas d'applications où les chariots de guidage MONORAIL sont soumis à des charges
combinées résultant de forces et de couples, par exemple sur les chariots uniques ou les
systèmes équipés d'un seul rail de guidage, la force équivalente dynamique Pj est calculée selon
la formule suivante.
C
Fj
Fjy
Fjz
Mj
MQL
Charge dynamique admissible (N)
Force effective (N)
Force effective (N) dans la direction y
Force effective (N) dans la direction z
Couple dynamique (Nm)
Couple longitudinal et transversal dynamique admissible (Nm)
La force équivalente dynamique Pj agissant réellement sur les surfaces de roulement peut être
calculée approximativement, sous charge constante, selon la formule suivante :
pour Fj ≤ 3 • Fvsp
Fj Force effective par trajet partiel Lk (N)
Fvsp Force de précontrainte (N)
Pj Force équivalente dynamique (N)
pour Fj > 3 • Fvsp
Si la force P n'est pas constante, la force équivalente dynamique Pj peut être calculée, sous
charge par palier, selon la formule suivante pour chaque chariot de guidage MONORAIL (pour
chaque trajet partiel lk, la force Pjk correspondante est constante) :
Pj
Pjk
Ik
q
Force équivalente dynamique (N)
Force équivalente dynamique (N) par trajet partiel lk, k = 1…n
Trajet partiel (m), k = 1…n
Exposant pour le calcul de la durée de vie
= 10/3 à rouleaux
= 3 à billes
Charge dynamique admissible C
Les charges admissibles des guidages à rouleaux se basent sur les spécifications ISO pour le
calcul des roulements (DIN ISO 281).
La charge dynamique admissible C est la charge à laquelle un guidage linéaire atteint une durée
de vie nominale d'une plage de déplacement de 100.000 m (100 km), pour autant que l'ampleur
et la direction de la charge soient invariables et que la ligne d'action soit perpendiculaire à l'unité
des roulements.
112
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.2
Calcul de la durée de vie
Comparaison entre les charges admissibles
D'autres fabricants spécifient les charges dynamiques sur une plage de déplacement de 50.000 m
(50 km). Ces valeurs conformes à la norme JIS sont nettement supérieures aux valeurs DIN ISO.
Les charges admissibles sont converties selon la formule suivante :
pour guidages à rouleaux
pour guidages à billes
Probabilité d'occurrence
Conformément à la norme DIN ISO, les capacités de charge des roulements sont précisées de
manière à ce que l'équation de la durée de vie donne une valeur qui sera dépassée avec une
probabilité de 90 %. Si cette probabilité ne suffit pas, les valeurs de la durée de vie doivent être
réduites d'un facteur a1, conformément au tableau ci-dessous :
Probabilité
d'occurrence (%)
a1
90
95
96
97
98
99
1
0,62
0,53
0,44
0,33
0,21
Calcul de la durée de vie
Pour une force équivalente P (N), à une charge dynamique admissible C (N), la durée de vie
nominale calculée Lnom est de :
Lnom
C
P
a1
q
Durée de vie nominale (m)
Charge dynamique admissible
Force équivalente
Coefficient de durée de vie
Exposant pour le calcul de la durée de vie
= 10/3 à rouleaux
= 3 à billes
Lnom
Lnom
vm
s
n
Durée de vie nominale (h)
Durée de vie nominale (m)
Vitesse moyenne (m/min)
Longueur de course (m)
Fréquence de course (min-1)
Remarque
 Pour les applications à course réduite, égale ou inférieure à deux fois le diamètre de l'élément
roulant, la durée de vie calculée doit être diminuée.
113
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.3
Calcul de la sécurité de charge statique S0
4.8.4
Programme de calcul pour le dimensionnement des guidages MONORAIL
4.8.3.
Calcul de la
sécurité de
charge statique
S0
La sécurité de charge statique S0 est la protection contre les déformations permanentes
inadmissibles des éléments roulants et des chemins de roulement, et se définit comme le rapport
entre la charge statique admissible C0 et la force équivalente statique P0.
S0 Sécurité de charge statique
C0 Charge statique admissible
P0 Force équivalente statique
C0 Charge statique admissible
F0y Charges statiques extérieures (N)
F0z Charges statiques extérieures (N)
P0 Force équivalente statique
M0QL Couple longitudinal et transversal statique admissible (Nm)
M0 Couple statique (Nm)
Pour P0, il convient de tenir compte de la force agissant effectivement sur les surfaces de
roulement. L'amplitude maximale, qui peut être de très courte durée, est déterminante pour une
déformation des surfaces de roulement.
Pour la sécurité de charge statique S0, il est recommandé de respecter les valeurs minimales
suivantes en fonction des exigences et des conditions d'utilisation :
Conditions d'utilisation
Dispositions suspendues en hauteur
Applications présentent un risque potentiel élevé
Sollicitation dynamique importante,
chocs et vibrations élevés
Exécution normale des machines et installations,
sans que tous les paramètres de charge ne soient
connus, charges et vibrations à variation moyenne
Toutes les données de charge parfaitement connues,
charge uniforme et vibrations faibles
4.8.4.
Programme de
calcul pour le dimensionnement
des guidages
MONORAIL
S0
≥ 20
8 - 12
5-8
3-5
Le calcul manuel de la durée de vie, de la sécurité de charge et, surtout du déplacement sous
charge combinée est très compliqué et réalisable uniquement pour les applications simples.
C'est pourquoi SCHNEEBERGER propose un service de calcul par programme informatique.
But et objectif du programme de calcul MONORAIL
Le programme de calcul informatique d'aide à la conception des guidages MONORAIL sert
à déterminer les éléments suivants :
 Tailles requises des guidages MONORAIL
 Précontrainte optimale
 Sécurité de charge statique
 Durée de vie nominale
 Déformations élastiques du point de travail sous l'effet de la force, pour un système
MONORAIL donné.
Il est ici tenu compte des rigidités réelles non linéaires des chariots de guidage individuels
MONORAIL et de l'interaction des chariots de guidage, résultant des différentes rigidités sous la
force de traction, compression et latérale.
Les autres déformations dues à la dilatation thermique et la déformation élastique de la
construction mécanique ne sont pas prises en compte.
114
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.4
Programme de calcul pour le dimensionnement des guidages MONORAIL
Données requises
Toutes les données, présentées à titre d'exemple dans le dessin de machine suivant avec la fiche
technique, sont nécessaires à la conception :
 Géométrie du guidage, avec le nombre de chariots de guidage et de rails de guidage,
distances longitudinales et transversales entre les chariots de guidage
 Position des axes dans l'espace et distances les uns par rapport aux autres (distances des
points de référence des axes adjacents)
 Masses de tous les axes de machine à calculer et des pièces à usiner
 Position des points de gravité
 Position des éléments d'entraînement par rapport au point de référence des axes
 Position du point de force (point d'application de la force et du couple)
 Plages de déplacement maximales (course) de tous les axes de calcul
 Vitesse et accélération maximales des axes
En plus, dans différents cas de forces :
 Ensemble de forces, avec la vitesse, l'accélération, la plage de déplacement, le pourcentage
de temps, ainsi que l'ampleur et la direction des forces et couples s'appliquant au point de
travail, en fonction du cas de force
Toutes les dimensions géométriques se rapport au point central de l'axe (voir dessin). Les axes
peuvent être désignés librement dans le système de coordonnées cartésiennes.
SCHNEEBERGER propose des schémas de machines et des fiches techniques pour un grand
nombre de machines typiques et de types de construction. Pour de plus amples informations,
consulter un représentant SCHNEEBERGER.
115
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.5
Exemple de fiche technique pour une table X-/Y
4.8.5.
Exemple de fiche
technique pour
une table X-/Y
Masses
mx =
kg
my =
kg
mw =
kg
S1 =
S4 =
S7 =
mm
mm
mm
S2 =
S5 =
S8 =
mm
mm
mm
S3 =
S6 =
S9 =
mm
mm
mm
K1 =
Q2 =
mm
mm
K5 =
Q4 =
mm
mm
A2 =
A4 =
mm
mm
A3 =
A6 =
mm
mm
L4 =
mm
L5 =
mm
L6 =
mm
B1 =
mm
B2 =
mm
B3 =
mm
sx =
mm
sy =
mm
ax =
m/s2
ay =
m/s2
Cotes
Course (max.)
Accélération (max.)
Ensemble de forces : Forces et couples
N°
cycle
Fx
N
Fy
N
Fz
N
Mx
Nm
My
Nm
1
2
3
4
5
Ensemble de forces : Pourcentage de distance / temps
N°
Vitesse
v (m/min)
1
2
3
4
5
116
Axe X
Pourcentage
de temps
t (%)
Plage de
déplacement
s (mm)
Vitesse
v (m/min)
Axe Z
Pourcentage
de temps
t (%)
Plage de
déplacement
s (mm)
Mz
Nm
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.6
Exemple de schéma de machine pour une table X-/Y
4.8.6.
Exemple de
schéma de
machine pour
une table X-/Y
Exemple de schéma de machine pour une table X-/Y :
1
Vis d'entraînement
117
4
Développement et conception : Guidage
4.8
Calcul et dimensionnement
4.8.6
Exemple de schéma de machine pour une table X-/Y
Exemple de schéma de machine pour une table X-/Y :
1
Vis d'entraînement
118
4
Développement et conception : Guidage
4.9
Fixation des rails de guidage
4.9.1
Types de fixation
4.9.2
Options de rail
4.9. Fixation des rails de guidage
4.9.1.
Types de fixation
Il existe deux méthodes de fixation des rails de guidage MONORAIL. Les rails standard (N) et les
rails de guidage pour bandes de couverture (C) sont dotés de trous avec chanfrein pour la fixation
par le haut. Des rails de guidage sont également disponibles avec taraudage par-dessous (U),
que l'on peut visser par le bas à travers la table de machine.
La vue d'ensemble suivante présente les avantages et les inconvénients des deux types de
fixation.
Fixation par le haut (N, ND, C, CD)
Avantages :
– Bonne accessibilité
Inconvénients :
– Les perçages dans les rails doivent être obturés à l'aide de bouchons ou
de bandes de couverture pour protéger les racleurs
– Arêtes gênantes dues aux éléments d'obturation : Usure des racleurs,
Encrassement
Fixation par le bas (NU, NUD)
Avantages :
– Aucun élément d'obturation requis pour les perçages dans les rails de
guidage
– Pas d'arête gênante à la surface des rails
Inconvénients :
– Accessibilité limitée
– Force de serrage minime en raison de l'utilisation de vis longues
4.9.2.
Options de rail
Pas de perçage spéciaux L4
Pas de perçage :
L5
Distance de perçage initiale
L4
Pas de perçage
L3
L10
Longueur de rail
Distance de perçage finale
Doubles ou demi-pas de perçage L4
Les rails de guidage MONORAIL MR sont disponibles sur demande avec un double entraxe
de perçages L4. Il ne s'agit pas d'un produit de série (code commande NX). Disponibilité sur
demande.
À noter également que, dans ce cas, la rigidité et la précision de déplacement sont réduites.
Afin de renforcer la rigidité et d'améliorer la précision de déplacement, les rails de guidage
MONORAIL BM sont également disponibles en version demi-pas de perçage (correspondant à la
série MR L4 standard). Il ne s'agit pas d'un produit de série (code commande NX). Disponibilité
sur demande.
119
4
Développement et conception : Guidage
4.9
Fixation des rails de guidage
4.9.2
Options de rail
4.9.3
Éléments d’obturation des trous de fixation
Autres pas de perçage spéciaux
Des pas de perçage spécifiques au client ou des pas de perçage changeant sur la longueur
des rails de guidage, par exemple à la jointure des rails de guidage en plusieurs pièces, sont
disponibles sur demande.
Perçages de positionnement et taraudages supplémentaires
Des rails de guidage à perçages supplémentaires, par exemple pour les goupilles de
positionnement, ou à taraudages supplémentaires sont proposés en option.
Disponibilité sur demande.
Perçages supplémentaires sur le haut du rail de guidage
Des perçages supplémentaires, par exemple pour les goupilles de positionnement, ou des trous,
par exemple pour le montage mural du chariot de guidage, peuvent être aménagés sur le haut du
rail de guidage, selon les spécifications du client. Disponibilité sur demande.
Finition des rails
Les rails de guidage sont séparés, avant d'usiner leurs extrémités.
Exécution standard :
 Chanfrein pour le montage de chariots de guidage.
 Protection contre les dommages corporels.
 Support propre de la bande de couverture pour les rails de guidage dotés de bandes de
couverture.
Standard
4.9.3.
Éléments
d'obturation des
trous de fixation
Les éléments d'obturation suivants sont disponibles pour les trous des rails de guidage.
Le Chapitre 4.3 - Types de rails de guidage propose une comparaison entre les différents types
d'éléments, avec leurs avantages et leurs inconvénients.
Pour les tailles disponibles, les types et les informations concernant la commande, voir le
Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER. Pour les informations relatives au
montage, voir les Instructions de montage des bouchons en acier et en laiton SCHNEEBERGER.
Bouchons en matière synthétique
Caractéristiques :
– Prix intéressant
– Facilité de montage et de démontage
– Pour les axes protégés et les environnements peu sales,
par exemple dans le domaine de la manutention
– Code commande pour les produits à rouleaux : MRK
– Code commande pour les produits à billes : BRK
– Non recyclable
120
4
Développement et conception : Guidage
4.9
Fixation des rails de guidage
4.9.3
Éléments d’obturation des trous de fixation
Bouchons en laiton
Caractéristiques :
– Prix intéressant
– Surface lisse, sans jeu
– Très bonne fonction de raclage
– Pour sollicitations thermiques et mécaniques plus élevées
– Étanchéité
– Montage avec outil hydraulique requis
– Non recyclable
– Code commande pour les produits à rouleaux : MRS
– Code commande pour les produits à billes : BRS
Bouchons en acier
Caractéristiques :
– Surface lisse des rails de guidage
– Bonne fonction de raclage
– Pour sollicitations thermiques et mécaniques élevées, par exemple
dans la zone de copeaux ouverte
– Facilité de montage à l'aide d'un outil hydraulique
– Prix élevé
– Non recyclable
– Code commande pour les produits à rouleaux : MRZ
Bande de couverture
Caractéristiques :
– Surface lisse des rails de guidage avec une seule arête dépassante dans
le sens de la longueur
– Bonne fonction de raclage
– Coûts de montage minimes à l'aide de l'outil de montage
– Un seul élément d'obturation pour tout le rail de guidage
– Recyclable à plusieurs reprises et facile à démonter
– Espace libre requis derrière le rail de guidage pour le montage
– Sécurisation des extrémités de la bande de couverture par des pièces
d'extrémité (EST) ou des protections (BSC)
– Code commande pour les produits à rouleaux : MAC
– Code commande pour les produits à billes : BAC
121
4
Développement et conception : Guidage
4.9
Fixation des rails de guidage
4.9.4
Tolérances de longueur des rails de guidage et des trous de fixation des rails de guidage de types N, ND, NU, NUD, C et CD
4.9.5
Couple de serrage admissible des vis
4.9.4.
Tolérances de
longueur des
rails de guidage
et des trous de
fixation des rails
de guidage de
types N, ND, NU,
NUD, C et CD
La tolérance de longueur des rails de guidage en une ou plusieurs pièces est de L3 = 0/-2 mm.
La tolérance de position des trous de fixation des rails de guidage en une ou plusieurs pièces
est de :
Représentation schématique de l'entraxe des perçages L4 :
L4
Pas de perçage
L3
Longueur de rail
Tolérance de position
t (mm)
Rail
Trempé par induction
Trempé à cœur
4.9.5.
Couple de
serrage
admissible des
vis
xn ≤ 1000 mm
0,4
0,6
xn > 1000 mm
0,4
0,8
Les couples de serrage maximum des vis de fixation DIN 912 / ISO 4762 sont repris dans le
tableau suivant. On peut dans ce cas partir d'un coefficient de frottement du produit livré de
μ = 0,125.
Prudence
Des vis qui ne sont pas serrées au couple correct peuvent endommager les
composants.
 Les spécifications du fabricant de vis sont à prendre en compte et à respecter
impérativement.
 Les vis à tête basse DIN 6912 doivent être serrées conformément à la classe 8.8.
 Pour les rails de guidage AMS, il convient d'utiliser des vis de classe 8.8.
Couples de serrage des vis de fixation ISO 4762 :
Couple de serrage maximum (Nm)
Vis
M4
Taille
(15)
Classe de résistance
8.8
3
12.9
5
122
M5
(20)
M6
(25)
M8
(30, 35)
M12
(45)
M14
(55)
M16
(65)
M24
(100)
6
10
10
16
24
40
83
95
130
166
200
265
700
1100
Afin de renforcer la résistance à la rupture en cas de collision d'axes en mouvement, il est
conseillé d'utiliser si possible des vis de la classe de résistance 12.9 conformément à la norme
ISO 898-1 pour les guidages linéaires. Des vis appartenant aux classes de résistance 8.8 à 12.9
peuvent toutefois en principe être utilisées.
La force de précontrainte sera plus régulière en utilisant des vis de fixation des chariots de guidage
lubrifiées avec une graisse contenant du MoS2 et vissées à l'aide d'une clé dynamométrique. Il en
résulte une nette amélioration de la précision de déplacement.
4
Développement et conception : Guidage
4.9
Fixation des rails de guidage
4.9.5
Couple de serrage admissible des vis
4.9.6
Force latérale admissible sans épaulement
Prudence
Des vis qui ne sont pas serrées au couple correct peuvent endommager les
composants.
 En cas d'utilisation de graisses, en particulier celles contenant du MoS2, le coefficient
de frottement μ peut jusqu'à diminuer de moitié. Les couples doivent être réduits en
conséquence.
Les vis de fixation doivent être sécurisées si des pertes de tension sont prévisibles.
4.9.6.
Force latérale
admissible sans
épaulement
Si aucun épaulement n'est prévu dans la construction adjacente, des valeurs indicatives peuvent
être déterminées à l'aide du tableau suivant pour les forces latérales maximales admissibles.
Las valeurs Flatérale_max-dépendent de la charge dynamique admissible C, du type de fixation des
chariots de guidage et de la classe de résistance des vis.
Force latérale maximale Flatérale_max (N) exercée sur le rail de guidage sans épaulements
sur la base des fixations à vis de la classe de résistance 8.8. Les valeurs du tableau donnent la
force latérale maximale qui peut être exercée par un chariot de guidage sur le rail de guidage, et
s'appliquent à un entraxe de perçages standard L4. Les valeurs augmentent en conséquence en
cas d'utilisation de deux chariots de guidage ou plus.
(Valeurs spécifiées dans DIN 637)
Force latérale maximale Flatérale_max (N)
MONORAIL MR
Type de chariot
A, C, E
B, D
Taille
15
20
25
1400
1600
30
35
2800
3200
45
6900
7900
55
9600
10900
65
13200
15100
100
36000
MONORAIL BM
A, C, E, F
B, D, G
280
480
710
1400
1400
3400
550
810
1600
1600
3900
Force latérale maximale Flatérale_max(N) agissant sur un chariot de guidage
Les forces latérales maximales spécifiées s'appliquent uniquement aux surfaces d'accouplement
à rigidité idéale de la construction adjacente et une fixation par vis en acier ou en fonte. Si les
surfaces d'accouplement sont instables, les sollicitations des vis peuvent augmenter de manière
considérable, au risque que le raccord à vis se dévisse. Pour les fixations par vis en aluminium,
il convient de réduire les forces latérales maximales admissibles conformément à la norme
VDI 2230.
123
4
Développement et conception : Guidage
4.9
Fixation des rails de guidage
4.9.7
Forces de traction et couples transversaux admissibles
4.9.8
Précision - Facteurs d'influence
4.9.7.
Forces de
traction et
couples
transversaux
admissibles
La charge maximale d'un guidage linéaire à rails profilés n'est pas seulement déterminée par les
charges statiques admissibles C0 et les couples statiques M0 des contacts roulants, mais aussi
par les fixations à vis du chariot de guidage et du rail de guidage. Une limite de charge maximale
étant avant tout déterminée par le vissage du rail de guidage.
Forces de traction maximale FTraction_max et couples transversaux maximum MT_max des
guidages à rails profilés
sur la base des fixations à vis de la classe de résistance 8.8. Les valeurs du tableau donnent les
forces de compression et les couples transversaux maximum qui peuvent être exercés par un
chariot de guidage sur le rail de guidage, et s'appliquent à un entraxe de perçages standard L4.
(Valeurs spécifiées dans DIN 637)
Forces de traction maximale Fzug_max (N) et couples transversaux maximum MT_max (Nm)
MONORAIL MR
Type de chariot
A, C, E
B, D
Fzug_max (N)
MT_max (Nm)
Fzug_max (N)
MT_max (Nm)
MONORAIL BM
A, C, E, F
B, D, G
Fzug_max (N)
MT_max (Nm)
Fzug_max (N)
MT_max (Nm)
Taille
15
3700
26
20
25
30
35
45
55
65
100
6400
9400
18500
18500
45900
60
100
240
300
970
18800
200
21500
230
36900
91700
127400
176400
590
1900
3200
5200
42200
104800
145600
201700
479300
680
2200
3600
6000
22500
7300
10800
21100
21100
52400
68
120
280
340
1100
En cas de dépassement de ces valeurs, il faudra de nouveau vérifier les raccords à vis. De plus,
les raccords à vis risquent de se desserrer.
Les forces de traction et les couples maximum spécifiés s'appliquent uniquement aux surfaces
pose à rigidité idéale de la construction adjacente et une fixation par vis en acier ou en fonte.
Si les surfaces pose sont instables, les sollicitations des vis peuvent augmenter de manière
considérable, au risque que la fixation à vis se dévisse. Pour les fixations par vis en aluminium, il
convient de réduire les forces de traction et les couples transversaux maximum conformément
à la norme VDI 2230.
4.9.8.
Précision Facteurs
d'influence
La précision de la fixation des rails de guidage est influencée par toute une série de facteurs :
Précision de la construction adjacente
Linéarité du rail de guidage
Entraxe des perçages de fixation
Montage avec/sans épaulements latéraux
Couple de serrage
Utilisation de rondelles plates
État de graissage du châssis de la machine, du rail de
guidage et des vis
Méthode de montage (serrage des vis en une seule fois ou
alignement préalable avec un couple de serrage réduit)
Ordre de serrage des perçages de fixation
Différence de température entre le rail de guidage et le
châssis de la machine au montage (dilatation thermique en
longueur)
124
La précision des surfaces se transmet au rail de guidage :
Réduction de la durée de vie en cas de qualité
insuffisante
Pas de vrillage conformément aux spécifications
SCHNEEBERGER
Les vis ne peuvent pas être montées dans le châssis
de la machine et sont installées dans le trou du rail de
guidage
Limiter éventuellement la linéarité
Veiller à serrer les vis de manière homogène
Veiller à ce qu'elles n'affleurent pas avec le perçage et
à ne pas limiter l'espace de montage des bouchons
Tout nettoyer
Voir les Instructions de montage MONORAIL et AMS
Voir les Instructions de montage MONORAIL et AMS
Vérifier que les rails de guidage atteignent la même
température au montage que le châssis de la machine
Pour de plus amples informations sur chaque point, voir :
 Catalogue de produits et Instructions de montage MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER Chapitre 1.6 - Précision
4
Développement et conception : Guidage
4.10
Rails de guidage en plusieurs pièces
4.10.1 Assemblage de rails de guidage et de jointures
4.10.2 Montage et identification
4.10. Rails de guidage en plusieurs pièces
4.10.1.
Assemblage de
rails de guidage
et de jointures
La longueur L3 d'un guidage MONORAIL SCHNEEBERGER d'une seule pièce est limitée à max. 6 m
en raison des moyens de fabrication. Les longueurs maximales sont reprises dans les descriptions
des produits correspondants. Il est possible de réaliser de plus grandes longueurs en associant
deux rails de guidage ou plus. Les pièces des rails de guidage sont dans ce cas vissées de manière
à obtenir une jointure ne laissant aucun jeu, capable de supporter de pleines charges.
4.10.2.
Montage et
identification
Les rails de guidage en plusieurs pièces sont identifiés par des chiffres aux jointures. Sur les
versions appariées GP, un numéro de jeu est en plus indiqué au début du rail de guidage.
Numérotation des jointures des rails de guidage et numéros des jeux. La
notation 1.1 concerne uniquement la version GP.
Les rails doivent être montés de manière à faire correspondre les numéros des jointures. Le rail
de guidage comportant le numéro de jeu Index 1 ou le chiffre de jointure 1 est considéré comme
le rail de référence.
En cas de montage de files de rails de guidage en plusieurs pièces sans épaulement dans le châssis
de la machine, les jointures des rails de guidage doivent être alignés à l'aide d'un serre-joint.
Montage avec serre-joint.
En cas de montage avec les épaulements côté machine, toujours poser les rails de guidage avec
leur côté butée vers l'épaulement. Dans les deux cas, veiller à mettre les rails de guidage bout à
bout, sans laisser de jeu.
Si des rails de guidage en plusieurs pièces doivent être remplacés, il faudra les changer d'un seul
tenant. Il n'est pas possible de commander des pièces détachées uniques spécifiques au client
par la suite.
Seules les pièces de rails de guidage des types N, NU, NUD, C et CD sont interchangeables sur
les modèles MONORAIL RSR et BSR, ainsi que sur les modèles MONORAIL AMS 3L.
125
4
Développement et conception : Guidage
4.11
Fixation des chariots de guidage
4.11.1 Types de fixation
4.11. Fixation des chariots de guidage
4.11.1.
Types de fixation
En fonction de leur type et de leur taille, les chariots de guidage MONORAIL sont percés de trous
aux positions prévues par la norme DIN 645, afin de les fixer à la construction adjacente. Sur les
types A et B, il s'agit d'une combinaison de taraudages, tandis que sur les types compacts C, D,
E, F et G, il s'agit de trous borgnes. Afin de garantir la rigidité maximale des chariots de guidage,
il est recommandé d'utiliser tous les trous de fixation. Voir à ce sujet Chapitre 4.11.4.
Fixation par le haut
Fixation à l'aide du taraudage
Fixation à l'aide du taraudage
Tous les chariots de guidage peuvent être fixés par le haut à l'aide des taraudages. Cette méthode
est à privilégier. La fixation sera d'autant robuste, du fait que le taraudage permet un plus gros
diamètre de vis.
En cas d'utilisation des trous de fixation centraux, il faut enlever les bouchons en matière
plastique.
Vérifier la longueur des vis de fixation centrales afin de ne pas endommager le rail de guidage.
Fixation par le bas
Fixation à l'aide du taraudage
126
Les chariots de guidage de types A et B peuvent également être fixés par le bas en utilisant les
taraudages comme trous, avec un diamètre de vis plus petit. Dans ce cas, il convient d'utiliser
4
Développement et conception : Guidage
4.11
Fixation des chariots de guidage
4.11.2 Épaulements latéraux
4.11.3 Force latérale admissible sans épaulement
des vis à tête basse conformes à DIN 6912 pour les trous de fixation centraux. En cas d'utilisation
des deux trous de fixation centraux, il faut enlever les bouchons en matière plastique.
4.11.2.
Épaulements
latéraux
Butée standard
Les chariots de guidage possèdent de série un épaulement rectifié d'un seul côté. Celui-ci est
repris sous la cote B2, comme butée du rail de guidage.
Double butée
Le chariot de guidage présente une surface rectifiée des deux côtés. Sur les chariots de guidage
MR, le côté butée est identifié par un A sur la surface latérale. Sur les chariots de guidage BM,
l'épaulement principal est repéré par une entaille longitudinale. L'épaulement est repris sous la
cote B2, comme butée du rail de guidage. Le deuxième épaulement est tolérancé par rapport
à l'épaulement principal. Par rapport à la cote B2, les deux épaulements ne sont pas symétriques
au centre du chariot.
4.11.3.
Force latérale
admissible sans
épaulement
Si aucun épaulement n'est prévu dans la construction adjacente, des valeurs indicatives peuvent
être déterminées à l'aide du tableau suivant pour les forces latérales maximales admissibles.
Las valeurs FSeiten_max-dépendent de la charge dynamique admissible C, du type de fixation des
chariots de guidage et de la classe de résistance des vis.
Force latérale maximale par chariot de guidage sans épaulement
en fonction de la taille et du nombre de vis de fixation DIN 912 / ISO 4762 :
Force latérale maximale FSeiten_max (N)
Vis
M4
(Taille)
(15)
Nombre de vis
4S
Classe de résistance
8.8
1250
12.9
2150
M4
(15)
6S
M5
(15, 20)
4S
M5
(15, 20)
6S
M6
(20, 25)
4S
M6
(20, 25)
6S
M8
(25, 30, 35)
4S
M8
(25, 30, 35)
6S
1900
3250
2100
3550
3150
5300
2950
5000
4450
7500
5400
9200
8100
13800
Vis
(Taille)
Nombre de vis
Classe de résistance
8.8
12.9
M10
(30, 35, 45)
4S
M10
(30, 35, 45)
6S
M12
(45, 55)
4S
M12
(45, 55)
6S
M14
(55, 65)
4S
M14
(55, 65)
6S
M16
(65)
4S
M16
(65)
6S
8600
14600
13000
21900
12600
21300
19000
32000
17300
29300
26000
44000
23900
40300
35800
60400
Vis
(Taille)
Nombre de vis
Classe de résistance
8.8
12.9
M16
(100)
6S
M16
(100)
9S
M20
(100)
6S
M20
(100)
9S
35800
60400
53700
90600
55100
92000
82700
138100
127
4
Développement et conception : Guidage
4.11
Fixation des chariots de guidage
4.11.4 Influence du nombre de vis de fixation sur la rigidité
4.11.5 Couple de serrage admissible des vis
4.11.4.
Influence du
nombre de vis
de fixation sur la
rigidité
Le schéma illustre le rapport entre la rigidité du guidage et le nombre et la qualité des vis de
fixation par chariot de guidage. Sous charge de traction en particulier, la déformation élastique
augmente notablement si l'on réduit le nombre de vis de 6 à 4.
1
2
3
4 vis, classe de qualité 8.8
4 vis, classe de qualité 12.9
6 vis, classe de qualité 8.8
δ
F
Déformation sous une force F
Force
Influence de la fixation des rails de guidage sur la rigidité, à partir de
l'exemple d'un guidage à 4 rangs de billes en géométrie en O.
La force F (kN) de traction et compression est rapportée à
la déformation δ (μm).
4.11.5.
Couple de
serrage
admissible des
vis
Les couples de serrage maximum des vis de fixation ISO 4762 sont repris dans le tableau suivant.
On peut dans ce cas partir d'un coefficient de frottement comme défini de μ = 0,125.
Prudence
Des vis qui ne sont pas serrées au couple correct peuvent endommager les
composants.
 Les spécifications du fabricant de vis sont à prendre en compte et à respecter
impérativement.
 Les vis à tête basse DIN 6912 doivent être serrées conformément à la classe 8.8.
Couples de serrage des vis de fixation ISO 4762 :
Afin de renforcer la résistance à la rupture en cas de collision d'axes en mouvement, il est
conseillé d'utiliser si possible des vis de la classe de résistance 12.9 conformément à la norme
Couple de serrage maximum (Nm)
Vis
M4
(Taille)
(15)
Classe de résistance
8.8
3
12.9
5
Vis
(Taille)
Classe de résistance
8.8
12.9
M5
(15, 20)
M6
(20, 25)
M8
(25-35)
M10
(30-45)
M12
(45, 55)
M14
(55)
M16
(65)
6
10
10
16
25
40
49
81
83
95
130
166
200
265
M20
(100)
410
680
ISO 898-1 pour les guidages linéaires. Des vis appartenant aux classes de résistance 8.8 à 12.9
peuvent toutefois en principe être utilisées.
La force de précontrainte sera plus régulière en utilisant des vis de fixation des chariots de guidage
lubrifiées avec une graisse contenant du MoS2 et vissées à l'aide d'une clé dynamométrique. Il en
résulte une nette amélioration de la précision de déplacement.
128
4
Développement et conception : Guidage
4.11
Fixation des chariots de guidage
4.11.5 Couple de serrage admissible des vis
4.11.6 Profondeur de vissage minimale
Prudence
Des vis qui ne sont pas serrées au couple correct peuvent endommager les
composants.
 En cas d'utilisation de graisses, en particulier celles contenant du MoS2, le coefficient
de frottement μ peut jusqu'à diminuer de moitié. Les couples doivent être réduits en
conséquence.
Les vis de fixation doivent être sécurisées si des pertes de tension sont prévisibles.
4.11.6.
La longueur requise des vis de fixation des chariots de guidage peut être calculée sur la base
Profondeur de
de l'épaisseur du chariot de guidage ou du patin de machine et de la profondeur de vissage
vissage minimale minimale, par exemple conformément à la norme VDI 2230. Pour les dimensions des chariots de
guidage, voir le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
129
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.12.1 Épaulements latéraux
4.12. Structure de la construction adjacente
4.12.1.
Épaulements
latéraux
Pour faciliter le montage et l'alignement précis des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER,
les surfaces de montage des rails de guidage et des chariots de guidage doit être équipés
d'épaulements latéraux. Ce qui permet en même temps le transfert de forces latérales plus
élevées. Voir à ce sujet la force latérale admissible sans épaulements, Chapitre 4.9 - Fixation des
rails de guidage et 4.11 - Fixation des chariots de guidage.
Le respect des hauteurs d'épaulement suivantes garantit une absorption des forces en toute
sécurité, ainsi qu'un dégagement suffisant pour les chariots de guidage. Les chariots de guidage
et les rails de guidage sont dotés d'un chanfrein sur les arêtes des épaulements, de manière à
pouvoir réaliser la construction adjacente sans dépouille. Les rayons d'angle spécifiés sont les
valeurs maximales garantissant la pose correcte des chariots de guidage et des rails de guidage
sur les surfaces de montage.
r1
r2
H1
H2
Rayon d'angle de l'arête du rail de guidage
Rayon d'angle de l'arête du chariot de guidage
Hauteur d'épaulement du rail de guidage
Hauteur d'épaulement du chariot de guidage
Dimensions de la construction adjacente
Les valeurs s'appliquent à l'acier et à la fonte présentant une limite d'élasticité minimale de
240 N/mm².
Type
MR
BM
130
Taille
25
35
45
55
65
100
15
20
25
30
35
45
H1, min.
3,5
4,5
6
7,5
9,5
15,5
3
3
3,5
4
4,5
5,5
H1, max.
6
7,5
9,5
12,5
13,5
16
3,5
4
5
5,5
6,5
8,5
H2, min.
5
6
8
10
12
22
3
4
4,5
5,5
6
7,5
r1, max.
0,8
0,8
0,8
1,3
1,8
1,8
1
0,9
1,1
1,3
1,3
1,3
r2, max.
0,8
0,8
0,8
1,3
0,8
1,8
0,6
1
1,1
1,3
1,3
1,3
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.12.2 Méthodes d’alignement des rails
4.12.3 Épaulements latéraux
4.12.2.
Méthodes
d'alignement des
rails
L'alignement des rails de guidage dépend de la précision requise et doit être déjà mûrement
réfléchi dès la phase de construction de la machine, étant donné que c'est à ce moment qu'il
faut déterminer le nombre et la position des épaulements. Voir Chapitre 4.12 - Structure de la
construction adjacente.
On distingue les différents types d'alignement suivants :
Caractéristiques :
– Absence d'arête de butée
– Alignement manuel, sans accessoire
– Non recommandé
– Précision très minime
Caractéristiques :
– Absence d'arête de butée
– Alignement à l'aide d'accessoires, par exemple règle d'alignement,
barre de butée, comparateur à cadran, chariot de montage
– Selon le coût, précision moyenne à haute
Caractéristiques :
– Butée latérale dans le châssis de la machine
– Alignement par compression contre l'épaulement
– Grande précision, en fonction de la précision de l'arête de butée
– Investissement le plus minime en temps
Caractéristiques :
– Épaulement latéral et fixation latérale supplémentaire
– Alignement par compression contre l'épaulement à l'aide d'éléments
de fixation latéraux
– Très grande précision, en fonction de la précision de l'arête de butée
– Investissement minime en temps
4.12.3.
Épaulements
latéraux
En cas d'utilisation d'épaulements latéraux pour le montage des guidages MONORAIL
SCHNEEBERGER, il est recommandé de fixer également le côté opposé du rail de guidage et
du chariot de guidage à l'aide d'éléments de pression. Ce qui facilite l'alignement du guidage et
permet une bonne absorption des forces latérales dans les deux directions.
Différents éléments de pression peuvent être utilisés pour la fixation latérale. L'ampleur des
forces latérales transmises dépend de la version et doit être vérifiée dans tous les cas.
Vis de réglage et
bandes de serrage
Lardons coniques
simples ou doubles
Arbre avec
vis à tête fraisée
Vis excentrique
131
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.14.3 Méthodes d'alignement des rails
4.12.4 Types de montage
Pièce de serrage avec
chanfrein conique
4.12.4.
Types de
montage
Différents critères entrent en ligne de compte dans le choix du type de montage approprié, ainsi
que dans la détermination du nombre et de la disposition des épaulements latéraux. Il s'agit de :
 Charge
 Précision requise
 Coûts de montage
 Situation de montage
Charge
Les forces dans le sens de la traction et de la compression n'ont aucun impact sur les épaulements
latéraux. Si des charges interviennent depuis le côté et dépassent les valeurs de la force latérale
admissible sans épaulements (voir Chapitre 4.9 - Fixation des rails de guidage et 4.11 - Fixation
des chariots de guidage), il faudra prévoir des butées et, le cas échéant, des fixations latérales.
Le nombre et la position dépendent des forces exercées. Les épaulements doivent être disposés
selon le flux de force de la charge principale. Des butées latérales doivent également être prévues
en cas d'oscillations et de chocs. Cela augmente également la rigidité du système.
Précision
Les épaulements latéraux sont recommandés pour les applications exigeant une grande précision
de guidage. Les butées facilitent ainsi le montage et réduisent les dépenses nécessaires pour
garantir la précision. La précision de guidage dépend de la linéarité des épaulements et du
processus de pression du rail de guidage ou de la précision de la fixation latérale.
Coûts de montage
Les épaulements facilitent le montage et réduisent les dépenses nécessaires pour aligner les rails
de guidage.
On peut renoncer aux épaulements latéraux si le guidage est aligné soigneusement à la main.
Avant d'opter pour la méthode, il convient de comparer les coûts de montage et les coûts de
construction et de fabrication.
Situation de montage
Les épaulements et les fixations latérales exigent un encombrement supplémentaire et l'accès
aux positions de montage. C'est pourquoi il convient de vérifier si les butées et les fixations
prévues sont en accord avec la position de montage dans la machine.
La description suivante concerne quelques méthodes de montage typiques, qui se distinguent
par le nombre et la position des épaulements, les forces latérales transmissibles et les coûts de
montage, des méthodes conçues comme aides à la construction :
132
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.12.4 Types de montage
Caractéristiques :
– Absence d'épaulement
– Absorption latérale minime des forces, les forces sont transmises par
pression
– Coûts de montage élevés
Caractéristiques :
– Les deux rails de guidage dotés d'une butée, un côté du chariot de
guidage avec butée opposée
– Facilité de montage
– Absorption élevée des forces latérales depuis une direction, par exemple
pour les axes
de châssis inclinés ou montage suspendu
Caractéristiques :
– Un rail de guidage et son chariot de guidage avec une butée et fixation
latérale
– Pour une absorption élevée des forces latérales depuis les deux
directions, un rail de guidage avec chariot de guidage absorbe la majorité
des forces latérales
– Montage relativement aisé
Caractéristiques :
– Les deux rails de guidage et un côté du chariot de guidage avec une
butée, un rail de guidage et son chariot de guidage dotés en plus d'une
fixation latérale
– Facilité de montage
– Absorption élevée des forces latérales depuis les deux directions
Caractéristiques :
– Les deux rails de guidage et un côté du chariot de guidage avec une
butée et une fixation latérale
– Facilité de montage
– Très grande précision
– Pour une absorption très élevée des forces latérales depuis les deux
directions
Caractéristiques :
– Un rail de guidage et les deux côtés du chariot de guidage avec une
butée et et une fixation latérale
– Facilité de montage
– Très grande précision
– Pour une absorption très élevée des forces latérales depuis les deux
directions
133
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.12.5 Précision de forme et de position des épaulements
4.12.5.
Précision de
forme et de
position des
épaulements
Les avantages des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER se révèlent surtout sur une
construction rigide, à forme très précise. Les imprécisions des épaulements sont compensées
en partie par la déformation élastique des guidages MONORAIL, mais affectent toutefois
négativement la précision globale, le comportement au déplacement, la force de déplacement et
la durée de vie. Les épaulements instables augmentent les forces de contrainte des guidages, ce
qui peut également influencer négativement la durée de vie.
Sous réserve de respecter les tolérances ci-dessous relatives à l'écart de hauteur et au
parallélisme, l'influence sur la durée de vie se révèle négligeable dans la pratique.
Qualité des surfaces des épaulements
La qualité de la surface de serrage n'a aucun impact direct sur le fonctionnement et le
comportement au déplacement du guidage, mais bien sur la précision statique. Les chariots de
guidage et les rails de guidage sont comprimés avec force sur les surfaces de montage par les
raccords à vis. Afin d'éviter un fluage du raccordement, les surfaces doivent présenter un taux
de portance élevé. Ce que permet une qualité de surface élevée. Pour les surfaces d'appui et
les épaulements, il est recommandé d'utiliser une valeur brute moyenne Ra 0,4 jusqu'à 1,6 μm.
Écarts admissibles dans le sens transversal
Les valeurs en mm doivent être utilisées pour le calcul.
Écarts admissibles dans le sens transversal :
B
Largeur de chariot de guidage (mm)
B1
Largeur de rail de guidage (mm)
E1
Écart de hauteur dans le sens transversal
E3
Parallélisme du support du rail de guidage dans le sens
transversal
E4
E6
E7
Q
Parallélisme du support du chariot de guidage dans le sens
transversal
Linéarité du support du rail de guidage
Linéarité du support du chariot de guidage
Distance entre les rails de guidage du système (mm)
L'écart de hauteur dans le sens transversal E1 = E1.1 + E1.2 tient également compte de la
tolérance pour la cote A = hauteur MONORAIL :
E1 Écart de hauteur dans le sens transversal
Q Distance entre les rails de guidage du système (mm)
vvsp Facteur de précontrainte
Parallélisme du support du rail de guidage dans le sens transversal E3 :
B1 Largeur de rail de guidage (mm)
E3 Parallélisme du support du rail de guidage dans le sens
transversal
vvsp Facteur de précontrainte
134
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.12.5 Précision de forme et de position des épaulements
Parallélisme du support du chariot de guidage dans le sens transversal E4 :
B Largeur de chariot de guidage (mm)
E4 Parallélisme du support du chariot de guidage dans le sens
transversal
vvsp Facteur de précontrainte
Facteur de précontrainte
Le facteur de précontrainte décrit l'influence de la précontrainte sur les exigences en matière de
précision des surfaces d'appui du chariot de guidage et du rail de guidage.
Une précontrainte plus élevée entraîne une rigidité plus élevée et, de ce fait, des forces internes
plus hautes en cas d'écarts des surfaces adjacentes.
Facteur
de précontrainte vvsp
Précontrainte
vvsp
V0 / V1
3,0
V2
2,0
V3
1,0
Écarts admissibles dans le sens longitudinal
Écarts admissibles dans le sens transversal :
L
Longueur totale de chariot de guidage
E2
Différence de hauteur entre le chariot de guidage 1 et le
chariot de guidage 2
E5
K
Parallélisme du support du chariot dans le sens de la
longueur
Distance entre les chariots de guidage dans le sens de la
longueur
L'écart en hauteur dans le sens longitudinal E2 tient également compte de la différence de
dimension maximale ΔA des chariots de guidage entre les chariots d'un rail de guidage :
E2 Différence de hauteur entre le chariot de guidage 1 et le chariot
de guidage 2
K Distance entre les chariots de guidage dans le sens de la
longueur
t
Facteur de chariot de guidage :
= 5 pour MRA/C et BMA/C/F
= 4 pour MRB/D et BMB/D/G
Parallélisme du support de chariot de guidage dans le sens de la longueur E5 :
E5 Parallélisme du support du chariot dans le sens de la longueur
L Longueur totale de chariot de guidage
135
4
Développement et conception : Guidage
4.12
Structure de la construction adjacente
4.12.5 Précision de forme et de position des épaulements
Tolérances de parallélisme admissibles des épaulements
Si les rails de guidage ne sont pas parallèles, le mouvement de la course entraînera dans le
système de guidage un gauchissement susceptible de solliciter davantage les surfaces de
roulement. Ce qui peut entraîner la diminution de la durée de vie. La précision de déplacement
du guidage en sera également affaiblie.
Raison pour laquelle il convient de respecter les tolérances de parallélisme Δ spécifiées, en
supposant que la rigidité du support des chariots de guidage est infiniment élevée.
Tolérance de parallélisme admissible Δ des épaulements
Tolérances Δ pour les classes de précontrainte V0 - V3 (μm)
Taille
V0
V1
15
13
12
20
13
12
25
14
13
30
16
15
35
18
17
45
22
21
55
25
65
29
100
35
V2
11
11
12
14
16
20
23
27
33
V3
6
6
7
8
9
11
13
17
20
Linéarité des surfaces de montage
Pour la linéarité du support du rail de guidage E6 sur toute la longueur, il est recommandé de
se baser sur les valeurs de précision du déplacement en fonction de la classe de précision,
conformément au schéma du Chapitre 4.6.3 - Précision de déplacement.
La linéarité du support du chariot de guidage E7 ne doit pas dépasser les valeurs spécifiées dans
le tableau ci-dessous.
Linéarité du support de chariot de guidage E7
Taille
Linéarité (μm)
15
0,5
20
0,5
25
0,5
30
0,8
35
0,8
45
1
55
1
65
2
100
2
136
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.1 Lubrification du produit livré
4.13.2 Première lubrification et relubrification
4.13. Lubrification
4.13.1.
Lubrification du
produit livré
Les chariots de guidage MONORAIL SCHNEEBERGER sont livrés préservés, huilés ou graissés
de série dans la zone des guidages à rouleaux. Cette méthode de préservation constitue une
protection suffisante pour le montage du guidage. Différentes options sont disponibles en fonction
des exigences de l'application, de la durée de stockage nécessaire et du type de lubrification
en service. Pour toutes informations concernant la commande, voir le Catalogue de produits
MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER :
Protection à l'huile (code commande : LN)
Protection à la graisse (code commande : LG)
Graissage complet (code commande : LV)
Lubrifiants utilisés
Huile lubrifiante pour la protection à l'huile
Huile lubrifiante à base d'huile minérale contenant des additifs contre la corrosion et la formation
de mousse, avec un bon indice de viscosité (IV) et de désémulsification, une bonne compatibilité
avec les joints, une grande stabilité à l'oxydation, une classe de viscosité ISO VG 32. Pour de
plus amples informations, voir Chapitre 1.10 - Lubrification.
Graisse lubrifiante pour la protection à la graisse
Graisse au savon complexe de lithium à base d'huile minérale, contenant des additifs contre
l'usure et la corrosion, adaptée aux charges élevées, consistance souple, classe NLGI 2.
Les lubrifiants utilisés par SCHNEEBERGER sont des graisses ou huiles à base d'huile minérale.
Ils sont compatibles avec d'autres lubrifiants à base d'huile minérale. Il convient toutefois de
contrôler la compatibilité avec le lubrifiant utilisé. S'adresser dans ce cas à un représentant
SCHNEEBERGER.
Méthode de préservation
Pour les applications garantissant une lubrification continue en phase de montage et d'exploitation,
une protection à l'huile (code commande : LN) ou une protection à la graisse (code commande :
LG) suffit.
Prudence
Un manque de lubrifiant peut endommager les composants.
 En cas de protection à l'huile ou de protection à la graisse, il appartient au client de procéder
à une première lubrification avec la quantité de lubrifiant nécessaire à l'exploitation, ce avant
la mise en service. Pour les quantités de lubrifiant, voir Chapitre 4.13.6 - Lubrification à la
graisse et Chapitre 4.13.7 - Lubrification à l'huile.
Remarque
 En cas d'applications à relubrification manuelle, il est recommandé d'opter pour un graissage
complet (code commande : LV). Ce qui signifie que le chariot de guidage est rempli
totalement de graisse dans la zone des circulations des éléments roulants. Dans ce cas, le
client n'a pas besoin de procéder à une première lubrification avant la mise en service.
4.13.2.
Première
lubrification et
relubrification
Les chariots de guidage ne peuvent jamais être mis en service sans avoir été lubrifiés une première
fois. Veiller à vérifier la compatibilité des lubrifiants utilisés avec la méthode de préservation
appliquée en usine.
Ne pas utiliser de lubrifiant contenant des additifs solides, comme du graphite, du MoS2. Les
quantités de lubrifiants requises sont précisées dans les Chapitres 4.13.6 - Lubrification à la
graisse. 4.13.7 - Lubrification à l'huile.
Si un graissage complet a été effectué en usine, la première lubrification n'est pas nécessaire.
137
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.2 Première lubrification et relubrification
4.13.3 Lubrification permanente
4.13.4 Consignes de sécurité
Afin de maintenir la capacité de fonctionnement des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER, la
première lubrification doit généralement être suivie d'opérations régulières de relubrification. Voir
Chapitre 4.13.3 - Lubrification permanente.
Pour la relubrification, utiliser le même lubrifiant que pour la première lubrification et contrôler la
compatibilité.
Les quantités de lubrifiants requises pour la lubrification et la relubrification sont précisées dans
les Chapitres 4.13.6 - Lubrification à la graisse et 4.13.7 - Lubrification à l'huile.
Les données sont valables pour des conditions d'exploitation normales et un environnement
propre. Dans la pratique, l'utilisation de lubrifiants dépend toutefois de nombreux facteurs et peut
varier fortement d'un cas à l'autre. En cas de conditions défavorables, comme l'encrassement,
l'application de lubrifiant réfrigérant, des vitesses élevées, des courses très courtes ou très
longues, des températures en hausse, des forces et vibrations élevées, il faudra procéder plus
fréquemment à la relubrification.
138
4.13.3.
Lubrification
permanente
Même combinée à des distributeurs de lubrifiant supplémentaires, comme la plaque de
lubrification SPL, la lubrification à la graisse fait office de lubrification minimale et est souvent
considérée comme lubrification permanente. Sur les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER,
le mouvement linéaire entraîne en principe l'expulsion du lubrifiant hors du chariot de guidage,
pour la répartir sur les rails de guidage. Sous l'effet des impuretés ou des lubrifiants réfrigérants,
ce lubrifiant peut s'agglomérer ou être rincé, et doit dès lors être remplacé. En outre, la graisse
change de consistance lorsque l'huile se diffuse hors de la substance vectrice.
Une relubrification est par conséquent nécessaire. Cela vaut également en cas d'utilisation de la
plaque de lubrification SPL, dont la quantité de lubrifiant peut être augmentée grâce au réservoir
d'huile supplémentaire, allongeant ainsi considérablement l'intervalle entre les opérations de
relubrification.
Les quantités et intervalles de relubrification doivent être calculées dans des conditions
d'utilisation réelles. En fonction du cas d'utilisation, c'est-à-dire selon le rapport C/P, la course
du chariot de guidage et les influences de l'environnement, la durée d'utilisation de la graisse
peut varier entre quelques centaines d'heures et plusieurs années. En règle générale, la durée
maximale de stockage et d'utilisation des lubrifiants varie entre trois et quatre ans, car ils
subissent un processus de vieillissement et ne sont plus utilisables après cette période en raison
des altérations chimiques. Il est recommandé de respecter les spécifications du fabricant de
lubrifiants !
SCHNEEBERGER ne garantit nullement que la première lubrification permettra aux guidages
MONORAIL SCHNEEBERGER d'atteindre leur durée de vie calculée.
En l'absence de relubrification, la durée de vie des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER
dépendra de la durée d'utilisation de la graisse !
4.13.4.
Consignes de
sécurité
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER doivent être alimentés en quantité suffisante avec
un lubrifiant adapté à l'application et aux conditions ambiantes. Concernant le choix du lubrifiant,
il est recommandé de s'adresser directement à un fabricant de lubrifiants.
Avant d'utiliser les lubrifiants, et en l'absence d'expérience ou de précisions des fabricants de
lubrifiants, il est essentiel de vérifier leur compatibilité avec :
 D'autres lubrifiants utilisés
 Produits de protection contre la corrosion
 Lubrifiants réfrigérants
 Matières synthétiques (élastomères et duroplastes), par exemple joints, plaques frontales
 Métaux non ferreux et légers.
Utilisation de lubrifiants réfrigérants
Lorsque des lubrifiants réfrigérants sont appliqués sur les guidages linéaires, leur effet émulsifiant
peut rincer le lubrifiant et l'expulser du chariot de guidage, et altérer ainsi la capacité de
fonctionnement des guidages. C'est pourquoi, lors de l'utilisation de lubrifiants réfrigérants,
les guidages doivent être impérativement protégés contre tout contact direct avec les fluides.
La compatibilité du réfrigérant et du lubrifiant doit être vérifiée. Les intervalles de relubrification
doivent en outre être raccourcis en conséquence.
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.5 Raccords de lubrification
4.13.5.
Raccords de
lubrification
Les plaques frontales disposent d'un certain nombre de possibilités de raccords de lubrification.
Ce qui permet d'adapter l'alimentation en lubrifiant du chariot de guidage de manière optimale
aux données architecturales. Un graisseur ou le système de lubrification centralisée peut être
raccordé à chaque graisseur. Quatre chemins de roulement sont approvisionnés de série en
lubrifiant via un raccord.
Les systèmes SCHNEEBERGER offrent une particularité, à savoir la possibilité, pour certains
types de montage, de prévoir une lubrification indépendante des deux côtés du chemin de
roulement (S32, S42 et S60). Ce qui augmente la sécurité de lubrification du guidage et, de ce
fait, la durée de vie de la machine.
La position des raccords de lubrification est définie par rapport au sens du côté butée R1,
conformément aux images suivantes.
Un joint torique est prévu dans le cas de la lubrification par le haut.
Les raccords de lubrification inutilisés sont obturés par des vis sans tête.
Raccords de lubrification du chariot de guidage pour la lubrification
standard
R1
Épaulement
R2
Contre-épaulement
Raccords de lubrification du chariot de guidage pour la lubrification
séparée des chemins de roulement
au centre à gauche
au centre à droite
en haut à gauche
en haut à droite
sur le côté en bas à gauche
sur le côté en bas à droite
sur le côté en haut à gauche
sur le côté en haut à droite
sur le côté à gauche
sur le côté à droite
au centre
139
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.5 Raccords de lubrification
Raccords filetés aménagés dans la plaque frontale à l'avant et sur le côté
Raccords filetés aménagés dans la plaque frontale à l'avant et sur le côté :
D1 Diamètre de raccord fileté à l'avant
M2* Cote standard lubrification par plaque de lubrification à l'avant
D2 Diamètre de raccord fileté sur le côté
M3 Cote standard lubrification par plaque de lubrification sur le côté
M1 Cote standard lubrification par plaque de lubrification à l'avant
M4 Cote standard lubrification par plaque de lubrification sur le côté
*Raccord pour dispositif de lubrification en option
Type
MRA/B/F/G 25
MRC/D/E 25
MRA/B 35
MRC/D/E 35
MRA/B/F 45
MRC/D 45
MRA/B/G 55
MRC/D 55
MRA/C 65
MRB/D 65
MRB 100
Type
140
BMA/F 15
BMC 15
BMA/B 20
BMC/D 20
BMA/B/F/G 25
BMC/D/E 25
BMA/B/F/G 30
BMC/D/E 30
BMA/B/F/G 35
BMC/D/E 35
BMA/B/F/G 45
BMC/D 45
Dimension
(mm)
M1
5,5
9,5
7
14
8
18
9
19
13
13
12,5
M2
32
32
40
40
50
50
64
64
62,25
M3
7
14
8
18
9
19
13
13
12,5
M4
6,5
6,5
7,5
7,5
8,5
8,5
12,5
12,5
33
D1
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
D2
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
Dimension
(mm)
M1
4
8
5,2
5,2
5,5
9,5
7
10
7
14
8
18
M2
-
M3
4
8
5,2
5,2
5,5
9,5
7
10
7
14
8
18
M4
4
4
5
5
6
6
6
6
6,5
6,5
7,5
7,5
D1
M3
M3
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
D2
M3
M3
M3
M3
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
M6
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.5 Raccords de lubrification
Raccord de lubrification par le haut
La lubrification peut également s'effectuer par le haut. Dans ce cas aussi, la position souhaitée
doit être spécifiée à la commande. Les travaux de conversion nécessaires sont réalisés par
SCHNEEBERGER.
Code commande : sur le côté en haut à gauche -S11
en haut à droite :
-S21
Raccords de lubrification par le haut :
1 pour MRA/MRB, BMA/BMB, BMC/BMD, BME, BMF/BMG
2 pour MRC/MRD, MRE
D3 Diamètre de fraisage
D4 Diamètre maximum de l'orifice de lubrification
C7 Distance entre le trou de fixation et l'orifice de lubrification
C7 (mm)
MRA
MRB
MRC
MRD
MRE
MRF
MRG
D4
D3
MR 25
12
23,2
17
20,7
17
17
20,7
6
10
MR 35
14
27,5
20
22,5
20
6
10
MR 45
17
34,5
27
34,5
27
6
10
MR 55
21,5
42,5
31,5
42,5
42,5
6
10
MR 65
27,75
54
47,75
49
6
10
MR 100
67
8
12,4
C7 (mm)
BMA
BMB
BMC
BMD
BME
BMF
BMG
D4
D3
BM 15
9,05
11,05
11,05
4
8
BM 20
10,25
18,25
12,25
13,25
6
10
BM 25
13,5
23
18,5
20,5
18,5
18,5
20,5
8
12
BM 30
15,7
26,7
21,7
22,7
21,7
21,7
22,7
8
12
BM 35
15,8
28,55
21,8
23,55
21,8
21,8
23,55
8
12
BM 45
17,05
32,8
27,05
32,8
27,05
32,8
8
12
Des joints toriques sont nécessaires pour étanchéifier le raccord de lubrification. Le tableau
suivant indique la taille du joint torique pour chaque type de chariot. D5 désigne le diamètre
intérieur du joint torique et D6, l'épaisseur du filet du joint torique.
Type
BM 15
BM 20, MR 25-55
BM 25-45, MR 100
MR 65
D5
4,48
6.75
8,73
6,5
x
x
x
x
x
D6
1,78
1,78
1,78
2
Pour les options de lubrification disponibles de série et les codes commande, voir le Catalogue
de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER. La désignation Sxx doit apparaître dans le
code commande du chariot de guidage. D'autres possibilités de raccord de lubrification sont
disponibles sur demande pour des applications spéciales.
141
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.5 Raccords de lubrification
4.13.6 Lubrification à la graisse
4.13.6.
Lubrification à la
graisse
SCHNEEBERGER recommande la graisse lubrifiante KP2K conforme à DIN 51825 ou les graisses
fluides GP00N et GP000N conformes à DIN 51826.
Première lubrification
Avant la mise en service, le chariot de guidage doit être graissé pour la première fois, avec les
quantités précisées pour la première lubrification. Cette opération est également indispensable
si l'on prévoit d'utiliser des plaques frontales par la suite. Les quantités sont fournies par chariot
de guidage. En cas d'utilisation de deux raccords par chariot de guidage, les valeurs doivent être
divisées par deux en conséquence.
Remarque
 Pendant le graissage, le chariot de guidage doit se déplacer à plusieurs reprises sur 3 fois
sa longueur, toutefois sur au moins une fois la longueur du chariot de guidage. Si la course
maximale est inférieure à la longueur du chariot de guidage, voir Chapitre 4.13.8 - Savoir-faire
dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions
d'utilisation particulières.
Chariots de guidage de
type MR*
A, C, E
B, D
Chariots de guidage de
type BM*
A, C, E, F
B, D, G
K
MR 25
MR 35
MR 45
MR 55
MR 65
MR 100
1,9
2,9
5,3
8,4
15
-
2,2
3,7
6,6
10,6
18,9
40
BM 15
BM 20
BM 25
BM 30
BM 35
BM 45
0,9
1,7
2,8
4,7
6,6
12,6
-
2,1
3,5
5,8
8,1
15,6
0,7
1,4
-
-
-
-
Note : * Quantité de graisse par chariot de guidage (cm³)
Quantités et intervalles de relubrification
La relubrification est fonction de la sollicitation des chariots de guidage et d'autres facteurs
extérieurs. La valeur indicative, à une vitesse v = 1 m/s, température normale T = 20°C -30°C et
un rapport C/P ≥2, peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
Intervalle de relubrification = C / P • 100 km
C
P
Charge dynamique admissible
Force équivalente dynamique
Le rapport C/P est le rapport entre la charge dynamique admissible C100 (pour les valeurs,
voir le Catalogue des produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER) et la force équivalente
dynamique P (voir Chapitre 4.8.2 - Calcul de la durée de vie).
La quantité d'appoint en lubrifiant à prévoir après cet intervalle est précisée dans le tableau
suivant :
Chariots de guidage de
type MR*
A, C, E
B, D
MR 25
MR 35
MR 45
MR 55
MR 65
MR 100
0,4
0,5
1,1
1,3
2,1
2,4
3,2
4
5,9
7,4
17
Chariots de guidage de
type BM*
A, C, E, F
B, D, G
K
BM 15
BM 20
BM 25
BM 30
BM 35
BM 45
0,3
0,25
0,6
0,8
0,5
1,1
1,4
-
1,7
2,1
-
2,5
3,2
-
5
6,1
-
Note : * Quantité de graisse par chariot de guidage (cm³)
Remarque
142
 Les quantités et intervalles de lubrification précisés sont valables aussi bien pour la graisse
que pour la graisse fluide.
 Les quantités de graissage pour les chariots de guidage MONORAIL MR sont également
utilisés pour les modèles AMSA 3B, AMSD 3B et AMSABS 3B, et les quantités de lubrifiant
pour les chariots de guidage sont également valables pour les modèles MONORAIL BM
AMSA 4B, AMSD 4B, AMSABS 4B et BZ.
Les valeurs ci-dessus sont uniquement fournies à titre indicatif. Les quantités et intervalles ne
peuvent être déterminés avec précision que dans des conditions d'utilisation réelles. La lubrification
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.6
Lubrification à la graisse
4.13.7
Lubrification à l'huile
est suffisante lorsque qu'un film de graisse se distingue nettement sur la surface des rails de
guidage. Indépendamment de la performance, il est recommandé de prévoir une relubrification
au moins tous les 3 mois. Si les conditions d'utilisation et ambiantes sont défavorables, en
particulier en cas d'application de lubrifiant réfrigérant, d'encrassement important, de charges et
de températures élevées, une lubrification plus fréquente est de mise.
4.13.7.
Lubrification à
l'huile
Première lubrification
Les chariots de guidage doivent être remplis avec les valeurs précisées pour la première
lubrification avant leur mise en service. La quantité totale d'huile doit ici être injectée en une seule
impulsion ou en plusieurs impulsions consécutives, ce pendant le déplacement des chariots de
guidage. Les quantités sont fournies par chariot de guidage, à un raccord. En cas d'utilisation de
deux raccords par chariot de guidage, les valeurs doivent être divisées par deux en conséquence.
Pour les positions de montage particulières ou les courses réduites, voir les remarques dans le
Chapitre Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en
cas de conditions d'utilisation particulières.
Chariots de guidage de
type MR*
Position de montage au
choix
MR 25
MR 35
MR 45
MR 55
MR 65
MR 100
0,95
0,55
0,7
0,9
1,2
2,25
Chariots de guidage de
type BM*
Position de montage au
choix
BM 15
BM 20
BM 25
BM 30
BM 35
BM 45
0,2
0,5
0,6
0,9
1,1
1,2
Note : * Quantité de graisse par chariot de guidage, pour tous les types de chariots de guidage (cm³)
Quantités et intervalles de relubrification
La relubrification est fonction de la sollicitation des chariots de guidage et d'autres facteurs
extérieurs. La valeur indicative d'intervalle entre les relubrifications, à une vitesse v = 1 m/s,
température normale T = 20°C -30°C et un rapport C/P ≥2, peut être calculée à l'aide de la
formule suivante :
Intervalle de relubrification = 30 km
La quantité d'appoint en lubrifiant à prévoir après cet intervalle est précisée dans le tableau suivant :
Chariots de guidage de
type MR*
Position de montage
normale
Position de montage au
choix
MR 25
MR 35
MR 45
MR 55
MR 65
MR 100
0,5
0,25
0,35
0,5
0,7
1,25
0,95
0,55
0,7
0,9
1,2
2,25
Chariots de guidage de
type BM*
Position de montage
normale
Position de montage au
choix
BM 15
BM 20
BM 25
BM 30
BM 35
BM 45
0,07
0,17
0,2
0,3
0,35
0,4
0,14
0,34
0,4
0,6
0,7
0,8
Note : * Quantité de graisse par chariot de guidage, pour tous les types de chariots de guidage (cm³)
Le nombre d'impulsions nécessaires est calculé comme quotient de la quantité de relubrification,
conformément au tableau et à la taille du distributeur à pistons. Le cycle de lubrification est
déterminé en divisant l'intervalle de relubrification par le nombre calculé d'impulsions.
Cycle de graissage [h] =
Taille du distributeur à pistons [cm3] • Intervalle de relubrification [h]
Quantité de relubrification [cm3]
Exemple :
À v = 0,2 m/s et 100 % de durée d'intervalle à 30 km correspond à environ 40 heures de fonctionnement.
À une relubrification de 0,5 cm³ pour MR 55en position de montage normale conformément au
tableau, et une taille de distributeurs à pistons de 0,1 cm³, il en résulte par exemple une quantité
d'huile par impulsion de 0,1 cm³ toutes les 8 heures (8 h = 0,1 cm³ / 0,5 cm³ * 40 h).
143
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.7 Lubrification à l’huile
4.13.8 Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières
Remarque
 Pour les positions de montage particulières ou les courses réduites, voir les remarques sur la
lubrification dans le Chapitre Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification Lubrification requise en cas de conditions d'utilisation particulières.
 Les quantités de graissage pour les chariots de guidage MONORAIL MR sont valables pour
les modèles AMSA 3B et AMSD 3B, et les quantités de lubrifiant pour les chariots de guidage
sont également valables pour les modèles MONORAIL BM AMSA 4B, AMSD 4B et BZ.
Les valeurs ci-dessus sont uniquement fournies à titre indicatif. Les quantités et intervalles ne
peuvent être déterminés avec précision que dans des conditions d'utilisation réelles. La lubrification
est suffisante si une accumulation de lubrifiant se forme lors du passage du chariot de guidage
devant le racleur, ou aux points d'inversion du chariot de guidage sur le rail de guidage. Il est
recommandé de relubrifier au moins une fois par mois et après un arrêt prolongé de la machine,
avant de la remettre en service. Si les conditions d'utilisation et ambiantes sont défavorables, en
particulier en cas d'application de lubrifiant réfrigérant, d'encrassement important, de charges et
de températures élevées, une lubrification plus fréquente est de mise.
4.13.8.
Savoir-faire dans
le domaine des
applications de
lubrification Lubrification
requise en cas
de conditions
d'utilisation
particulières
Le choix du système de lubrification destiné à un système de guidage linéaire est avant tout
influencé par le type d'application et par les conditions d'utilisation. Les applications spécifiques
imposent des exigences particulières en matière de :
 Type de lubrifiant et caractéristiques du lubrifiant
 Type d'application
 Position des raccords de lubrification
 Quantité de lubrifiant et cycles de lubrification
Divers facteurs influent en outre sur la fréquence de lubrification :
 Influence du lubrifiant : Effets de rinçage du lubrifiant réfrigérant
 Rapport longueur et course du mouvement du chariot de guidage
 Protections côté machine
 Type d'étanchéité du chariot de guidage : Racleur à faible frottement, racleur additionnel
En cas d'utilisation d'une installation de lubrification centralisée, il faudra faire attention non
seulement au choix du raccord de lubrification et d'un lubrifiant approprié, mais également à la
sélection de tuyaux de lubrifiant aussi courts que possibles et suffisamment dimensionnés. Les
distributeurs à pistons doivent être installés aussi près que possible des points de lubrification.
Les consignes des fabricants de lubrifiants doivent être respectées.
La description suivante concerne des cas d'utilisation typiques et leurs exigences :
Position de montage
En cas de lubrification à la graisse,quelque soit l’orientation de l’installation les quatre chemins
de roulement sont alimentés en lubrifiant avec un seul raccordement.
Aucune précaution particulière n'est à prendre en cas de lubrification à l'huile et de montage
à l'horizontale ou à la verticale. Grâce à la section adaptée du canal de lubrification dans les
plaques frontales, cela vaut également pour un montage des guidages pivotant de 180° autour
de l'axe longitudinal des rails de guidage.
144
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.8 Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières
Lubrification à l'huile en cas de montage à l'horizontale
– Des raccords de lubrification S10 à S23 peuvent être utilisés.
Dans le cas d'un montage vertical ou incliné autour de l'axe transversal, le raccord de lubrification
doit être prévu dans la plaque frontale supérieure.
Lubrification à l'huile en cas de montage vertical, incliné autour de
l'axe transversal
– Des raccords de lubrification S10 à S23 peuvent être utilisés.
145
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.8 Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières
Si l'on prévoit une lubrification à l'huile ou à la graisse fluide conforme à la classe NLGI 000 et
un montage incliné autour de l'axe longitudinal des rails de guidage, des mesures particulières
devront être prises, étant donné que - en raison de sa viscosité - l'huile a tendance à s'écouler
vers le bas sous la force de gravité, et donc vers un côté du chemin de roulement. Il convient
de vérifier que les quatre chemins de roulement des chariots de guidage sont alimentés avec
une quantité suffisante de lubrifiant. Ce qui peut s'effectuer différemment en fonction du type de
guidage.
Montage incliné le long de l'axe longitudinal du rail de guidage
– Lubrification séparée
– Raccords de lubrification S32, S42 et S60
Les descriptions suivantes proposent une vue d'ensemble des mesures nécessaires en fonction
du type de chariot de guidage pour garantir la lubrification dans le cas d'une lubrification à l'huile
et d'un montage pivotant autour de l'axe longitudinal :
Type
– MR 25
Mesure
– Lubrification séparée
– 2 raccords par chariot de guidage à l'avant centre
– Code commande -S60Raccords de lubrification
– S60
146
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.8 Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières
Type
– MR 35 - MR 100
– BM 15 - BM 45
Mesure
– Lubrification séparée
– 2 raccords par chariot de guidage sur le côté
– Code commande -S32- ou -S42– En fonction de la position de montage
Raccords de lubrification
– S32
– S42
Remarque
 Pour les positions de montage particulières, le client devra annexer un plan de montage lors
de la demande, afin que SCHNEEBERGER puisse le conseiller.
En cas d'utilisation d'un seul raccord de lubrification par chariot de guidage, la graisse ou la graisse
fluide est à privilégier par rapport à une lubrification à l'huile. Voir Chapitre 4.13 - Lubrification.
Les données précisées pour les modèles MONORAIL BM s'appliquent également aux chariots de
guidage MONORAIL BZ. Pour les systèmes à MONORAIL AMS et position de montage spécial,
le client devra demander conseil à SCHNEEBERGER pour la lubrification.
Lubrifiants réfrigérants
En cas de contact direct entre les guidages linéaires et les lubrifiants réfrigérants solubles dans
l'eau, ces derniers risquent de se mélanger au lubrifiant et de le rincer sous l'action de leur effet
émulsifiant, ce qui pourrait avoir pour conséquence un manque de lubrification et la corrosion
des surfaces métalliques.
Raison pour laquelle on ne peut utiliser que des lubrifiants se caractérisant par une excellente
résistance à la corrosion et par un bon indice de désémulsification. Il faudra en outre relubrifier
en plus grandes quantités et plus fréquemment.
Utilisation de solutions aqueuses, saumures et acides
Si, dans le cadre de certaines applications, les guidages linéaires sont exposés à des liquides
agressifs, par exemple de l'eau de condensation ou de projection, des solutions salines ou des
saumures ou acides dilués, il faudra utiliser des graisses lubrifiantes anticorrosion. Elles doivent
en outre présenter un bon indice de désémulsification, ainsi qu'une bonne adhérence et une
excellente étanchéité, pour empêcher que le lubrifiant soit rincé ou mélangé aux substances
agressives. Les huiles lubrifiantes ne conviennent en général pas pour ces types d'utilisation.
Forces élevées
Dans le cas de forces dynamiques élevées, la compression élevée des surfaces aux points de
contact risque d'arracher le film de lubrification et d'augmenter l'usure par manque de lubrification.
Ces types d'applications exigent des lubrifiants contenant des additifs dits EP (EP = « Extreme
Pressure ») et présentant une grande résistance au cisaillement. Il s'agit, par exemple, de
graisses lubrifiantes désignées par KP ou GP, qui conviennent mieux que les huiles lubrifiantes
aux applications impliquant des forces élevées. Concernant les huiles lubrifiantes, elles doivent
répondre au minimum à la classification CLP et présenter une viscosité élevée.
Afin d'augmenter l'absorption de pression et éviter l'usure, des lubrifiants solides, comme du
disulfure de molybdène et du graphite sont souvent utilisés. Les lubrifiants solides diminuent
l'usure dans la phase de démarrage ou dans les situations d'urgence. Le disulfure de molybdène
et le graphique peuvent par ailleurs former des dépôts irréguliers sur les paliers à roulements et
les guidages linéaires à rails profilés. Ces irrégularités peuvent provoquer des concentrations de
tension locales, et donc des pannes prématurées des éléments roulants.
147
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.8 Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières
Vitesses élevées
Les applications à vitesses élevées nécessitent des lubrifiants à faible viscosité, c'est-à-dire avec
un frottement intérieur minime et une bonne dissipation de la chaleur. Les huiles lubrifiantes
conviennent mieux dans ce cas que les graisses lubrifiantes.
Course réduite et oscillations
Par course réduite, on entend les courses inférieures à deux fois les longueurs des chariots de
guidage, étant donné que les éléments roulants du chariot de guidage ne circulent plus totalement
et que, de ce fait, le lubrifiant n'est pas réparti de manière optimale dans le chariot de guidage.
Il est recommandé d'utiliser dans ce cas deux raccords de lubrification par chariot de guidage,
autrement dit une lubrification des deux côtés. Les quantités de lubrifiant par chariot de guidage
ne changent toutefois pas, ce qui signifie que les valeurs spécifiées dans les tableaux des
chapitres correspondants doivent être divisées par deux par raccord.
Pour les courses très petites, de l'ordre de grandeur du diamètre des éléments roulants, ou en
présence d'oscillations, des mouvements de glissement et de roulement oscillants sont générés
aux points de contact avec les éléments roulants, ce qui peut détruire le film de lubrifiant, au
risque d'entraîner de la tribocorrosion et la défaillance prématurée des guidages.
Il convient dès lors d'utiliser des lubrifiants à haute capacité d'absorption de pression, résistants
à l'humidification et à la corrosion.
La lubrification à la graisse doit être privilégiée par rapport à la lubrification à l'huile, sans oublier
que les intervalles entre les opérations de lubrification sont plus rapprochées que dans des
conditions normales, en raison de la diminution de la durée de vie de la graisse.
En cas de lubrification à l'huile, utiliser de l'huile de viscosité élevée VG 220.
Dans les applications susmentionnées, il est en outre recommandé d'effectuer si possible de
temps en temps une course dite de lubrification (trajet > 2x longueur du chariot).
Course longue
Lors des courses longues, davantage de lubrifiant est expulsé du chariot de guidage et réparti
sur une plus grande surface. Ce qui nécessite de plus grosses quantités de lubrifiant et des
intervalles de lubrification plus rapprochés que dans le cas d'une course normale. Avant la mise
en service, l'intégralité de la surface des rails de guidage doit être enduite de lubrifiant pour
guidages linéaires, de manière à appliquer dès le départ un film de lubrifiant fermé sur les chemins
de roulement et sous les racleurs.
148
Température
La capacité à former un film de lubrifiant stable dans des conditions d'utilisation données dépend
essentiellement de la viscosité du lubrifiant. Les huiles et graisses lubrifiantes se caractérisent en
ce que leur viscosité dépend de la température. La viscosité augmente lorsque température est
en baisse et diminue lorsque la température est en hausse.
Ce qui signifie que, par basses températures, le lubrifiant est plus visqueux que par hautes
températures. Raison pour laquelle chaque lubrifiant possède une plage de température de
service déterminée, dans les limites de laquelle les caractéristiques du lubrifiant peuvent être
garanties. En règle générale, cette plage de température est plus élevée pour les lubrifiants
synthétiques que pour les lubrifiants minéraux, étant donné que leur viscosité dépend moins de
la température.
Afin de garantir la sécurité de lubrification dans tous les modes de fonctionnement, il faut donc
veiller à choisir un lubrifiant dont la plage de température admissible couvre l'ensemble des
températures se présentant pendant le fonctionnement.
Étant donné que la plupart des applications de guidages linéaires sont soumises à des températures
normales entre 0°C et +40°C, les graisses lubrifiantes standard et les huiles standard suffisent
généralement.
Par très basses températures, il faut toutefois un lubrifiant spécial à faible viscosité et, par hautes
températures, un lubrifiant à haute viscosité.
La plage de température de service admissible des guidages linéaires doit toutefois également
être respectée.
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.8 Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d’utilisation particulières
Encrassement, poussières de rectification
Si les guidages linéaires sont exposés en service à des risques d'encrassement, comme des
poussières et ou de fins copeaux produits par le processus d'usinage, veiller impérativement
à empêcher l'infiltration de ces impuretés dans le chariot de guidage. En plus d'être lubrifiés,
il est essentiel de bien protéger les chariots de guidage à l'aide de protections et de racleurs
supplémentaires.
En principe, on peut utiliser aussi bien des huiles lubrifiantes en raison de leur effet de rinçage,
que des graisses lubrifiantes en raison de leurs bonnes capacités d'étanchéité. Il faudra utiliser
d'avantage de lubrifiant, à des intervalles de relubrification plus rapprochés, que par rapport à
des conditions normales. En présence de poussières de tous types, on peut utiliser les systèmes
de lubrification usuels à l'air et l'huile, qui génèrent un effet d'air de barrage sous l'action d'une
surpression dans le chariot de guidage, empêchant ainsi la pénétration des poussières. Les
chariots de guidage MONORAIL conviennent ici parfaitement en raison de leur bonne étanchéité.
Des courses de nettoyage doivent en outre être effectuées régulièrement, pour dégager les
impuretés qui adhèrent à la surface des rails de guidage. Cette course de nettoyage est également
recommandée avant un arrêt prolongé de la machine, par exemple le week-end.
Machines-outils
On peut généralement supposer que, en cas d'applications dans des machines-outils, des forces
statiques et dynamiques élevées se produisent, que des substances souvent fluides, par exemple
des lubrifiants réfrigérants, agissent sur les guidages et que les guidages linéaires sont sollicités
pendant une longue période ou sur de longues distances.
Les lubrifiants doivent de ce fait présenter les caractéristiques suivantes :
 Bonne capacité de transfert des forces
 Résistance à la haute pression
 Résistance au vieillissement
 Résistance à la corrosion
 Bonne aptitude au transport dans les installations de lubrification centralisées
Salle blanche
En cas d'utilisation en salle blanche, absolument aucune particule ne peut être émise par le guidage
linéaire, par exemple par les joints et les lubrifiants. Il existe d'autres exigences, notamment une
force de déplacement minime et régulière des chariots de guidage et l'absence d'entretien autant
que possible. Les racleurs sont souvent absents des chariots de guidage.
Des graisses lubrifiantes sont le plus souvent utilisées en raison de leur effet d'étanchéité. Elles
doivent convenir à la lubrification à long terme, présenter des taux d'évaporation faibles et une
bonne adhérence, et être à faible frottement.
Vide poussé
Pour les applications à vide poussé, il est important que le lubrifiant ne à supprimer dégaze
pas, même à hautes températures, en évacuant des particules dans l'atmosphère. Raison pour
laquelle on utilise ici des graisses lubrifiantes spéciales à très faibles pressions de vapeur.
Entraînement à crémaillère
Les crémaillères et pignons peuvent être lubrifiés aussi bien à l'huile qu'à la graisse.
En cas de lubrification manuelle au pinceau, on utilisera de la graisse lubrifiante. En cas de guidage
linéaire à entraînement à crémaillère à supprimer MONORAIL BZ, le lubrifiant est distribué par les
dentures, le plus souvent de manière continue, via un pignon de lubrification en feutre, qui est
alimenté par un distributeur de lubrifiant. On peut utiliser dans ce cas, soit de l'huile lubrifiante à
haute viscosité, par exemple ISO VG 460, ou de la graisse fluide de classe NLGI 0.
Généralement parlant, les lubrifiants doivent présenter une bonne capacité de transfert des
forces et une résistance élevée au cisaillement, ainsi qu'une adhérence suffisante et une grande
viscosité afin d'empêcher que le lubrifiant ne soit évacué des pignons.
149
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.9 Plaque de lubrification SPL
4.13.9.
Plaque de
lubrification SPL
Chariot avec plaque de lubrification SPL
Fonction et application
Les plaques de lubrification SPL possèdent un réservoir d'huile intégré et sont montées des
deux côtés du chariot de guidage, devant les plaques frontales. Elles alimentent les chemins
de roulement des éléments roulants et le haut du rail de guidage uniformément en lubrifiant,
via plusieurs points de contact, ce à long terme. Les joints des chariots de guidage sont ainsi
protégés de l'usure et leur durée de vie est prolongée. Combinée à une première lubrification des
chariots de guidage à la graisse, cette lubrification par plaques de lubrification permet d'allonger
considérablement les intervalles entre les entretiens dans des conditions favorables. Idéalement,
elles doivent être utilisées dans un environnement sec et propre, par exemple en technique de
manipulation ou dans les axes secondaires des machines-outils.
Positions de montage
La plaque SPL garantit une alimentation sûre en lubrifiant dans toutes les positions de montage.
État à la livraison et quantités de remplissage
Généralités
Les plaques SPL sont en principe livrées prêtes à l'emploi, c'est-à-dire remplies d'huile. Les
raccords de relubrification montés à l'avant, ainsi que sur les petits côtés, sont obturés à l'aide
d'une vis sans tête ou d'une vis.
Livraison des plaques SPL montées sur le chariot de guidage
En cas de livraison avec un système MONORAIL ou des chariots de guidage individuels, deux
plaques de lubrification sont montées en usine sur le chariot de guidage. Les chariots de guidage
sont en outre remplis une première fois de graisse pour roulements (graisse au savon de lithium
à base d'huile minérale).
Livraison sous forme d'accessoire/pièce détachée (numéro commande)
Si les plaques SPL sont prévues pour un montage a posteriori, elles sont livrées par paires prêtes
à l'emploi, c'est-à-dire remplies d'huile.
150
4
Développement et conception : Guidage
4.13
Lubrification
4.13.9 Plaque de lubrification SPL
Premier remplissage en usine
Les plaques SPL sont remplies en usine d'huile minérale de type KLÜBER Lamora D 220 et
peuvent dès lors être utilisées immédiatement en l'état.
SPL xx-MR*
MR 25
3,1
MR 35
8,4
MR 45
15,6
MR 55
26,8
MR 65
61
-
SPL xx-BM*
BM 15
0,7
BM 20
2
BM 25
3,4
BM 30
4,1
BM 35
8,3
BM 45
15,6
Note : * Quantité d'huile par 1x SPL (cm³)
Quantités et intervalles de remplissage
L'appoint en huile des plaques de lubrification sera fonction de la charge et d'autres conditions
d'utilisation des guidages. Les intervalles de remplissage suivants peuvent être utilisés à titre
indicatif :
SPL - MR*
MR 25
2500 km
MR 35
2500 km
MR 45
5000 km
MR 55
5000 km
MR 65
5000 km
-
SPL - BM*
BM 15
2500 km
BM 20
2500 km
BM 25
2500 km
BM 30
2500 km
BM 35
2500 km
BM 45
5000 km
La quantité d'appoint en huile à prévoir après ces intervalles de relubrification est précisée dans
le tableau suivant :
SPL xx-MR*
MR 25
2,2
MR 35
6
MR 45
11
MR 55
19
MR 65
43
-
SPL xx-BM*
BM 15
0,5
BM 20
1,4
BM 25
2,4
BM 30
2,9
BM 35
5,8
BM 45
10,9
Note : * Quantité d'huile par 1x SPL (cm³)
Remarque
 Utiliser de l'huile de type KLÜBER Lamora D 220 pour faire l'appoint des plaques
de lubrification. Des burettes d'huile spéciales sont disponibles comme accessoire.
SCHNEEBERGER décline toute responsabilité en cas de remplissage avec d'autres
lubrifiants. Pour des plus amples informations à ce sujet, voir le Chapitre Mise en service et
Utilisation, entretien et service.
La plaque SPL doit être remplie via les orifices de lubrification à l'avant centre ou sur le côté. Pour
une description détaillée, voir les Instructions de montage de la plaque de lubrification SPL, à
télécharger sur le site www.schneeberger.com et dans la section 'Downloads'.
Les valeurs ci-dessus sont uniquement fournies à titre indicatif. Les quantités et intervalles de
remplissage ne peuvent être déterminés avec précision que dans des conditions d'utilisation
réelles. La lubrification est suffisante lorsque qu'un film d'huile se distingue nettement sur la
surface des rails de guidage. Quelle que soit la distance de déplacement, il faudra prévoir l'appoint
au maximum après 12 mois. Si les conditions d'utilisation et ambiantes sont défavorables, en
particulier en cas d'encrassement important, de charges et de températures élevées, un appoint
plus fréquent est de mise.
Si les plaques de lubrification sont montées a posteriori, il faudra aussi prévoir de remplir de
graisse les chariots de guidage.
Pour les quantités de lubrifiant recommandées, voir le Chapitre Lubrification à la graisse. En
cas de montage a posteriori de chariots de guidage BM, veiller à maintenir la plaque frontale en
desserrant les vis de fixation, à défaut de quoi les billes tomberont.
Utilisation de lubrifiants réfrigérants
Pour les applications avec lubrifiants réfrigérants, veiller à bien protéger les chariots de guidage
avant le contact direct avec les fluides, à l'aide de protections et de racleurs supplémentaires.
Si les lubrifiants réfrigérants sont appliqués directement sur les guidages, l'huile lubrifiante risque
d'être évacuée et l’utilisation de la plaque SPL n’est pas conseillée.
151
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.1 Joints standard
4.14. Étanchéité
4.14.1.
Joints standard
Les chariots de guidage MONORAIL SCHNEEBERGER sont équipés de série de racleurs
transversaux à doubles lèvres à l'avant, et de deux racleurs longitudinaux sur le haut et le bas
de chaque côté. Ces racleurs assurent une étanchéité ultra efficace. Ils empêchent efficacement
la pénétration d'impuretés et réduisent au minimum les pertes de lubrifiant, afin d'allonger au
maximum la durée de vie du guidage.
Chariot de guidage avec racleurs longitudinaux (verts) et racleurs transversaux (rouges)
152
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.1 Joints standard
Les guidages à billes MONORAIL BM sont souvent utilisés pour des applications à faible
encrassement, exigeant toutefois des forces de déplacement minimes. Raison pour laquelle
SCHNEEBERGER propose, en plus des racleurs transversaux standard, des racleurs à faible
frottement spéciaux et l'option sans racleur transversal pour les applications en salle blanche.
Variantes de racleurs MONORAIL BM
Une lubrification suffisante et une surface de raclage aussi lisse que possible sans arêtes
gênantes sont une condition sine qua non au fonctionnement optimal du système d'étanchéité.
Type de racleur
– Racleurs standard
Code commande
– QN
Type de racleur
– Racleurs à faible frottement
Code commande
– QL
Type de racleur
– Sans racleur
Code commande
– Q0
153
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.2 Racleurs additionnels
4.14.2.
Racleurs
additionnels
Dans des conditions d'utilisation particulières, comme une forte accumulation d'impuretés,
de copeaux ou de réfrigérant, SCHNEEBERGER propose des éléments d'étanchéité
supplémentaires, montés devant les plaques frontales des chariots de guidage pour renforcer la
protection mécanique.
Racleurs additionnels en NBR
Les racleurs additionnels en NBR (caoutchouc nitrile) offrent une protection supplémentaire des
chariots de guidage dans des environnements fortement encrassés. Ils se composent d'une
plaque support sur laquelle est monté un joint très robuste à une seule lèvre. Grâce à leur
flexibilité, les racleurs peuvent être rabattus sur la section des rails de guidage, permettant ainsi
de les monter a posteriori, sans devoir sortir les chariots de guidage du rail de guidage.
Les racleurs additionnels en NBR sont disponibles pour tous les types de chariots de guidage
MR et BM. Le code commande est « ZBN xx » pour les chariots de guidage BM et « ZCN xx »
pour les chariots de guidage MR, « xx » correspondant à la taille.
Chariot avec racleur additionnel en NBR
Racleurs additionnels en Viton
Tout comme les racleurs en NBR, les racleurs additionnels en Viton assurent une protection
supplémentaire des chariots de guidage dans des environnement fortement encrassés. Ils
conviennent toutefois plutôt à des applications utilisant des lubrifiants réfrigérants agressifs, étant
donné que le Viton® (caoutchouc fluorocarboné) résiste aux produits chimiques et présente une
excellente résistance aux températures élevées. Grâce à leur flexibilité, les racleurs peuvent être
rabattus sur la section des rails de guidage, permettant ainsi de les monter a posteriori, sans
devoir sortir les chariots de guidage du rail de guidage.
Les racleurs additionnels en Viton sont disponibles pour tous les types de chariots de guidage
MR et BM. Le code commande est « ZBV xx » pour les chariots de guidage BM et « ZCV xx »
pour les chariots de guidage MR, « xx » correspondant à la taille.
154
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.2 Racleurs additionnels
Chariot avec racleur additionnel en Viton
Racleurs en tôle
Les racleurs en tôle en acier inoxydable servent à protéger les lèvres des joints des chariots de
guidage et des racleurs additionnels contre les copeaux chauds. Les grosses particules libres de
saletés sont expulsées, sans pouvoir s'agglutiner à travers la grande fente radiale vers le rail de
guidage. Des types spécialement adaptés sont disponibles pour les rails de guidage à système
de mesure AMS.
Les racleurs en tôle sont généralement utilisés en combinaison avec des racleurs additionnels en
NBR ou Viton.
Les racleurs en tôle sont disponibles pour tous les types de chariots de guidage MR et BM. Le
code commande est « ABM xx » pour les chariots de guidage BM et « ASM xx » pour les chariots
de guidage MR, « xx » correspondant à la taille.
Chariot avec racleur en tôle
Les racleurs en tôle et les racleurs additionnels peuvent être combinés. Il est également possible
de les combiner avec la plaque de lubrification SPL.
En cas de commande a posteriori, les racleurs additionnels sont livrés avec les vis nécessaires. Si
l'on doit desserrer les vis de fixation de la plaque frontale, observer en particulier les Remarques
fournies dans les Instructions de montage et dans le Chapitre 9.1 - Racleurs.
155
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.2 Racleurs additionnels
4.14.3 Soufflet
4.14.3.
Soufflet
Des soufflets sont essentiellement utilisés comme protection supplémentaire des guidages
contre la poussière et la projection d'eau.
Ils sont proposés en version standard pour les guidages à rouleaux MONORAIL MR et pour
les guidages à billes MONORAIL BM. Le soufflet se compose de tissu synthétique, revêtu de
matière plastique des deux côtés. Il s'étend sur toute la longueur du rail de guidage, sa section
correspond à la plaque frontale du chariot de guidage.
Pour les applications spéciales, par exemple les installations de découpe au laser ou de soudure,
une version en matière résistante à la chaleur est également disponible sur mesure.
Le soufflet est fixé simplement à l'aide de plaques spéciales, vissées à l'extrémité des rails de
guidage et à la plaque frontale des chariots de guidage. Le soufflet est chaque fois fixé par deux
bouchons à rivets à la plaque d'écartement et à la plaque d'extrémité.
Un montage a posteriori n'est recommandé que sur les rails de guidage trempés par induction,
étant donné qu'il faut percer des trous à l'avant du rail de guidage pour fixer la plaque d'extrémité.
Le code commande est « FBB » pour tous les chariots de guidage de taille BM 20-45 et « FBM »
pour tous les chariots de commande MR de taille 25-65.
Chariot avec soufflet
Prudence
Une construction non conforme peut endommager les composants.
 En cas d'utilisation d'un soufflet, il faut veiller à ce que des impuretés ne soient pas aspirées
sous le soufflet sous l'effet de la dépression générée à la sortie.
156
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.3 Soufflet
Calcul de la longueur
Longueur totale du chariot de guidage avec plaques d'écartement LB
Rail avec un chariot de guidage
Longueur d'un rail de guidage avec un chariot de guidage :
LB
Longueur totale avec des plaques d'écartement
LH
Course
LF_min Compression du soufflet
LF_max Longueur d'extension du soufflet
L3
Longueur du chariot de guidage
LA
TE
LZ
TZ
Extension par pli du soufflet
Épaisseur de la plaque d'extrémité
Compression des plis du soufflet
Épaisseur de la plaque d'écartement
LB Longueur totale avec des plaques d'écartement
L Longueur totale du chariot de guidage
TZ Épaisseur de la plaque d'écartement
Rail avec deux chariots de guidage
Longueur d'un rail de guidage avec 2 chariots de guidage et soufflets :
LB
Longueur totale avec des plaques d'écartement
W
AW
Espace libre entre les chariots de guidage
TZ
L
Longueur totale du chariot de guidage
LB
K
L
TZ
Distance entre les chariots dans le sens de la longueur
Épaisseur de la plaque d'écartement
Longueur totale avec des plaques d'écartement
Distance entre les chariots
Longueur totale du chariot de guidage
Épaisseur de la plaque d'écartement
157
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.3 Soufflet
Nombre de plis par soufflet n
Entre le chariot de guidage et l'extrémité du rail de guidage
n
LH
LZ
LA
Nombre de plis par soufflet (n arrondi au nombre entier)
Course
Compression des plis du soufflet
Extension par pli du soufflet
Entre deux chariots de guidage
n
AW
LA
Nombre de plis par soufflet (n arrondi au nombre entier)
Espace libre entre les chariots de guidage
Extension par pli du soufflet
LF_min
LF_max
LB
Compression du soufflet
Longueur d'extension du soufflet
Longueur totale avec des plaques d'écartement
LF_min
n
LZ
Compression du soufflet
Nombre de plis par soufflet (n arrondi au nombre entier)
Compression des plis du soufflet
LF_max
LH
LF_min
Longueur d'extension du soufflet
Course
Compression du soufflet
Longueur de rail de guidage L3
avec
Taille*
LA
LZ
TE
TZ
MR 25
13
2,5
8
12
MR 35
20
2,5
8
10
MR 45
22
2,5
8
10
MR 55
28
2,5
8
10
MR 65
35
2,5
8
10
Taille*
LA
LZ
TE
TZ
BM 20
12
2
8
10
BM 25
12
2,7
8
10
BM 30
15
2,7
8
10
BM 35
20
2,7
8
10
BM 45
22
2,7
8
10
Note : * Cote en mm,
LA = Extension par pli du soufflet, LZ = Compression des plis du soufflet, TE = Épaisseur de la plaque d'extrémité, TZ = Épaisseur de la plaque d'écartement
158
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.3 Soufflet
Cotes
Plaque d'écartement ZPB/ZPL
Cotes du rail de guidage avec le chariot de guidage, le soufflet et la plaque d'écartement :
1
Plaque d'extrémité EPB/EPL
BZ
Largeur de la plaque d'écartement
2
Soufflet FBB/FBU
HZ
Hauteur de la plaque d'écartement
3
Plaque d'écartement ZPB/ZPL
4
Bouchons à rivets (4x)
159
4
Développement et conception : Guidage
4.14
Étanchéité
4.14.3 Soufflet
4.14.4 Domaines d’application des systèmes d’étanchéité
Plaque d'extrémité EPB/EPL
BE
HE
TE
GE
S
H3
H4
Largeur de la plaque d'extrémité EPB/EPL
Hauteur de la plaque d'extrémité EPB/EPL
Épaisseur de la plaque d'extrémité (8 mm)
Profondeur du filet
Diamètre des vis
Hauteur perçage 1/perçage 2
Hauteur appui du rail de guidage/perçage 1
Cotes et perçages frontaux dans le rail de guidage
Taille*
BE
BZ
HE
HZ
H1
H2
S x GE
Taille*
BE
BZ
HE
HZ
H1
H2
S x GE
MR 25,
FBM 25
47
47
30
29
10
10,5
M4 x 5
MR 35,
FBM 35
68
68
40
39,5
12
14
M4 x 5
MR 45,
FBM 45
84
84
50
49,5
15
17
M6 x 8,5
MR 55,
FBM 55
98
98
57
56,5
20
20
M6 x 8,5
MR 65,
FBM 65
123
123
76
75,5
22
25
M6 x 8,5
BM 20,
FBB 20
43
43
25
25
6,5
8,5
M3 x 12
BM 25,
FBB 25
47
47
30
30
8
10
M4 x 8
BM 30,
FBB 30
58,5
58,5
35
35
8
12
M4 x 8
BM 35,
FBB 35
68
68
40
39,5
10,5
13
M4 x 8
BM 45,
FBB 45
84
84
50
49,5
13,5
16,7
M6 x 10
Note : * Cote en mm,
BE = Largeur de la plaque d'extrémité, BZ = Largeur de la plaque d'écartement, HE = Hauteur de la plaque d'extrémité, HZ = Hauteur de la plaque d'écartement, H1 = Hauteur perçage 1/perçage 2, H2 = Hauteur support de rail de
guidage/perçage 1, S = Diamètre de vis, GE = Profondeur de filet
4.14.4.
Domaines
d'application
des systèmes
d'étanchéité
Le schéma suivant offre une vue d'ensemble des divers types d'étanchéité, leurs caractéristiques
et leurs possibilités d'utilisation :
Vue d'ensemble des produits
Conditions d'utilisation
Code commande
160
Chambre blanche
Encrassement minime
Encrassement normal
Encrassement important
Poussières
Gros copeaux chauds
Projection d'eau
Produits chimiques,
réfrigérants
Forces de déplacement
minimes
Sans racleur
transversal
Q0 (BM
uniquement)
•
Note : • = pertinent, 1 pas pour MONORAIL MR
Racleur à faible Racleur stanfrottement1
dard
QL (BM
QN
uniquement)
Racleur additionnel (NBR)
ZCN (MR), ZBN
(BM)
Racleur additionnel (Viton)
ZCV (MR), ZBV
(BM)
Racleur en
Soufflet
tôle
ASM (MR), ABM FBB (BM), FBM
(BM)
(MR 25-65)
•
•
•
(•)
•
•
•
•
•
•
(•)
•
•
•
•
•
•
•
4
Développement et conception : Guidage
4.15
Protection contre la corrosion
4.15.1 Revêtements
4.15. Protection contre la corrosion
4.15.1.
Revêtements
Pour ses produits MONORAIL MR, BM et AMS, SCHNEEBERGER propose différents revêtements
de surface anticorrosion. Les différents procédés sont décrits plus en détail ci-après, avec leurs
propriétés et leurs domaines d'application.
Pour de plus amples informations sur les produits, consulter SCHNEEBERGER.
Options de revêtement :
Pas de revêtement CN
Revêtement CH
Revêtement CL, sur demande
Revêtement CH
Le revêtement CH est une fine couche en chrome dur galvanisé. Le procédé spécial utilisé
permet de réaliser une structure micro-perlée, se caractérisant par une adhérence exceptionnelle
et de bonnes propriétés de glissement. La couche chromée pure, en liaison moléculaire avec
le matériau support, présente une dureté élevée, une grande résistance à l'usure et de très
bonnes propriétés anticorrosion. Grâce à la température de procédé minime inférieure à 70°C, le
matériel de base ne subit aucune altération structurelle. La couche chromée gris mat est capable
de stocker en partie du lubrifiant, de par sa structure de surface perlée, et présente ainsi des
avantages en frottement mixte par rapport aux produits non revêtus. Le revêtement n'a aucune
teneur en chrome VI et est agréé pour l'industrie alimentaire, qui impose des exigences très
strictes en matière de résistance à la corrosion et à l'usure.
1 Couche Cr
2 Matériau de base
Caractéristiques
– Grande dureté de surface (1200-1400 HV)
– Grande résistance à la corrosion
– Épaisseur de couche 2 - 5 μm
– Propriétés de fonctionnement exceptionnel en cas d'urgence en
frottement mixte
– Pas d'influence sur la capacité de charge
– Influence minime sur les valeurs de frottement
– Revêtement des arêtes
– Perçages/contre-dépouilles non revêtus
– Couleur : mat, gris clair
161
4
Développement et conception : Guidage
4.15
Protection contre la corrosion
4.15.1 Revêtements
4.15.2 MONORAIL BM en version acier résistant à la corrosion (WR, SR)
Revêtement CL
Le revêtement CL se compose, comme le revêtement CH, d'une fine couche en chrome dur
galvanisé. Il possède également une surface à fine structure perlée et une excellente adhérence,
ainsi que de bonnes propriétés de glissement. La structure perlée est revêtue ici d'une couche
d'oxyde mixte à l'aide d'un procédé supplémentaire, et les espaces intermédiaires sont remplis.
Cette finition en chrome améliorée se caractérise par une résistance à l'usure encore plus élevée,
d'une très grande résistance à la corrosion et de valeurs de frottement extrêmement faibles. La
température de procédé minime empêche toute perte de dureté ou tout étirage du matériel de
base recouvert. La finition chromée noire brillante présente non seulement un aspect décoratif
attrayant, mais également des avantages en cas de manque de lubrification et des performances
nettement supérieures par rapport au revêtement CH. Le revêtement n'a aucune teneur en
chrome VI.
1 Couche d'oxyde Cr
2 Couche Cr
3 Matériau de base
Caractéristiques
– Grande dureté de surface (1200-1400 HV)
– Grande résistance à la corrosion
– Épaisseur de couche 2 - 5 μm
– Propriétés de fonctionnement exceptionnel en cas d'urgence en
frottement mixte
– Pas d'influence sur la capacité de charge
– Influence minime sur les valeurs de frottement
– Revêtement des arêtes
– Perçages/contre-dépouilles non revêtus
– Couleur : noir, brillant
Vue d'ensemble des types de revêtement
4.15.2.
MONORAIL
BM en version
acier résistant
à la corrosion
(WR, SR)
162
Revêtement
Couleur
Épaisseur de la couche
Dureté de la couche
Procédé
CH
Mat, gris clair
2-5 μm
Jusqu'à 1400 HV
Séparation électrolytique du chrome
Longueur maximale
Chrome VI
Protection contre la corrosion
Protection contre l'usure
Revêtement des arêtes
Protection contre la corrosion des perçages,
contre-dépouilles
Applications
4000 mm
Non
Très bonne
Bonne en frottement mixte
Oui
Non
CL
Noir, brillant
4-6 μm
Jusqu'à 1400 HV
Séparation électrolytique du chrome
Couche d'oxyde chromé
4000 mm
Non
Très bonne
Très bonne en frottement mixte
Oui
Non
Construction mécanique à exigences
strictes, technique de salle blanche,
industrie alimentaire, technique médicale
Construction mécanique à exigences
strictes, décoration, lubrification à quantité
minimale
Guidages linéaires en acier résistant à la corrosion
Les guidages MONORAIL BM WR/SR SCHNEEBERGER ont été spécialement développés pour
répondre aux exigences pour lesquelles les revêtements courants des guidages linéaires ne
suffisent pas. Ceci est toujours le cas lorsque des particules indésirables sont émises ou lorsque
la performance des produits est altérée par la corrosion lors des processus.
Applications avantageuses :
 Machines destinées à l'industrie alimentaire
 Technique médicale
 Applications en salle blanche ou vide poussé
 Procédés chimiques
 Applications à l'extérieur
Dans ce type d'application, les produits MONORAIL BM WR/SR assurent le fonctionnement
parfait, propre, précis et à long terme des axes linéaires.
4
Développement et conception : Guidage
4.15
Protection contre la corrosion
4.15.2 MONORAIL BM en version acier résistant à la corrosion (WR, SR)
Structure du chariot de guidage MONORAIL BM WR
1
2
3
Billes
Corps
Vis en acier résistant à la corrosion
Structure du chariot
Les corps (2) des chariots MONORAIL BM WR SCHNEEBERGER sont fabriqués en acier
austénitique chromé. Pour les billes (1), SCHNEEBERGER utilise exclusivement des aciers
inoxydables trempés. Les plaques frontales et les accessoires sont fixés par des vis en acier
résistant à la corrosion (3).
Structure du rail de guidage MONORAIL BM SR
Le rail de guidage se compose d'acier résistant à la corrosion à haute teneur en chrome et est
soumis au procédé de trempe 56-58 Rockwell. Les chemins de guidage, tout comme l'ensemble
de la surface du rail de guidage, sont trempés.
Si l'on doit construire des axes plus longs, les rails de guidage MONORAIL BM SR peuvent être
fournis avec des jointures spéciales.
Des améliorations techniques sont à l'étude concernant la longueur maximale des rails de guidage.
Différences entre produits
Les produits MONORAIL BM et
MONORAIL BM WR/SR présentent des différences aux niveaux suivants :
 Les rails de guidage sont livrés sans protection contre la corrosion.
 Les produits BM WR sont proposés uniquement avec l'option de lubrification S99, étant
donné que l'équipement avec des graisseurs inoxydables peut augmenter les délais de
livraison.
 Les taraudages des raccords de lubrification sont obturés par des vis sans tête en acier
résistant à la corrosion.
 Les classes de précontrainte supérieures à V3 ne sont pas disponibles.
 La classe de précision G0 n'est disponible que sur demande.
 La charge admissible est réduite par rapport aux produits standard.
Caractéristiques
Les dimensions extérieures sont identiques à celles du produit BM correspondant, et tous les
accessoires peuvent être utilisés, tels que les racleurs additionnels, les racleurs en tôle ou les
plaques de lubrification.
Des vis de fixation inoxydables sont utilisées pour tous les composants. Des bouchons en matière
plastique sont proposés pour obturer les trous des rails de guidage.
La longueur maximale d'un rail de guidage d'une seule pièce est limitée à 1000 mm. Les jointures
des rails de guidage peuvent être traités.
Pour les références de la version produit et des options, voir le Catalogue de produits MONORAIL
et AMS SCHNEEBERGER.
État à la livraison
Les rails de guidage sont livrés sans protection contre la corrosion à la surface. Les chariots de
guidage sont enduits de lubrifiants, afin d'assurer un montage en toute sécurité.
163
4
Développement et conception : Guidage
4.15
Protection contre la corrosion
4.15.2 MONORAIL BM en version acier résistant à la corrosion (WR, SR)
Vue d'ensemble des rails de guidage BM SR
Tailles/Types de rails
Taille 15
Taille 20
Taille 25
Taille 35
ND
NUD
Standard
Vissable
par le bas
BM SR 15-NUD
BM SR 20-NUD
BM SR 25-NUD
BM SR 35-NUD
BM SR 15-ND
BM SR 20-ND
BM SR 25-ND
BM SR 35-ND
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
•
•
Vue d'ensemble des chariots de guidage BM WR
Tailles/Types de rails
Taille 15
Taille 20
Taille 25
Taille 35
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
Pour forces et couples
Pour forces élevées
A
B
C
D
Standard
Standard, long
Compact, haut
BM WR 20-B
BM WR 25-B
BM WR 35-B
BM WR 15-C
BM WR 20-C
BM WR 25-C
BM WR 35-C
Compact, haut, Compact, plat
long
BM WR 15-F
BM WR 20-D
BM WR 25-D
BM WR 35-D
BM WR 15-A
BM WR 20-A
BM WR 25-A
BM WR 35-A
•
•
•
•
•
•
F
•
•
•
•
•
Accessoires standard pour chariots :
Pour les tailles et variantes ci-dessus, on peut utiliser la gamme d'accessoires (racleurs
additionnels, racleurs métalliques, plaques de lubrification) du Catalogue de produits.
164
Chariot de guidage avec racleur additionnel ABM
Chariot de guidage avec plaque de lubrification SPL
4
Développement et conception : Guidage
4.16
Fonction supplémentaire serrage et freinage
4.16.1 Éléments de serrage et de freinage - Structure et domaines d’application
4.16.2 Types d’éléments de serrage et de freinage
4.16. Fonction supplémentaire serrage et freinage
4.16.1.
Éléments de
serrage et
de freinage Structure et
domaines
d'application
SCHNEEBERGER propose des éléments de serrage et de freinage pour les guidages MONORAIL
MR et BM. Domaines d'application typiques de ces éléments :
 Sécurité de position des axes linéaires permettant d'alléger l'entraînement
 Serrage des tables de machines afin d'absorber les forces axiales à l'usinage
 Sécurité des axes verticaux au repos
 Sécurité de transport des axes
 Freinage et sécurisation des axes de moteur linéaire en cas de panne électrique
Les éléments de serrage et de freinage sont structurés de manière similaire aux chariots des
guidages MONORAIL SCHNEEBERGER. Ils possèdent un corps qui est vissé à la table de la
machine et qui englobe le profil de rail de machine. Les éléments roulants sont remplacés par
des mâchoires mobiles en direction radiale, des deux côtés du rail de guidage, qui s'appliquent
sur le rail de guidage à l'activation dans l'espace entre les chemins de roulement, pour serrer et
freiner l'axe. Certains types de rails de guidage à système de mesure AMS utilisent l'épaulement
des rails de guidage comme surface de contact.
À l'état relâché, il n'y a aucun contact entre le rail de guidage et l'élément de serrage et, de ce
fait, les éléments de serrage n'assurent aucune fonction de guidage.
Il existe des types étroits et larges ; les cotes principales des éléments se basent essentiellement
sur la norme DIN 645 et correspondent ainsi aux sections des chariots de guidage.
Le mouvement de course des profilés de contact résulte en partie de plaques de positionnement
montées des deux côtés et commutées de manière synchrone, ou d'un seul élément de
positionnement à montage flottant. Quelle que soit la solution, elle permet qu'aucune force
transversale ou alors minime ne soit exercée sur la construction adjacente lors du mouvement
de serrage.
Surface de contact entre les chemins de roulement.
Ne convient pas pour les rails de guidage avec AMS !
4.16.2.
Types
d'éléments de
serrage et de
freinage
Surfaces de contact à l'épaulement des rails de guidage.
Convient pour les rails de guidage avec AMS !
Il existe différents types d'éléments de maintien, qui se distinguent par leur fonction, leur type
de génération de pression et leur mode de fonctionnement.
Fonction
Les éléments de serrage et de freinage se distinguent par leur fonction. Les éléments de
serrage servent à sécuriser les axes de machines au repos. Les éléments de freinage peuvent
également freiner les axes en mouvement. Ils sont dotés à cet effet de revêtements glissants
spéciaux, disposés de manière à ne pas endommager le rail de guidage.
Prudence
La défaillance de l'installation de freinage peut endommager les composants.
 Les éléments de freinage sont conçus pour les situations d'urgence et ne peuvent pas être
utilisés comme freins de service !
165
4
Développement et conception : Guidage
4.16
Fonction supplémentaire serrage et freinage
4.16.2 Types d’éléments de serrage et de freinage
4.16.3 Vue d’ensemble des types
Moyen de pressurisation
Les éléments de serrage et de freinage se distinguent selon le type de génération de pression
 Manuelle
 Pneumatique
 Hydraulique et
 Électrique
Éléments de serrage et de freinage.
Principe de fonctionnement
Il existe donc aussi bien des éléments actifs, agissant à la pressurisation, que des éléments
passifs, dont la force de maintien intervient en cas de chute de pression. La force de maintien
de ces éléments est générée par une réserve d'énergie élastique intégrée. Le moyen de
pressurisation sert à relâcher la force de maintien et peut être utilisé sur des éléments dits à
raccordement positif,en combinaison avec la réserve d'énergie élastique, pour renforcer la
force de maintien.
4.16.3.
Vue d'ensemble
des types
Les schémas suivants offrent une vue d'ensemble des divers types, leurs caractéristiques et
leurs possibilités d'utilisation :
Vue d'ensemble des
produits
Série
HK
Moyen de pressurisation
Manuel
Pneumatique
Hydraulique
Électrique
Réserve d'énergie
élastique
Raccord PLUS
Élément de freinage
Compatible DIN 645
Type de guidage
MR à rouleaux
MR avec AMS
BM à billes
MK
MKS
MBPS
BWPS
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Vue d'ensemble des
produits
166
LBPS
•
Code commande : Série xx, avec xx= Taille (par ex. « MKS xx »)
Moyen de pressurisation
Manuel
Pneumatique
Hydraulique
Électrique
Réserve d'énergie
élastique
Raccord PLUS
Élément de freinage
Compatible DIN 645
Type de guidage
MR à rouleaux
MR avec AMS
BM à billes
UBPS
•
Note : • = pertinent
Série
TKPS
KWH
KBH
•
KBHS
•
MKE
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Note : • = pertinent
Code commande : Série xx, avec xx= Taille (par ex. « MKS xx »)
•
•
4
Développement et conception : Guidage
4.17
Téléchargements SCHNEEBERGER et Catalogue CAD en ligne
4.17.1 Téléchargements SCHNEEBERGER
4.17.2 Catalogue CAD en ligne
4.17. Téléchargements SCHNEEBERGER et Catalogue CAD en ligne
4.17.1.
Téléchargements SCHNEEBERGER
Afin d'aider au développement et à la construction dans l'environnement CAD, SCHNEEBERGER
met à disposition tous les composants MONORAIL sous forme de dessins 2D ou de modèles
3D dans tous les formats de données courants, dans la section 'Downloads' du site www.
schneeberger.com. Ces informations permettent de configurer un système individuel avec tous
les accessoires, ainsi que les longueurs de rails de guidage et les types de chariots de guidage
appropriés, et de l'intégrer dans une construction environnante.
4.17.2.
Catalogue CAD
en ligne
Le serveur partenaire CADENAS permet de télécharger de nombres données de géométries
2D/3D CAD indépendantes des produits SCHNEEBERGER sur le site www.partserver.de.
Toutes les pièces CAD disponibles sont réalisées avec le plus grand soin. La société
SCHNEEBERGER décline toutefois toute responsabilité en cas de pièces défectueuses et de
géométries incomplètes, et pour leurs conséquences. Sous réserve de modifications techniques
des données.
167
168
5 Développement et conception :
Entraînement
169
170
Table des matières
5
Développement et conception : Entraînement ...............................169
5.1.
Vue d’ensemble des produits ............................................................................................172
5.1.1.
Caractéristiques et avantages ........................................................................................172
5.1.2.
Position de montage .......................................................................................................174
5.2.
Calcul et dimensionnement ...............................................................................................175
5.2.1.
Chariot de guidage et rail de guidage .............................................................................175
5.2.2.
Denture ...........................................................................................................................177
5.3.
Fixation des rails de guidage .............................................................................................180
5.3.1.
Type de fixation...............................................................................................................180
5.3.2.
Éléments d’obturation des trous .....................................................................................180
5.3.3.
Couple de serrage admissible des vis ............................................................................181
5.3.4.
Protection de transport, y compris aide au montage .....................................................181
5.4.
Rails de guidage en plusieurs pièces ...............................................................................183
5.4.1.
Passage des jointures .....................................................................................................183
5.4.2.
Exécution ........................................................................................................................183
5.4.3.
Alignement ......................................................................................................................183
5.4.4.
Interchangeabilité............................................................................................................183
5.5.
Structure de la construction adjacente ............................................................................184
5.5.1.
Épaulements latéraux......................................................................................................184
5.5.2.
Types de montage ..........................................................................................................185
5.5.3.
Précision de forme et de position des épaulements,
dimensions des raccordements ......................................................................................186
5.6.
Lubrification ........................................................................................................................187
5.6.1.
Préservation à l’état de livraison .....................................................................................187
5.6.2.
Première lubrification et relubrification ...........................................................................187
5.6.3.
Revêtements ...................................................................................................................188
171
5
Développement et conception : Entraînement:
5.1
Vue d’ensemble des produits
5.1.1
Caractéristiques et avantages
5.1. Vue d'ensemble des produits
5.1.1.
Caractéristiques
et avantages
Les systèmes à denture MONORAIL BZ SCHNEEBERGER allient les performances
caractéristiques des guidages MONORAIL BM SCHNEEBERGER avec les avantages d'un
entraînement à crémaillère intégré, ultra précis.
Entraînement à crémaillère avec deux chariots de guidage
Le système présente les avantages suivants pour les clients :
 Longueurs de système d'une seule pièce jusqu'à 6000 mm
 Systèmes en plusieurs pièces > 6000 mm
 Crémaillère avec denture de grande qualité (trempée et rectifiée)
 Jusqu'à 25 % d'économie de coûts grâce à la réduction des frais de construction, de
production et de montage
 Caractéristiques de roulement exceptionnelles, grande capacité de charge et longue durée
de vie basées sur les guidages MONORAIL BM SCHNEEBERGER
 Satisfaction des besoins des clients grâce à un grand nombre de types de chariots de
guidage, une gamme complète d'accessoires et l'utilisation de différentes qualités de
denture
En outre, le système MONORAIL BZ se caractérise par :
 Possibilité de jointure, grâce à une géométrie de passage spécialement conçue à cet effet
 Combinaison des fonctions de guidage, d'entraînement et de mesure en un seul système
 Transfert de forces latérales élevées grâce à
• Double nombre de vis de fixation entre le système et la sous-structure, ainsi qu'entre la
crémaillère et le rail de guidage
• Plus grande hauteur du système avec des effets de levier plus avantageux
 Réduction des coûts de montage et de manipulation, grâce à la protection de transport qui
peut être utilisée pour le montage du système
 Interchangeabilité de segments de crémaillères individuels (par exemple sur les sections
fortement sensibles à l'usure)
172
5
Développement et conception : Entraînement:
5.1
Vue d’ensemble des produits
5.1.1
Caractéristiques et avantages
Longueurs de système d'une seule pièce jusqu'à 6000 mm
Mouvement précis, sans choc, du chariot de guidage sur de longues distances, grâce à des
longueurs de système d'une seule pièce allant jusqu'à 6000 mm. L'aboutement de plusieurs
systèmes BZ permet de réaliser des plages de déplacement plus importantes, dans une même
qualité.
Systèmes BZ à crémaillère
Denture jusqu'à la qualité 6
La crémaillère rectifiée et trempée de qualité 6 permet un déplacement tout en souplesse, couplée
à une transmission maximale des forces, de grandes précisions de position et de longues durées
de vie.
D'autres qualités et versions sont également disponibles.
Crémaillère avec pignon
173
5
Développement et conception : Entraînement:
5.1
Vue d’ensemble des produits
5.1.2
Position de montage
5.1.2.
Position de
montage
Variante 1*
La position de montage des systèmes MONORAIL BZ dépend de l'application, autrement dit
de la fonction de la machine, de sa construction et du sens de déplacement de l'axe. Elle a un
impact sur le type d'alimentation en lubrifiant et sur la sensibilité à l'encrassement du guidage.
Quelques possibilités de dispositions typiques sont présentées ci-après :
Caractéristiques :
– Axe horizontal
– Rail de guidage BZ couché, tourné de 90°
– Rail de guidage BZ avec chariot de guidage de type E à
fixation latérale
– Contre-rail avec chariot de guidage de type C/D, de ce fait les
surfaces de montage des rails de guidage et des chariots de guidage
se situent toujours sur le même plan
Note : * M = Moteur avec engrenage et pignons
Variante 2*
Caractéristiques :
– Installation suspendue
– Mouvement horizontal
– Rail de guidage BZ debout, de ce fait la denture est bien protégée
contre l'encrassement
– Rail de guidage BZ avec chariot de guidage de type E à
fixation latérale
– Contre-rail avec chariot de guidage de type C/D, de ce fait les
surfaces de montage des deux rails de guidage et des chariots de
guidage
se situent toujours sur le même plan
Note : * M = Moteur avec engrenage et pignons
Variante 3*
Caractéristiques :
– Axe horizontal
– Rail de guidage BZ debout, de ce fait la denture est bien protégée
contre l'encrassement
– Contre-rail de rail standard avec la même section que BZ, mais sans
denture
– BZ et rail standard avec la même section, d'où une bonne accessibilité
et un montage facile
– Montage transversal du moteur, de ce fait espace libre maximum sur le
haut du patin
Note : * M = Moteur avec engrenage et pignons
Variante 4*
Caractéristiques :
– Installation suspendue
– Mouvement horizontal
– Chariot de type C/D avec fixation par le haut et 6 vis pour une grande
rigidité
– Montage transversal du moteur, de ce fait espace libre maximum sur le
haut du patin
174
Note : * M = Moteur avec engrenage et pignons
5
Développement et conception : Entraînement:
5.2
Calcul et dimensionnement
5.2.1
Chariot de guidage et rail de guidage
5.2. Calcul et dimensionnement
5.2.1.
Chariot de
guidage et rail
de guidage
Tenir compte des points suivants lors de la conception des guidages MONORAIL BZ
SCHNEEBERGER à crémaillère.
Charges admissibles et capacité de charge
La conception du rail de guidage avec chariot de guidage ne se distingue pas de la version
standard. Les charges admissibles du système MONORAIL BM spécifiées sont le Catalogue de
produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER s'appliquent.
Sur le système MONORAIL BZ, ne pas oublier toutefois que la capacité de charge totale est limitée
par rapport à celle du système MONORAIL BM. Ceci s'explique par la force élevée encaissée par
la fixation latérale, en raison de l'effet de levier du rail de guidage soumis à des forces latérales,
de la tenue de la jonction interne à vis entre le rail de guidage et la crémaillère, et de la petite
surface d’appui de la crémaillère.
Pour la charge latérale admissible ± FY et la charge de compression et de traction ± FZ, voir les
valeurs du tableau ci-dessous sur la base d’une fixation à vis de la classe de résistance 12.9. Les
valeurs sont fournies par chariot de guidage.
A1 max. 3 (BZ 25) ou max. 5 (BZ 35)
Effet des forces de traction, de compression et latérales
Forces de traction, de compression et latérales maximales (N)
Taille/Type de chariot
+FY (N)
-FY (N)
BZ 25
A/C/E
5275
1840
B/D
6375
2200
BZ 35
A/C/E
9675
3600
B/D
11675
4290
+FZ (N)
-FZ (N)
3060
3060
8651
10455
5580
5580
24381
29421
Lors de la conception, veiller à ce que les forces transmissibles ne puissent pas être limitées par
les valeurs caractéristiques des chariots de guidage, mais bien par la fixation à la construction.
175
5
Développement et conception : Entraînement :
5.2
Calcul et dimensionnement
5.2.1
Chariot de guidage et rail de guidage
Durée de vie
Sur les systèmes de tables à crémaillère, des forces supplémentaires interviennent à
l'engrènement des dents dans le sens orthogonal par rapport au sens du mouvement. Ces forces
supplémentaires sont transmises au guidage via les pignons, le moteur et le patin et doivent être
prises en compte dans le calcul de la durée de vie.
La denture hélicoïdale donne lieu, lors de l'entraînement, à des forces Fy avec
Fy = 0,35 • Fx.transversales par rapport à l'axe longitudinal du rail de guidage. La valeur 0,35
résulte de l'angle de la partie oblique β = 19°31’42“ de la denture. La force reste constante à
force d'entraînement constante. Sa direction s'inverse avec le sens de l'accélération (passage de
l'accélération au freinage).
En outre, des forces Fz interviennent verticalement par rapport à la denture, ce en s'éloignant
de la denture avec Fz = 0,36 • Fx à travers l'angle de pression des flancs de dent d'environ 20°.
Cette force s'amplifie. Fz ≈ 2/3 de Fz_max peut être utilisé comme valeur indicative pour le calcul
de la durée de vie.
Fx
Fy
Fz
Force dans la direction x
Force dans la direction y
Force dans la direction z
Forces de la denture
Introduction de forces en cas d'utilisation d'un chariot de guidage de type E
En cas d'utilisation de chariots de guidage de type E, faire attention aux directions forces. Le
raccordement latéral des chariots de guidage au chariot d'axe peut donner lieu à des couples,
susceptibles de provoquer des forces internes supplémentaires, réduisant considérablement la
durée de vie.
176
Entraînement à crémaillère avec deux chariots de guidage de type E
5
Développement et conception : Entraînement:
5.2
Calcul et dimensionnement
5.2.2
Denture
Les bases de calcul compilées ci-après servent à estimer grossièrement la charge et la durée
de vie possibles de l'entraînement à crémaillère. Pour une conception exacte, il faut un calcul
détaillé, qui peut être demandé au besoin auprès de SCHNEEBERGER.
5.2.2.
Denture
Charge de la crémaillère et des pignons
Crémaillère avec force longitudinale FL et pignon avec couple TN
Le tableau propose une vue d'ensemble de la force maximale FL et du couple maximum TN en
fonction de la taille et de la version de la crémaillère du système MONORAIL BZ, du nombre de
dents z du pignon et du nombre de cycles de charge.
Les valeurs fournies sont valables, sous réserve d'une bonne lubrification, d'un fonctionnement
sans à-coups et de chariots stables..
Un facteur de sécurité pour la sollicitation des pieds des dents SF ≥ 1,4 et un facteur de sécurité
pour la sollicitation des flancs des dents SH ≥ 1,0 sont pris en compte.
Un facteur de sécurité de SB ≈ 1,0 - 4,0 est à prendre en compte pour les conditions d'exploitation
(erreurs d'angle, manque de lubrification, encrassement, ...) selon l'expérience.
En fonction de l'application, il est recommandé d'utiliser les valeurs de 106 ou 107 cycles de
charges. Des valeurs de 105 ne peuvent être utilisées que dans des cas exceptionnels, par
exemple pour des charges statiques, et en concertation avec SCHNEEBERGER.
Le nombre des cycles de charge à utiliser est déterminé comme suit :
Si le nombre de dents de la section de crémaillère utilisée principalement équivaut à plus de dix
fois le nombre de dents z du pignon, on peut partir d'une valeur de 106, dans le cas contraire,
opter pour 107 cycles de charge dans la conception.
105
105
106
106
107
107
Nombre de
dents de
pignon z
TN (Nm)
FL (N)
TN (Nm)
FL (N)
TN (Nm)
FL (N)
20
20
40
40
104
138
295
281
4895
6500
6900
6600
34,2
132
132
242
1610
6240
3120
5700
17,5
102
70
181
827
4800
1600
4280
20
20
42
42
217
285
627
603
8180
10700
11200
10800
73
273
292
522
2750
10300
5240
9300
34
214
183
397
1280
8000
3290
7130
Nombre de cycles de
charge
Type et version
crémaillère
BZ 25
Non trempée
Trempée
Non trempée
Trempée
BZ 35
Non trempée
Trempée
Non trempée
Trempée
de
Remarques : FL = Force longitudinale, TN = Couple
177
5
Développement et conception : Entraînement :
5.2
Calcul et dimensionnement
5.2.2
Denture
Calcul des forces et des couples
Pour l'axe de course vertical
Fvs Force d'avance (N)
m Masse déplacée (kg)
g Accélération de la gravité = 9,81 m/s²
a Accélération (m/s²)
FR Résistance au frottement (N)
Pour l'axe de course horizontal
Fvs Force d'avance (N)
m Masse déplacée (kg)
a Accélération (m/s²)
FR Résistance au frottement (N)
a
v
tb
Accélération (m/s²)
Vitesse (m/s)
Temps d'accélération (s)
FR
μ
m
g
Résistance au frottement (N)
Coefficient de frottement
Masse déplacée (kg)
Accélération de la gravité = 9,81 m/s²
Merf Couple requis
Fvs Force d'avance (N)
d Diamètre de course partielle (mm)
Merf Couple admissible
TN Couple (du tableau, page précédente)
SB Facteur de sécurité pour les conditions d'exploitation
Un facteur de sécurité est à prendre en compte pour les conditions d'exploitation (erreurs d'angle,
manque de lubrification, encrassement, ...) selon l'expérience (SB ≈ 1,0 – 4,0).
La condition doit être remplie :
Mzul Couple admissible
Merf Couple requis
178
5
Développement et conception : Entraînement:
5.2
Calcul et dimensionnement
5.2.2
Denture
Service de calcul SCHNEEBERGER
SCHNEEBERGER peut, au besoin, procéder à la conception exacte de l'entraînement
à crémaillère. Les données suivantes sont nécessaires à cet effet :
 Application
• Description de l'application
 Exigences liées à l'entraînement
• Dimensions compactes avec couples transmissibles élevés
• Précision de la position
• Fonctionnement silencieux
• Nombre de cycles de charge par heure
 Données d'exploitation
• Exploitation permanente ou intermittente (démarrages/h)
• Durée de commutation
• Vitesse d'entrée
• Type de vitesse d'entrée (variable, continue)
• Vitesse de sortie souhaitée
• Masse à déplacer
• Vitesse souhaitée de la masse déplacée
• Temps d'accélération
• Type d'intégration de l'entraînement à crémaillère
 Environnement
• Température ambiante
• Humidité
 Configuration
• Accessoires
• Géométrie de montage du moteur
• Type de sortie
• Modifications, dimensions ou caractéristiques spéciales
179
5
Développement et conception : Entraînement:
5.3
Fixation des rails de guidage
5.3.1
Type de fixation
5.3.2
Éléments d’obturation des trous
5.3. Fixation des rails de guidage
5.3.1.
Type de fixation
Les rails de guidage MONORAIL BZ sont fixés par le côté à la construction adjacente. Ils
possèdent à cet effet des trous latéraux avec chanfrein dans les segments des crémaillères.
Fixation par le côté
Avantages :
 Bonne accessibilité des trous de fixation
 Pas d'affaiblissement de la denture par les trous de fixation
Fixation du rail de guidage BZ
5.3.2.
Éléments
d'obturation des
trous
Les trous de fixation latéraux peuvent au besoin être obturés à l'aide de bouchons en matière
plastique BRK. Cela n'est toutefois pas impératif, étant donné que ces trous ne se trouvent pas
dans la zone de mouvement des chariots de guidage.
Les trous des vis de fixation entre le rail de guidage et la crémaillère sont obturés également de
série en usine avec des bouchons en matière plastique.
Pour le montage, voir les Instructions de montage MONORAIL et AMS.
180
Perçages avec bouchons en matière plastique
5
Développement et conception : Entraînement:
5.3
Fixation des rails de guidage
5.3.3
Couple de serrage admissible des vis
5.3.4
Protection de transport, y compris aide au montage
5.3.3.
Couple de
serrage
admissible des
vis
Les couples de serrage maximum des vis de fixation DIN 912 / ISO 4762 sont repris dans le
tableau suivant. On peut dans ce cas partir d'un coefficient de frottement comme défini de
μ = 0,125.
Prudence
Des vis qui ne sont pas serrées au couple correct peuvent endommager les
composants.
 Les spécifications du fabricant de vis sont à prendre en compte et à respecter
impérativement.
 Les vis à tête basse DIN 6912 doivent être serrées conformément à la classe 8.8.
Couple de serrage des vis de fixation DIN 912 / ISO 4762, μ = 0,125
Couple de serrage maximum (Nm)
Vis
M6
M8
Taille BZ
25
35
Classe de résistance
8.8
10
24
12.9
16
40
La force de précontrainte sera plus régulière en utilisant des vis de fixation des rails de guidage
lubrifiées avec une graisse contenant du MoS2 et vissées à l'aide d'une clé dynamométrique. Il
en résulte une nette amélioration de la précision de déplacement.
Prudence
Des vis qui ne sont pas serrées au couple correct peuvent endommager les
composants.
 En cas d'utilisation de graisses, en particulier celles contenant du MoS2, le coefficient
de frottement μ peut jusqu'à diminuer de moitié. Les couples doivent être réduits en
conséquence.
Les vis de fixation doivent être sécurisées si des pertes de tension sont prévisibles.
SCHNEEBERGER recommande d'utiliser des vis de fixation de la classe de résistance 12.9.
5.3.4.
Protection de
transport, y
compris aide au
montage
Les rails de guidage MONORAIL BZ d'une longueur > 1200 mm sont livrées avec une protection
de transport. Cette dernière se compose d'un profilé en L en aluminium, relié au rail de guidage
BZ à l'aide de plusieurs éléments de serrage. Le profilé en L en aluminium stabilise et protège le
système BZ contre les courbures, lors du stockage, du transport et du montage. Sur sa partie
supérieure, le profilé est percé de plusieurs taraudages dans lesquels des œillets peuvent être
vissés pour le transport à l'aide d'engins de levage. Les systèmes BZ doivent toujours être
transportés en position redressée, c'est-à-dire avec la denture vers le bas, étant donné que c'est
dans cette position que les rails de guidage et la protection de transport présentent la meilleure
rigidité. Ne retirer la protection de transport qu'après avoir fixé le rail de guidage BZ à la machine.
Pour de plus amples informations, voir les Instructions de montage MONORAIL BZ.
181
5
Développement et conception : Entraînement
5.3.4
Protection de transport, y compris aide au montage
1
2
3
4
Protection de transport des rails de guidage à crémaillère
182
Système BZ
Élément de serrage
Vis
Protection lors du transport
5
Développement et conception : Entraînement :
5.4
Rails de guidage en plusieurs pièces
5.4.1
Passage des jointures
5.4.2
Exécution
5.4.3
Alignement
5.4.4
Interchangeabilité
5.4. Rails de guidage en plusieurs pièces
5.4.1.
Passage des
jointures
En raison de la longueur limitée des rails individuels, les systèmes BZ d'une longueur > 6 m se
composent de plusieurs sections. L'aboutement de plusieurs segments permet théoriquement
de réaliser des longueurs au choix, les jointures des rails et les jointures de la crémaillère étant
montés de série de manière décalée.
5.4.2.
Exécution
Les extrémités des rails de guidage des systèmes BZ sont préparées et traitées en usine pour
la jointure du système, de manière telle que les chariots de guidage et les racleurs ne subissent
aucune perte de longévité sous l'effet du jeu en résultant.
5.4.3.
Alignement
Il est impératif de veiller à monter soigneusement la jointure du système sur le châssis de la
machine.
En règle générale, éviter si possible de poser les jointures dans des zones fortement sollicitées
et fréquemment empruntées.
Deux critères sont décisifs pour l'alignement correct des systèmes à la jointure :
 Affleurement des rails de guidage
 Distance correcte entre les dents des crémaillères des systèmes adjacents
Les rails de guidage peuvent être alignés correctement dans le sens vertical et horizontal
transversalement par rapport à l'axe du système à l'aide de butées précises côté machine et à
l'aide de l'alignement par comparateurs à cadran. Voir à cet effet les Instructions de montage
MONORAIL et AMS.
Les systèmes doivent être alignés dans le sens axial à l'aide de la denture, de manière à ce
que le pignon ne se coince pas en faisant tourner le point de jointure. À cet effet, la distance
entre les dents à la jointure doit être réglée de manière à correspondre aux distances entre
les crémaillères résiduelles, pour rester ainsi dans les limites de l'erreur admissible de pas
des crémaillères adjacentes. Pour le montage, il convient d'utiliser l'aide au montage BZM, un
segment de crémaillère court avec contre-denture. Une fois les rails de guidage alignés dans le
sens horizontal, ce dispositif de montage est positionné dans la denture à l'aide d’une presse,
alignant ainsi les systèmes dans le sens axial les uns par rapport aux autres. Au moins un des
segments à aligner doit à cet effet être légèrement mobile dans le sens axial.
1
2
3
Jointure du rail de guidage : 0,01-0,03 mm
Jointure de la crémaillère : 0,2-0,3 mm
Aide au montage BZM
Montage de rails de guidage en plusieurs pièces
5.4.4.
Interchangeabilité
Si des rails de guidage BZ en plusieurs pièces doivent être remplacés, il faudra les changer d'un
seul tenant. Il n'est pas possible de commander des pièces détachées uniques par la suite.
183
5
Développement et conception : Entraînement :
5.5
Structure de la construction adjacente
5.5.1
Épaulements latéraux
5.5. Structure de la construction adjacente
5.5.1.
Épaulements
latéraux
Pour faciliter le montage et l'alignement précis des guidages MONORAIL BZ, les surfaces de
montage des rails de guidage et des chariots de guidage doivent être équipées d'épaulements
latéraux. Des forces latérales supérieures peuvent ainsi être transférées sur le chariot de guidage
et des forces de compression supérieures peuvent être transférées simultanément sur le rail de
guidage ; voir à ce sujet la force latérale admissible sans épaulements, Chapitre 5.3 - Fixation des
rails de guidage et Chapitre 4.11 - Fixation des chariots de guidage.
Le respect des hauteurs d'épaulement suivantes garantit une absorption des forces en toute
sécurité, ainsi qu'un dégagement suffisant pour les chariots de guidage. Les chariots de guidage
et les rails de guidage sont dotés d'un chanfrein sur les arêtes des épaulements, de manière
à pouvoir réaliser la construction adjacente sans dépouille. Les rayons d'angle spécifiés sont les
valeurs maximales garantissant la pose correcte des chariots de guidage et des rails de guidage
sur les surfaces de montage.
r1
r2
H1
H2
A1
Rayon d'angle de l'arête du rail de guidage
Rayon d'angle de l'arête du chariot de guidage
Hauteur d'épaulement du rail de guidage
Hauteur d'épaulement du chariot de guidage
Largeur de l'épaulement du rail de guidage
Structure de la construction adjacente
Type
BZ
Taille
25
35
A1*
3,0
5,0
H1_min*
38,5
54,5
H1_max
40
56,5
H2_min*
4,5
6
r1_max
0,8
1,3
r2_max
1,1
1,3
Note : * Les valeurs A1, H1_min et H2_min s'appliquent à l'acier et à la fonte présentant une limite d'élasticité minimale de 240 N/mm².
Remarque
 Pour les valeurs inférieures à A1, la charge verticale maximale des chariots de guidages est
réduite. Si aucun épaulement n'est utilisé, la conception des vis est déterminante.
184
5
Développement et conception : Entraînement:
5.5
Structure de la construction adjacente
5.5.2
Types de montage
5.5.2.
Types de
montage
Différents critères entrent en ligne de compte dans le choix du type de montage approprié,
ainsi que dans la détermination du nombre et de la disposition des épaulements latéraux des
systèmes BZ. Il s'agit de :
 Charge
 Précision requise
 Coûts de montage
 Situation de montage
Pour de plus amples informations à ce sujet, voir Chapitre 4.12 - Structure de la construction
adjacente.
La description suivante concerne quelques méthodes de montage typiques, qui se distinguent
par le nombre et la position des épaulements, les forces latérales transmissibles et les coûts de
montage, des méthodes conçues comme aides à la construction :
Absence d'épaulement
Caractéristiques :
– Structure très simple des surfaces de montage
– Coûts de montage élevés
– Absorption latérale minime des forces, les forces sont transmises par
la friction de pression
Les deux rails de guidage et les chariots de guidage du rail de guidage BZ
dotés d'une butée
Caractéristiques :
– Chariot sur le rail de guidage BZ avec fixation latérale
– Structure simple des surfaces de montage
– Coûts de montage minimes
– Pour des des forces latérales élevées depuis une seule direction, par
exemple pour le montage suspendu
Les deux rails de guidage et un côté du chariot de guidage dotés d'une
butée
Caractéristiques :
– Chariot sur le rail de guidage BZ avec fixation par le haut
– Coûts élevés de la structure du patin
– Facilité de montage
– Pour des des forces latérales élevées depuis une seule direction, par
exemple pour le montage suspendu
Les deux rails de guidage et un côté du chariot de guidage dotés d'une
butée, un rail de guidage et son chariot de guidage dotés en plus d'une
fixation latérale
Caractéristiques :
– Facilité de montage
– Pour des forces de compression élevées et des forces latérales
importantes depuis les deux directions, par exemple pour les axes
horizontaux
185
5
Développement et conception : Entraînement :
5.5
Structure de la construction adjacente
5.5.3
Précision de forme et de position des épaulements, dimensions des raccordements
5.5.3.
Précision de
forme et de
position des
épaulements,
dimensions des
raccordements
Les avantages des guidages MONORAIL BZ SCHNEEBERGER se révèlent surtout sur une
construction peu propice à la déformation, à forme très précise. Les imprécisions des épaulements
sont compensées en partie par la déformation élastique du guidage, mais affectent toutefois
négativement la précision globale, le comportement au déplacement, la force de déplacement
et la durée de vie.
Les spécifications MONORAIL sont valables pour les systèmes MONORAIL BZ. Le Chapitre 4.12
- Structure de la construction adjacente définit les valeurs admissibles de
 Écart de hauteur dans le sens transversal
 Écart de hauteur dans le sens longitudinal
 Tolérances de parallélisme des épaulements
 Linéarité des surfaces de montage
La qualité de la surface de serrage n'a aucun impact direct sur le fonctionnement et le
comportement au déplacement du guidage, mais bien sur la précision statique. Les chariots de
guidage et les rails de guidage sont comprimés avec force sur les surfaces de montage par les
fixations à vis. Afin d'éviter un fluage du raccordement, les surfaces doivent présenter un taux
de portance élevé. Ce que permet une qualité de surface élevée. Pour les surfaces d'appui et
les épaulements, il est recommandé d'utiliser une valeur brute moyenne Ra 0,4 jusqu'à 1,6 μm.
Dimensions de raccordement d'un rail BZ :
L3
Longueur de rail
L4
Pas de perçage
L10
Distance de perçage finale
L12
B4
β
Saillie de la crémaillère
Saillie de la crémaillère (demi-largeur de rail)
Angle de la partie oblique
Pour les valeurs des dimensions des raccordements, voir le Catalogue de produits MONORAIL
et AMS.
186
5
Développement et conception : Entraînement:
5.6
Lubrification
5.6.1
Préservation à l’état de livraison
5.6.2
Première lubrification et relubrification
5.6. Lubrification
5.6.1.
À la livraison, les systèmes MONORAIL BZ sont préservés de série avec de l'huile. La préservation
Préservation à
sert de protection pendant le stockage, le transport et le montage.
l'état de livraison Avant la mise en service du guidage, les crémaillères doivent être soumises à une première
lubrification.
Pour plus de détails sur les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER, voir Chapitre 4.13 Lubrification.
Lubrifiant utilisé pour la préservation :
Une huile anticorrosion à base d'une huile d'ester synthétique de classe de viscosité ISO VG
15, qui ne durcit pas, est utilisée pour la préservation. Cela permet de ne pas devoir nettoyer la
denture avant le montage.
Les produits de préservation SCHNEEBERGER sont compatibles avec les lubrifiants à base
d'huile minérale. Il convient toutefois de contrôler la compatibilité avec le lubrifiant utilisé.
5.6.2.
Première
lubrification et
relubrification
Avant de mettre en service les systèmes MONORAIL BZ, procéder à une lubrification de base
du guidage et de l'entraînement à crémaillère, à l'huile ou à la graisse. On peut soit imprégner
manuellement la crémaillère et le pignon d'entraînement, par exemple avec un pinceau, avec
une quantité suffisante de lubrifiant, soit appliquer automatiquement le lubrifiant via un pignon
en feutre couplé. Le pignon en feutre est en prise avec la denture de la crémaillère et transfère
le lubrifiant. Un film de lubrifiant régulier est ainsi appliqué. Le lubrifiant est amené par l'axe. Un
graisseur peut y être vissé ou un distributeur autonome de lubrification peut y être raccordé. Une
lubrification automatique est ainsi obtenue. Dans la plupart des cas, une alimentation en lubrifiant
par installation de lubrification centralisée de la machine n'est pas retenue, étant donné que, pour
l'entraînement à crémaillère, on utilise généralement d'autres lubrifiants à viscosité nettement
plus élevée que pour les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER. Avant de mettre en service la
lubrification, imprégner totalement le pignon en feutre (BZR) de lubrifiant.
Distributeur autonome de lubrifiant :
1 Pignon de lubrification
2 Moyeu de pignon de lubrification
3
4
Pompe de lubrification
Distributeur de lubrifiant
187
5
Développement et conception : Entraînement :
5.6
Lubrification
5.6.2
Première lubrification et relubrification
5.6.3
Revêtements
Afin de maintenir la capacité de fonctionnement de l'entraînement à crémaillère, la lubrification de
base doit généralement être suivie d'opérations régulières de relubrification. Pour la relubrification,
utiliser le même lubrifiant que pour la première lubrification et contrôler la compatibilité avec la
lubrification de base.
Les intervalles de lubrification peuvent varier fortement d'une application à l'autre et doivent être
déterminés pendant l'utilisation.
Les pignons en feutre s'usent et durcissent avec le temps. Raison pour laquelle il convient de les
contrôler régulièrement et de les remplacer le cas échéant. Leur durée d'utilisation moyenne est
d'environ un an.
Pour de plus amples informations sur la lubrification du guidage, voir Chapitre 4.13 - Lubrification.
Pour les accessoires de lubrification MONORAIL BZ, voir le Catalogue de produits MONORAIL
et AMS SCHNEEBERGER.
5.6.3.
Revêtements
Sur demande, les systèmes MONORAIL BZ sont disponibles avec des revêtements de surface
anticorrosion.
Ne pas oublier que, dans ce cas, seuls les chariots de guidage et les rails de guidage sont
revêtus. Les crémaillères et les pignons disponibles comme accessoires ne sont pas revêtus.
188
6 Développement et conception :
Mesure
189
190
Table des matières
6
Développement et conception : Mesure .........................................189
6.1.
Intégration ..........................................................................................................................192
6.1.1.
Caractéristiques ..............................................................................................................192
6.2.
Vue d'ensemble des produits ............................................................................................193
6.2.1.
Systèmes de mesure ......................................................................................................193
6.2.2.
Types de rails de guidage ...............................................................................................194
6.2.3.
Types de chariots de guidage.........................................................................................194
6.2.4.
Comparaison des systèmes – Données techniques .......................................................195
6.2.5.
Accessoires .....................................................................................................................196
6.3.
Facteurs intervenant dans le choix du produit ................................................................197
6.3.1.
Choix du produit .............................................................................................................197
6.3.2.
Exemples d'applications .................................................................................................199
6.4.
Disposition des systèmes de mesure ...............................................................................200
6.4.1.
Disposition du système de mesure et de la tête de lecture ............................................200
6.4.2.
Câblage et raccordement au contrôleur .........................................................................202
6.5.
Conditions d'utilisation ......................................................................................................205
6.5.1.
Lubrification ....................................................................................................................205
6.5.2.
Usure et durée de vie ......................................................................................................205
6.6.
Blindage ...............................................................................................................................206
6.6.1.
Définition .........................................................................................................................206
6.6.2.
Types de blindage...........................................................................................................206
6.6.3.
Blindage des systèmes de mesure de la longueur SCHNEEBERGER ...........................206
191
6
Développement et conception : Mesure
6.1
Intégration
6.1.1
Caractéristiques
6.1. Intégration
6.1.1.
Caractéristiques
Avec son produit AMS, SCHNEEBERGER propose un système de mesure du déplacement
parfaitement intégré dans le guidage linéaire à rails profilés, s'installant directement, sans montage
et ajustement de la règle de mesure. Grâce à la tête de lecture très facile à remplacer et à la
sensibilité du système contre tous types de saletés, les opérations d'entretien et de maintenance
nécessaires sont nettement réduites.
La construction intégrée, la combinaison entre la règle de mesure de haute précision et le rail de
guidage MONORAIL permettent de réaliser des économies au niveau de la construction, de la
production et de l'entretien des produits.
Précision
 Coefficient de dilatation comme l'acier
 Bon accouplement thermique à la base de la machine
 Mesure proche du procédé d'usinage
 Alignement optimum de la règle de mesure
 Technique résistant aux vibrations
 Règle de mesure produite comme un composant prêt à être monté
Montage et ajustement
 Solution prête à l'intégration (pas de frais supplémentaires)
 Pas d'alignement de la règle de mesure
 Économie indirecte sur les éléments de réception
 Mise en service extrêmement simple (pas d'ajustement)
 Solution interchangeable synchronisée en phase (AMSA-3L)
 Pas d'air de surpression requis
Entretien et maintenance
 Pièces d'usure interchangeables
 Une tête de lecture pour toutes les tailles
 Facilité de remplacement de la tête de lecture en cas de panne
 Classe de protection IP68
 Résistance à l'huile, aux réfrigérants et aux solvants
 Revêtement antirouille de la règle de mesure
 Insensibilité à toutes les sortes de particules étrangères
 Interchangeabilité des segments des rails de guidage (AMSA-3L)
Construction et procédé de production
 La tête de lecture et l'électronique constituent un seul composant
 Temps de construction courts, solutions compactes
 Plusieurs têtes de lecture peuvent être utilisées sur un seul rail de guidage
 Possibilité d'utiliser des accessoires standard MONORAIL
 D'une seule pièce jusqu'à 6 m Longueurs de segments standardisées pour grandes
longueurs
 Extrémités de rails de guidage et têtes de lecture spéciales pour solutions avec rails aboutés
(AMSA-3L)
192
6
Développement et conception : Mesure
6.2
Vue d’ensemble des produits
6.2.1
Systèmes de mesure
6.2. Vue d'ensemble des produits
6.2.1.
Systèmes de
mesure
SCHNEEBERGER propose des systèmes de mesure intégrés pour toutes les tailles des types
BM et MR :
AMS
Advanced measuring system
AMS 3
Pour rails MR
AMS 4
Pour rails BM
AMSA-3B (1Vss)
AMSD-3B (TTL)
AMSA-3L (1Vss)
AMSA-3B
AMSA-3B (1Vss)
AMSD-4B (TTL)
AMSA-3B
• Incrémentiel
• Longueur de la règle de
mesure <6 m
• Règle de mesure unique
• Incrémentiel
• Longueur de la règle de
mesure <6 m
• Plusieurs règles de
mesure
• Absolu
• Longueur de la règle de
mesure <6 m
• Règle de mesure unique
• SSI / SSI+1VSS
• Incrémentiel
• Longueur de la règle de
mesure <6 m
• Règle de mesure unique
• Incrémentiel
• Longueur de la règle de
mesure <6 m
• Règle de mesure unique
• SSI / SSI+1VSS
Sur les systèmes, la longueur de mesure est limitée à 6 m.
Pour les longueurs de mesure plus grandes, SCHNEEBERGER propose le produit AMSA-3L sur
la base du guidage à rouleaux MR et de l'interface analogique incrémentielle.
AMSA 3L est possible grâce au montage très précis des rails de guidage, tant sur le plan
mécanique que sur le plan de la technique de mesure. Le modèle spécial des jointures des rails
de guidage combiné avec la tête de lecture de l'AMSA 3L permet de franchir les jointures et de
monter de longs axes de mesure au besoin.
1
2
3
4
Rail de mesure AMSA 3L
Jointure AMSA 3L
Chariot de mesure AMSA 3L
Tête de lecture AMSA 3L
Rail de mesure AMSA 3L
Le produit AMSA 3L se distingue par les caractéristiques particulières suivantes :
 Grande longueur de mesure
 Grande précision sur de grandes longueurs de mesure
 Passage des jointures sans perte de précision
 Électronique intégrée dans la tête de lecture
 Pas d'électronique supplémentaire
 Interchangeabilité des segments individuels des rails
 Une tête de lecture pour toutes les tailles
193
6
Développement et conception : Mesure
6.2
Vue d’ensemble des produits
6.2.2
Types de rails de guidage
6.2.2.
Types de rails de
guidage
Tailles/
Types de rails de
guidage
Taille 15
Taille 20
Taille 25
Taille 30
Taille 35
Taille 45
Taille 55
Taille 65
Particularités
Vissable par le haut
Vissable par le bas
Coûts de montage
minimes
Grandes longueurs de
système d'une seule
pièce
La géométrie de section des rails de guidage à règle de mesure intégrée ne se distingue pas de
celle des rails de guidage standard.
Le portefeuille de produits est toutefois limité en ce qui concerne les possibilités de fixation.
N
NU
C
Avec taraudage Pour bande de
par-dessous
couverture
AMS 4B
AMS 4B
S 15-ND*
S 15-CD*
AMS 4B S 20-N
AMS 4B S 20-C
AMS 3B/4B/3L
AMS 3B
AMS 3B/4B
S 25-N
S 25-NU
S 25-C
AMS 4B S 30-N
AMS 4B S 30-C
AMS 3B/4B/3L
AMS 3B
AMS 3B/4B
S 35-N
S 35-NU
S 35-C
AMS 3B/4B/3L
AMS 3B
AMS 3B/4B
S 35-N
S 45-NU
S 45-C
AMS 3B
AMS 3B
AMS 3B/3L
S 55-N
S 55-NU
S 55-C
AMS 3B/3L
AMS 3B
AMS 3B
S 65-N
S 65-NU
S 65-C
Standard
•
•
•
•
•
•
•
•
Note : • = pertinent, * Les rails de guidage de la taille 15 sont trempés à cœur
Le rail de guidage MONORAIL AMS ne se distingue pas non plus des rails de guidage MONORAIL
standard sur le plan des caractéristiques mécaniques. Les données concernant
 Tolérances de longueurs des rails de guidage et des trous de fixation
 Couple de serrage admissible des vis
 Force latérale admissible sans épaulement
 Détails concernant les types de rails de guidage, les types de fixation, ainsi que les
longueurs maximales de rails d'une seule pièce
peuvent par conséquent être consultées au Chapitre 4.3 - Types de rails de guidage et 4.9 Fixation des rails de guidage.
6.2.3.
Types de
chariots de
guidage
194
Tous les systèmes AMS peuvent être combinés avec chaque chariot de guidage disponible pour
le système de guidage (à l'exception des chariots de guidage K). Pour plus de détails sur les
différents types de chariots de guidage, voir Chapitre 4.4 - Types de chariots de guidage.
6
Développement et conception : Mesure
6.2
Vue d’ensemble des produits
6.2.4
Comparaison des systèmes – Données techniques
6.2.4.
Comparaison
des systèmes –
Données
techniques
SCHNEEBERGER fournit des systèmes de mesure du déplacement pour diverses applications.
Le tableau suivant reprend les possibilités d'utilisation et les spécifications techniques des divers
systèmes.
Données techniques des systèmes de mesure du déplacement
Mesure du déplacement
Incrémentielle
Absolue
Particularités du
système
Mesure matérialisée
Rythme de signal
Marques de référence
équidistantes
Codage d'espacement
(Période de base)
LED de diagnostic
Longueur maximale
de la règle de mesure
≤ 6000 mm
> 6000 mm
Intégration
MONORAIL MR
MONORAIL BM/BZ
Précision
Classe de précision/
1000 mm
Classe de précision/
40 mm
Écart périodique
Précision totale
à la jointure
Résolution maximale
Hystérésis
Déplacement
Vitesse
maximale
Accélération maximale
AMSA 3B/4B
AMSD 3B/4B
•
•
AMSABS 3B/4B
AMSA 3L
•
•
Graduation
Graduation
Graduation
Graduation
magnétique
magnétique
magnétique
magnétique
dure périodique dure périodique dure périodique dure périodique
nord-sud
nord-sud
nord-sud
nord-sud
200 μm
200 μm
200 μm
200 μm
50 mm
50 mm
L4*
40/100 mm
40/100 mm
Absolu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
± 5 μm
± 5 μm
± 5 μm
± 5 μm
± 2 μm
± 2 μm
± 2 μm
± 2 μm
± 0,7 μm
± 1 μm
± 0,7 μm
± 0,7 μm
± 7 μm
••
< 0,5 - 1 μm
0,2/1,0/5,0 μm
< 0,5 μm**
0,0977 μm
< 0,5 - 1 μm
••
< 0,5 - 1 μm
3 m/s
3 m/s
3 m/s
1 m/s
30 g
30 g
30 g
10 g
195
6
Développement et conception : Mesure
6.2
Vue d’ensemble des produits
6.2.4
Comparaison des systèmes – Données techniques
6.2.5
Accessoires
AMSA 3B/4B
Interfaces électriques
Analogiques
Numérique
AMSD 3B/4B
1 VSS
Courant absorbé
(non chargé)
Interfaces
mécaniques
Type de connecteur S
Type de connecteur R
Type de connecteur M
Environnement
Type de protection
AMSA 3L
1 VSS
Signal en
quadrature
RS422 (TTL)
Numériques absolues
Tension d'alimentation
AMSABS 3B/4B
SSI,
SSI + 1 VSS
5 V ± 10 %
24 V ± 10 %
5 ± 0,25 V
5 ± 0,25 V
40 mA
110 mA
+ 200 mA
•
•
•
•
•
•
•
•
IP 68
(jusqu'à
0,3 bar)
0°C - +70°C
-20°C - +70°C
30 g
IP 68
(jusqu'à
0,3 bar)
0°C - +70°C
-20°C - +70°C
30 g
IP 68
(jusqu'à
0,3 bar)
0°C - +70°C
-20°C - +70°C
30 g
5 ± 0,25 V
50 mA
•
•
IP 67
Température de service
0°C - +70°C
Température de stockage
-20°C - +70°C
Vibrations/Chocs
10 g
Note : • = pertinent, •• limité par contrôleur, en combinaison avec SMEA jusqu'à 0,0625 μm, * à l'exception de MR45, ici 105 mm (à la jointure du rail de guidage 52,5 mm), ** ou réglable par voie numérique
6.2.5.
Accessoires
Pour les systèmes MONORAIL AMS, on peut utiliser une grande partie des accessoires des
systèmes de guidage MONORAIL correspondants. Y compris :
 Bouchons pour rails de guidage (MRK/BRK, MRS/BRS, MRZ)
 Bandes de couverture (MAC/BAC)
 Outils de montage des bouchons (MWH)
 Racleurs additionnels (ZCN/ZBN, ZCV/ZBV)
 Soufflets (FBM/FBB)
 Plaques de lubrification (SPL)
 Graisseurs et adaptateurs de graissage
SCHNEEBERGER propose en outre des accessoires spéciaux pour MONORAIL AMS :
 Câbles
 Racleurs en tôle pour AMS (ASM/ABM - xx A)
 Aide au montage pour AMSA 3L (MWM 3L)
 Pièce d'extrémité pour les rails de guidage AMSA 3L (EST 3L)
 Rail de guidage pour AMSA 3L (MRM 3L)
 Logiciel de paramétrage pour AMSD et AMSABS
Pour une vue d'ensemble complète des accessoires disponibles, voir le Catalogue de produits
MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
196
6
Développement et conception : Mesure
6.3
Facteurs intervenant dans le choix du produit
6.3.1
Choix du produit
6.3. Facteurs intervenant dans le choix du produit
6.3.1.
Choix du produit
Les facteurs suivants influencent le choix d'un système de mesure du déplacement :
 Type de guidage Rouleaux – Billes
• Pour une aide sur le choix, voir Chapitre 4.2 - Comparaison billes - rouleaux
 Procédé de mesure Absolu - Incrémentiel
• Interfaces, pour la disponibilité, voir Chapitre 6.2 - Vue d'ensemble des produits
 Interface Analogique – Numérique
 Procédé de référencement
• Pour la disponibilité, voir Chapitre 6.2 - Vue d'ensemble des produits
 Vitesse
• En fonction du système de guidage utilisé, voir Chapitre 6.2 - Vue d'ensemble des produits
 Longueur de mesure
 Conditions ambiantes
 Contrôleurs
MR
Incrémentiel
Absolu
Procédé de mesure
Analogique
Longueur de
mesure
>6000 mm Longueur de
Type de guidage
Numérique
BM
Absolu
Incrémentiel
Procédé de mesure
Analogique
Longueur de
mesure
Numérique
≤6000 mm
mesure
Longueur de mesure
Sur les systèmes linéaires de mesure du déplacement, la longueur de mesure est la distance
maximale sur laquelle il est possible d'obtenir des informations sur le déplacement. Sur les
systèmes liés à une règle de mesure, elle dépend de la longueur de la règle.
La longueur de mesure ML pour le système MONORAIL AMS est calculée, comme illustré, à
partir de la longueur du rail de guidage L3 et de la longueur du chariot de guidage, y compris le
logement de la tête de lecture L9, soit
ML = L3 - L9 - 10 (mm).
197
6
Développement et conception : Mesure
6.3
Facteurs intervenant dans le choix du produit
6.3.1
Choix du produit
Longueur utile maximale (Lmax = L3 - 10) et longueur de mesure (ML = L3 - L9 - 10) :
Lmax
ML
L3
Longueur utile maximale du système
Longueur de mesure
Longueur du chariot de guidage
L9
L11
TS
LW
Longueur totale du chariot de guidage avec boîtier
Longueur du boîtier
Épaisseur de la plaque frontale
Longueur interne du corps du chariot
Pour les longueurs de mesure plus grandes,SCHNEEBERGER a développé le produit « AMS
long ». Pour plus d'informations sur ce produit, voir Chapitre 6.2 - Vue d'ensemble des produits.
Sur les règles de mesure avec marques de référence à distance codée, la période de base
détermine la longueur maximale qui peut être codée et qui, à son tour, limite la longueur de
mesure du système de mesure. Sur ces systèmes, on opte souvent pour une petite période de
base sur les axes courts, afin de réduire la plage de déplacement maximale requise comme
passage de référence. Plus la période de base est courte, plus la longueur qui peut être codée
est petite.
SCHNEEBERGER propose pour ses produits AMS des marques de référence à distance codée,
avec différentes périodes de base.
Le tableau suivant indique la longueur maximale qui peut être codée Lmax en fonction des périodes
de base GP standard SCHNEEBERGER.
Désignation
TD20
TD50
GP (mm)
40
100
Lmax (mm)
2840
22100 (théorique)*
Note : * limité à 6000 mm par la longueur maximale du guidage
198
Conditions ambiantes
En cas d'utilisation de lubrifiants réfrigérants, il convient de contrôler la compatibilité avec le
lubrifiant et de réduire en conséquence les intervalles de relubrification. Pour les temps d'utilisation
longs ou les courses réduites, il faudra prévoir des courses supplémentaires sur toute la distance,
à savoir des courses de lubrification et de nettoyage. Elles ont pour but d'empêcher les lubrifiants
réfrigérants de coller et d'adhérer. Les saletés incrustées peuvent perturber le fonctionnement du
système de mesure et endommager le capteur.
Si des copeaux ou phénomènes similaires se présentent pendant le fonctionnement, prévoir une
protection suffisante des systèmes de mesure sous forme de revêtements.
6
Développement et conception : Mesure
6.3
Facteurs intervenant dans le choix du produit
6.3.1
Choix du produit
6.3.2
Exemples d’applications
Contrôleurs
Les systèmes de mesure du déplacement SCHNEEBERGER peuvent être utilisés avec la plupart
des contrôleurs CNC industriels, comme les contrôleurs CNC SINUMERIK de Siemens et les
contrôleurs CNC FANUC.
Pour plus d'informations sur les contrôleurs utilisables et leurs réglages spécifiques, consulter le
fabricant de contrôleurs ou un représentant SCHNEEBERGER compétent.
6.3.2.
Exemples
d'applications
Produit
AMSABS 3B, 4B
AMSA 3B, 4B
AMSD 3B, 4B
AMSA 3L
Caractéristiques
• Système de mesure absolu intégré
pour MONORAIL MR et BM
• Utilisation typique dans les machines
CNC avec longueur de la règle de
mesure ≤ 6 m
• Système de mesure incrémentiel
intégré pour MONORAIL MR et BM
• Utilisation typique dans les machines
CNC avec longueurs d'axe ≤ 6 m
• Système de mesure incrémentiel
intégré pour MONORAIL MR
• Utilisation dans toutes les grosses
machines CNC avec course > 6 m
Exemples d'applications
Tours, rectifieuses, fraiseuses et machinesoutils en général
Tours, rectifieuses, fraiseuses et machinesoutils en général
Grosses fraiseuses et gros tours, aléseuses,
lignes d'automatisation, installations de
production d'avions
199
6
Développement et conception : Mesure
6.4
Disposition des systèmes de mesure
6.4.1
Disposition du système de mesure et de la tête de lecture
6.4. Disposition des systèmes de mesure
6.4.1.
Disposition du
système de
mesure et de la
tête de lecture
Position de la tête de lecture et côtés butée
La tête de lecture AMS peut être disposée dans quatre positions différentes par rapport au
chariot de guidage. Ce qui permet une adaptation flexible du système de mesure en fonction des
données architecturales.
Les étapes suivantes sont nécessaires à l'agencement :
 Détermination du côté butée du rail
 Détermination du côté de la règle de mesure
• Toutes les combinaisons suivantes sont possibles. En voici la désignation :
Côté butée en bas, règle de mesure en bas
Côté butée en bas, règle de mesure en haut
Côté butée en haut, règle de mesure en bas
Côté butée en haut, règle de mesure en haut
 Détermination du côté butée du chariot par rapport au rail
• Côté butée du chariot :
Butée en bas
Butée en haut
 La position de la tête de lecture est déterminée par les premières étapes et par la nécessité
de monter la tête de lecture sur le côté de la règle de mesure.
P1
P2
P3
P4
Boîtier à droite, tête de lecture en haut
Boîtier à gauche, tête de lecture en haut
Boîtier à gauche, tête de lecture en bas
Boîtier à droite, tête de lecture en bas
Position du boîtier
Disposition des systèmes de mesure
SCHNEEBERGER recommande d'installer la tête de lecture entre les chariot et sur le côté
extérieur du guidage. Ce qui présente les avantages suivants :
 Pas d'espace de montage supplémentaire ni de longueur de rails supplémentaire requis
pour le boîtier et la tête de lecture
 Emplacement protégé de la tête de lecture entre les chariots
 En règle générale, bonne accessibilité de la tête de lecture pour l'entretien
200
6
Développement et conception : Mesure
6.4
Disposition des systèmes de mesure
6.4.1
Disposition du système de mesure et de la tête de lecture
Position de la tête de lecture avec plusieurs chariots
Les recommandations suivantes doivent en plus être prises en compte en fonction de la position
de montage de l'axe.
Axes horizontaux
Les rails sont installés horizontalement les uns à côté des autres, à plat ou tournés de 180°.
Dans ce cas, il est généralement recommandé de disposer la tête de lecture entre les chariots
de guidage. Quoi qu'il en soit, la tête de lecture est bien protégée dans la mesure où la table de
la machine recouvre la zone du guidage et de la tête de lecture et où la machine est concue de
manière telle que les accumulations de saletés ou de copeaux ne puissent pas se déposer à côté
du rail.
Des mesures de protection supplémentaires sont nécessaires en cas d'exploitation dans un
environnement sale ou d'utilisation de lubrifiant réfrigérant.
Disposition de la tête de lecture sur l'axe horizontal
Axes verticaux
La position optimale est la position sous le chariot supérieur, comme illustré. De cette façon,
les particules de saletés et les copeaux qui tombent ne peuvent pas se déposer sur la tête de
lecture. L'alimentation en lubrification est assurée par un raccordement de lubrification sur la
partie supérieure du chariot.
201
Disposition de la tête de lecture sur l'axe vertical
6
Développement et conception : Mesure
6.4
Disposition des systèmes de mesure
6.4.1
Disposition du système de mesure et de la tête de lecture
6.4.2
Câblage et raccordement au contrôleur
Axes horizontaux à montage mural
Les rails sont disposés les uns au dessus autres et tournés de 90°. La meilleure position pour la
tête de lecture dans ce cas est, selon l'accessibilité de l'axe, soit sous le dessous du rail inférieur
à condition d'empêcher impérativement l'accumulation de saletés ou de copeaux dans cette
zone, soit sous le dessous du rail supérieur. Cette recommandation s'applique également aux
axes de banc incliné avec, par exemple, un montage tourné de 45° autour de l'axe longitudinal.
Disposition de la tête de lecture sur l'axe horizontal à montage mural ; montage tourné de 90° autour de l'axe longitudinal ou incliné, par exemple
incliné de 45° autour de l'axe longitudinal
Pour de plus amples informations sur la disposition du guidage, la position de montage et la
lubrification, voir Chapitre 4.7 - Types d'installation des systèmes de guidage.
6.4.2.
Câblage et
raccordement au
contrôleur
Interface
Selon leur type, les systèmes de mesure AMS peuvent être livrés avec diverses interfaces
mécaniques. Voir également à ce sujet le Catalogue de produits MONORAIL et AMS
SCHNEEBERGER. Trois variantes de connecteurs sont en principe proposées :
1
2
3
4
5
6
7
Tête de lecture
Boîtier électronique
Interfaces
LED de service
Type de connecteur S : Connecteur rond à 12 broches, avec
fiches de contact et écrou d'accouplement à filetage interne,
longueur de câble : 3 m
Type de connecteur R : Connecteur rond à 12/17 broches, avec
fiches de contact et écrou d'accouplement à filetage externe,
longueur de câble : 3 m
Type de connecteur M : Connecteur rond à 12/17 broches, avec
fiches de contact et filetage externe, intégré dans un socle de
montage, longueur de câble : 0,3 m
Vue d'ensemble des éléments d'une tête de lecture AMS
SCHNEEBERGER recommande d'utiliser le type de connecteur M, étant donné que ce dernier
peut être monté, via les trous de fixation du socle de montage, directement sur la machine,
à proximité du chemin de câbles. Sur les modèles AMSA et AMSD, il est possible de faire passer
de là un câble de rallonge de type KAO 13 jusqu'à la jonction du contrôleur.
Pour une vue d'ensemble des interfaces, des câbles de rallonge et de liaison, voir le Catalogue
de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER.
Une interface est également disponible en version spéciale avec un câble de liaison de 0,17 m
entre la tête de lecture et le boîtier électronique.
202
Boîtier électronique
Le boîtier électronique de la tête de lecture doit être positionné de manière à ce que l'avant du
boîtier soit facilement accessible pour les entretiens. Une LED y est prévue pour indiquer l'état
de fonctionnement. Il convient également de veiller à ne pas tendre les câbles de et vers le boîtier
après la pose et à respecter les rayons de flexion minimum (voir ci-dessous).
6
Développement et conception : Mesure
6.4
Disposition des systèmes de mesure
6.4.2
Câblage et raccordement au contrôleur
Câbles
Respecter les points suivants lors de la pose des câbles du système de mesure :
 Des câbles à 12 broches d'une section minimale de [4 x (2 x 0,14) + (2 x (2 x 0,5)] mm2 sont
utilisés comme câbles de rallonge et de liaison entre le système de mesure et le contrôleur.
 Les longueurs de câbles maximum sont les suivantes :
Type de signal
Analogique
Numérique
Absolu
Longueur maximale de câble
30 m
50 m
30 m
 Ces longueurs de câbles s'appliquent également en cas d'utilisation du système AMS
avec un signal analogique et une électronique d'interpolation et de numérisation SMEa,
soit maximum 30 m entre le système de mesure et le SMEa et 50 m entre le SMEa et le
contrôleur.
 Pour le passage des câbles, respecter les dimensions du socle de montage conformément
au Catalogue ou au diamètre du connecteur (Ø = 28 mm).
 Ne pas poser les câbles à proximité de sources parasites, par exemple des champs
magnétiques d'alimentations en tension, des lignes secteur, des moteurs, des vannes, des
relais et leurs conduites d'alimentation. Une distance suffisante par rapport aux câbles
parasites est assurée par :
• Une distance de 0,1 m
• Une cloison reliée à la terre, lorsque des puits à câbles métalliques sont utilisés
• Une distance minimale de 0,2 m par rapport aux bobines d'accumulation dans les parties
du circuit de commutation
 Séparer les flexibles hydrauliques des câbles électriques.
 Poser les câbles de la tête de lecture de manière aussi statique que possible, c'est-à-dire
par exemple pas dans les canaux des chemins de câbles. Pour le chemin de câbles, utiliser
le câble de rallonge.
1
2
3
4
5
Tête de lecture
Boîtier électronique
Câble de la tête de lecture
Câble de rallonge
Chemin de câbles (non fourni)
Interface avec le chemin de câbles
 Ne pas utiliser de canaux à arêtes vives.
 Poser les câbles sans charge de traction.
 Respecter les rayons de flexion des câbles :
Diamètre de câble
Flexion fréquente
6 mm
8 mm
> 75 mm
> 100 mm
Rayon de flexion admissible
Flexion unique
> 20 mm
> 40 mm
Blindage
Les câbles des systèmes de mesure AMS sont blindés de série contre les champs parasites
électromagnétiques. Le blindage des câbles de liaison sont raccordés au contrôleur via le boîtier
des connecteurs.
En plus des blindages de câbles, les boîtiers métalliques du système de mesure et le système de
commande de l'entraînement font également office de blindage. Ces boîtiers doivent présenter le
même potentiel. Ils doivent être raccordés au conducteur de protection du système de commande
de l'entraînement via le corps de la machine ou l'armoire de commande. La section des lignes
équipotentielles doit être de minimum 6 mm2 (Cu).
203
6
Développement et conception : Mesure
6.4
Disposition des systèmes de mesure
6.4.2
Câblage et raccordement au contrôleur
 Raccorder les boîtiers du système de mesure et du dispositif de commande de
l'entraînement à la mise à la terre du dispositif de commande de l'entraînement, via le corps
de la machine ou via l'armoire de commande.
 Le blindage du câble de liaison raccordé au dispositif de commande de l'entraînement doit
être de grande superficie et avec la plus faible induction possible, directement au boîtier des
connecteurs.
Remarque
 En présence de connecteurs enfichables dans une transmission, éviter les contacts
électriques entre les composants de connexion (connecteurs) et les autres pièces
métalliques.
 Afin de ne pas créer de boucles de terre sur les boîtiers métalliques, n'utiliser que des lignes
de transmission à connecteurs métalliques enrobés de plastique.
Accessibilité du système de mesure intégré
Si les axes sont inaccessibles, il est recommandé de pratiquer une ouverture pour les entretiens
dans la machine, afin de faciliter l'entretien du système de mesure. La tête de lecture, ainsi que
la connexion du câble de la tête de lecture et du câble de rallonge doivent ainsi être facilement
accessibles.
204
6
Développement et conception : Mesure
6.5
Conditions d’utilisation
6.5.1
Lubrification
6.5.2
Usure et durée de vie
6.5. Conditions d'utilisation
6.5.1.
Lubrification
Le système de mesure est lubrifié indirectement par les chariots du guidage MONORAIL.
Les chariots de guidage sont lubrifiés conformément aux spécifications du Chapitre 1.10 Lubrification et du Chapitre 4.13 - Lubrification ; ils ne doivent par conséquent pas être soumis
à une lubrification supplémentaire.
La lubrification assure les tâches suivantes pour le système de mesure :
 Réduire la friction de glissement et l'usure des joints
 En combinaison avec le système d'étanchéité, empêcher l'infiltration de matières étrangères
liquides ou solides (en cas de lubrification à la graisse) dans le boîtier
 Dissiper la chaleur ou expulser les impuretés (dans le cas de la lubrification à l'huile)
 Protéger contre la corrosion
 Séparer les pièces de glissement en métal et en céramique grâce à la formation d'un film de
lubrifiant solide
 Empêcher l'usure des glissières des capteurs
La fonction du capteur n'est pas influencée par la lubrification si elle est réalisée de manière
conforme.
6.5.2.
Usure et durée
de vie
La lubrification du système de mesure permet d'éviter l'usure des racleurs et des pièces de
glissement. Si la lubrification est suffisante, les pièces de glissement ne subissent aucune usure
notable, si bien que la durée de vie du système de mesure n’est pas déterminante pour la durée
de vie du guidage.
De plus, le système AMS SCHNEEBERGER a été développé de manière à ce que, en cas
d'alimentation insuffisante en lubrifiant, l'usure mécanique de la bande de protection (rails de
guidage) soit négligeable par rapport à celle de la glissière (tête de lecture). L'usure affecterait
ainsi un composant facilement remplaçable du système.
205
6
Développement et conception : Mesure
6.6
Blindage
6.6.1
Définition
6.6.2
Types de blindage
6.6.3
Blindage des systèmes de mesure de la longueur SCHNEEBERGER
6.6. Blindage
6.6.1.
Définition
Par blindage, on entend généralement la protection des appareils électroniques contre les
perturbations électromagnétiques. Ces dernières peuvent agir sur l'appareil soit par rayonnement
électromagnétique soit par câblage, le transfert d’un conducteur comportant des parasites à un
autre conducteur pouvant être dû à un accouplement capacitif ou inductif. Étant donné que la
plage de fréquence des perturbations électromagnétique est très importante dans le secteur
industriel et varie entre environ 10 kHz pour les contacteurs, les régulateurs de commutation, etc.
et 3 GHz pour les téléphones portables, et que les divers mécanismes de transfert des parasites
dépendent fortement de la fréquence, il est difficile de prédire quelles voies de transfert des
parasites prévaudront dans chaque cas d'application et quelles sont les mesures de protection
les plus efficaces.
6.6.2.
Types de
blindage
La plupart des mesures de blindage utilisent le concept de la cage de Faraday ou de déviation
des parasites, surtout dans un potentiel de référence général « terre » ou « conducteur de
protection », les deux méthodes pouvant généralement être combinées. Le principe de la cage
de Faraday se base sur le fait que l'intérieur d'un corps fermé, conducteur d'électricité, est
dépourvu de champ. Le blindage d'un câble est un exemple de cage de Faraday, atteignant une
« fermeture », c'est-à-dire un recouvrement de 85 % et plus. Les courants parasites s'écoulant
dans le blindage du câble, autrement dit les tensions et courants induits par un rayonnement
électromagnétique extérieur, doivent être déviés aussi efficacement que possible vers le potentiel
de référence. La tension alternative donne lieu à des résistances complexes dépendant de la
fréquence (impédances) qui peuvent provoquer des chutes de tension perturbatrices, surtout
aux points d'accouplement de différentes parties de l'appareil, comme le blindage du câble,
les connecteurs, le boîtier, le couvercle, la borne de mise à la terre, etc. Une faible résistance
ohmique en courant continu ne permet pas de conclure à la qualité (impédance) d'une connexion
concernant les champs parasites haute fréquence. Des dimensions longitudinales courtes, des
sections importantes, une connexion de grande surface entre deux pièces et une grande distance
par rapport à la source parasite sont des avantages. Au contraire, un fil de mise à la terre long et
fin n'a quasi aucun effet.
L'émission parasite ou la sensibilité aux parasites des appareils électriques et électroniques
est régie par différentes normes internationales et il existe à cet effet de nombreux procédés
de contrôle normalisés. Les systèmes AMS SCHNEEBERGER ont passé et réussi les contrôles
préconisés par les normes EN 55011, EN 61000-4-2, EN 61000-4-3, EN 61000-4-4, EN 610004-5, EN 61000-4-6 et ENV 50204.
6.6.3.
Blindage des
systèmes de
mesure de la
longueur SCHNEEBERGER
Concept de blindage SCHNEEBERGER
206
1
2
3
4
Boîtier
Blindage de câble
Commutation électronique
Armoire électrique
5
6
7
8
Régulateur du moteur
Connecteur
Boîtier électronique
Tête de lecture
6
Développement et conception : Mesure
6.6
Blindage
6.6.3
Blindage des systèmes de mesure de la longueur SCHNEEBERGER
Les boîtiers forment une cage de Faraday fermée avec les blindages de câbles. Le blindage de
câble est posé sur le boîtier des connecteurs. Pour mettre le système de mesure à la terre, le
blindage extérieur du câble doit être connecté à la mise à la terre de l'armoire électrique, afin de
dévier les courants parasites. Dans l'armoire électrique ou le régulateur, 0 V = GND est relié à la
masse (conducteur de protection).
L'utilisation de passe-câbles à vis conforme à la CEM permet également de réaliser un passage
à faible impédance entre le blindage du câble et le boîtier. En outre, dans le boîtier électronique,
0 V est relié au blindage, de manière à ce que les perturbations survenant sur les conducteurs
d'alimentation puissent s'évacuer facilement.
207
208
7 Stockage et transport
209
210
Table des matières
7
Stockage et transport .......................................................................209
7.1.
État à la livraison ................................................................................................................212
7.2.
Stockage..............................................................................................................................213
7.3.
Transport .............................................................................................................................214
211
7
Stockage et transport
7.1
État à la livraison
7.1. État à la livraison
L'état des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER à la livraison est décrit ci-après.
Tous les composants des guidages sont livrés de série en un seul paquet.
Conditionnement individuel
Tous les composants des guidages sont livrés individuellement, c'est-à-dire non montés, dans
un emballage approprié. Les accessoires sont annexés dans un emballage séparé.
Si le client ne le précise pas, les raccords de lubrification sont préparés à l'avant, au centre de la
plaque frontale (S10, S20) et protégés par des bouchons en matière plastique. Les raccords de
lubrification inutiles sont obturés.
Afin de protéger les éléments roulants, les chariots de guidage individuels sont livrés sur un rail
de guidage TPS.
Les systèmes de mesure AMS sont montés prêts à être branchés ; les accessoires et câbles
électriques sont emballés avec les pièces mécaniques. À l'état de livraison, la tête de lecture peut
être soit montée dans le boîtier, soit fournie comme pièce individuelle dans un emballage séparé.
Livraison du système
Par livraison du système, on entend des chariots de guidage montés avec tous les accessoires
et installés sur le rail de guidage. Les raccords de lubrification fixés au chariot de guidage sont
préparés conformément aux spécifications du client. Les accessoires de lubrification sont montés
selon les spécifications et annexés dans un emballage séparé.
Protection contre la corrosion
Les surfaces extérieures des chariots de guidage et des rails de guidage sont traités avec un
produit anticorossion durcissant. Les éléments roulants sont munis d'une protection contre
la corrosion à base d'huile minérale. Une préservation à la graisse est également possible sur
demande. Les chariots de guidage et les rails de guidage sont enroulés dans un film anticorrosion.
Des mesures supplémentaires sont prises en cas d'exigences spéciales, comme le transport
maritime.
Matériel d'emballage
Des emballages en carton sont utilisés aussi bien pour la livraison des rails de guidage individuels
que pour la livraison de systèmes complets. Des caisses en bois sont également disponibles
contre supplément pour certains pays ou certaines exigences spéciales. Les chariots de guidage
individuels sont emballés dans des boîtes en carton. Les accessoires de lubrification y sont
annexés.
Documents d'accompagnement du produit
Les notices de montage spécifiques au produit, les instructions de mise en service, ainsi que
des protocoles spécifiques au client sont livrés avec les produits. Des instructions de montage
détaillées sont disponibles sur demande auprès de SCHNEEBERGER. Voir Remarques Littérature complémentaire.
212
7
Stockage et transport
7.2
Stockage
7.2. Stockage
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER et le système de mesure du déplacement AMS sont
des composants de haute précision, qui doivent être traités en conséquence avec le plus grand
soin. Respecter les consignes suivantes pour les protéger contre tout endommagement :
 Le stockage dans l'emballage d'origine est possible uniquement pour une durée limitée.
Contrôler régulièrement l'état des produits.
 Les rails de guidage doivent être soutenus sur toute la longueur. Pour les rails de guidage de
plus de 1,5 m, les soutenir en au moins trois points.
 Stocker les bandes de couverture, enroulées dans leur emballage d'origine. Pour les bandes
de couverture droites, les soutenir sur toute leur longueur, sans les plier.
 Stocker les chariots de guidage sur le rail de guidage ou sur un rail de transport ou de
montage, pour protéger les éléments roulants.
 Ne pas stocker les produits à l'air libre et les protéger contre l'humidité.
 Respecter la température de stockage
• -40°C à +80°C pour les guidages MONORAIL et les accessoires
• -20°C à +70°C pour le système de mesure AMS
 Pour les guidages soumis à un graissage complet en usine, ne pas oublier qu'un stockage
de très longue durée (plusieurs années) peut diminuer la durée d'utilisation du lubrifiant.
 Protéger les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER avec système de mesure du
déplacement AMS contre les champs magnétiques et tout endommagement mécanique.
Les champs magnétiques peuvent détruire la magnétisation de la règle de mesure.
 Pour le système de mesure AMS absolu, ne pas retirer la bande d'activation du boîtier
électronique destiné à l'alimentation électrique. N'activer la batterie que lors du montage.
 Ne retirer les produits de l'emballage original que sur le lieu de montage et juste avant le
montage.
213
7
Stockage et transport
7.3
Transport
7.3. Transport
Généralités
Les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER et le système de mesure de déplacement AMS sont
des composants de haute précision, qui doivent être traités en conséquence avec le plus grand
soin. Pour transporter ces produits à l'intérieur de l'entreprise, respecter les points suivants :
 Transporter les guidages et les accessoires dans leur emballage d'origine.
 Protéger les guidages contre les chocs et l'humidité.
Rails
Avertissement
Les rails peuvent tomber lors du transport et blesser des personnes.
 Pour transporter de longs rails de guidage, les accrocher en plusieurs points à une grue.
 Faire attention à la zone de pivotement des longs rails de guidage.
Bandes de couverture
 Ne pas plier les bandes de couverture pendant le transport. Il faut les soutenir sur toute leur
longueur et les transporter enroulées.
 Faire attention au rayon de flexion minimum (Rmin = 0,4 m) des bandes de couverture.
Chariots
Prudence
Les rails de guidage ne conviennent pas au montage des chariots de guidage.
 Pour pousser le chariot sur le rail de guidage, utiliser un rail de montage (MRM ou MBM).
 Afin d'éviter la perte des éléments roulants, protéger les chariots contre les chocs.
 Toujours transporter les chariots de guidage sur le rail de guidage ou sur un rail de transport
ou de montage.
Système de mesure
Prudence
Les champs magnétiques peuvent détruire la règle de mesure magnétique des rails de
guidage AMS.
 Protéger les rails à règle de mesure intégrée contre les champs magnétiques.
 Ne pas utiliser d'aimants de levage pour le transport.
 Protéger les têtes de lecture AMS contre les vibrations ou les chocs importants (choc
maximum de 30 g).
 Si possible, toujours transporter les têtes de lecture avec le chariot de guidage. Ne retirer les
têtes de lecture du boîtier que pour pousser le chariot de guidage sur le rail de guidage.
Emballage de transport
Les produits MONORAIL sont expédiés dans des cartons individuels, des caisses en bois ou
sur palettes en plusieurs paquets. Les paquets ne peuvent pas dépasser 6 m environ. À partir
d'un poids brut de 30 kg, des palettes jetables ou réutilisables sont placées sous les emballages
en carton afin de pouvoir les manipuler à l'aide d'un chariot à fourches. Pour les longueurs
de paquets à partir de 1,50 m, des planches de renforcement sont installées en plus sous les
cartons, afin d'éviter qu'ils ne plient pas trop.
 Pour les caisses en bois et les palettes, faire attention aux points de prise réservés aux
chariots à fourches, afin d'éviter tout endommagement.
 Accrocher les longs paquets par le milieu, au centre de gravité.
 Les caisses en bois ne peuvent être empilées que jusqu'à un poids maximum de 1000 kg.
 Les cartons ne peuvent être empilés que jusqu'à un poids de 100 kg/m².
214
7
Stockage et transport
7.3
Transport
Protection de transport BZ
Les systèmes MONORAIL BZ à crémaillère intégrée sont livrés avec un profilé en L en aluminium
pour renforcer la sécurité de transport et la manutention. Après le montage du système, démonter
et jeter le profilé en aluminium. Le renvoi pour recyclage, le cas échéant avec toutes les pièces de
montage, peut être convenu au cas par cas avec SCHNEEBERGER.
 Toujours transporter et stocker les systèmes BZ avec la protection de transport.
 N'enlever la protection de transport qu'après montage du système.
1
2
3
4
Système BZ
Élément de serrage
Vis
Protection lors du transport
Protection de transport des rails de guidage à crémaillère
Accessoires
Tous les engins de levage, les grues ou les chariots élévateurs peuvent être utilisés comme
accessoires pour déplacer des chariots de guidage ou des rails de guidage individuels, ou des
paquets.
 N'utiliser que des engins de levage appropriés.
 L'engin de levage ne peut pas endommager les produits et leur emballage.
 L'engin de levage doit minimiser la flexion.
215
7
Stockage et transport
7.3
Transport
Consignes de manipulation
Les symboles suivants, à respecter impérativement, figurent sur les emballages de transport des
guidages.
Désignation
216
Symbole
Explication
Fragile/
Fragile, Handle with care
Le symbole est apposé dans le cas de marchandises
qui se cassent facilement. Les marchandises
marquées de ce symbole doivent être manipulées
avec le plus grand soin et ne peuvent en aucun cas
basculer ou être serrées avec des cordons.
Vers le haut/This way up
Le paquet doit en principe n'être transporté,
déchargé et stocké que de manière telle que la
flèche soit toujours orientée vers le haut. Ne pas faire
rouler, rabattre, basculer fortement ou former un
angle important avec le paquet et éviter toute autre
forme de manutention. La charge ne doit toutefois
pas être arrimée « on top ».
Protéger de l'humidité/Keep dry
Les marchandises marquées de ce symbole doivent
être protégées contre une humidité trop élevée de
l'air, raison pour laquelle elles doivent être stockées
couvertes. Si des paquets particulièrement lourds
ou volumineux ne peuvent pas être stockés dans
les locaux ou les hangars, il faudra les planifier les
arrangements nécessaires.
8 Mise en service
217
218
Table des matières
8
Mise en service ..................................................................................217
8.1.
Liste de contrôle du guidage .............................................................................................220
8.1.1.
Montage et contrôle de la précision du système ............................................................220
8.1.2.
Alimentation en lubrifiant ................................................................................................220
8.1.3.
Protection contre la corrosion.........................................................................................220
8.1.4.
Première lubrification ......................................................................................................220
8.1.5.
Plaque de lubrification SPL .............................................................................................221
8.2.
Liste de contrôle du système de mesure .........................................................................222
219
8
Mise en service
8.1
Liste de contrôle du guidage
8.1.1
Montage et contrôle de la précision du système
8.1.2
Alimentation en lubrifiant
8.1.3
Protection contre la corrosion
8.1.4
Première lubrification
8.1. Liste de contrôle du guidage
Avant la mise en service du guidage, vérifier les points suivants afin de garantir l’optimisation de
la capacité de fonctionnement du guidage :
 Montage correct du guidage
 Contrôle de la précision du système et de la force de déplacement
 Alimentation en lubrifiant
 Élimination de la protection contre la corrosion et huilage des rails de guidage
 Réalisation de la première lubrification
 Montage des protections des rails et contrôle de leur mise en place
 Contrôle de fonctionnement des racleurs
 Contrôle de fonctionnement des soufflets et de leur mise en place
8.1.1.
Montage et
contrôle de la
précision du
système
Après le montage du guidage conformément aux Instructions de montage MONORAIL et AMS,
contrôler la précision du système en mesurant le parallélisme des rails de guidage et la précision
du déplacement du guidage ou du chariot d'axe.
8.1.2.
Alimentation en
lubrifiant
Il convient de vérifier que l'alimentation en lubrifiant fonctionne correctement. Lors du déplacement
des chariots de guidage et de l'actionnement simultané de la lubrification centrale, un fin film de
lubrifiant doit être présent sur le rail de guidage et il ne peut y avoir aucune fuite dans le système
de lubrification.
8.1.3.Protection
contre la
corrosion
Lors de la mise en service du guidage, veiller à éliminer complètement la protection contre la
corrosion appliquée en usine sur les rails de guidage ; voir à cet effet les Instruction de montage
MONORAIL et AMS. Veiller également à humidifier légèrement les rails de guidage avec le
lubrifiant du guidage. Un fin film de lubrifiant sur les rails de guidage réduit la consommation de
lubrifiant au début de l'utilisation, étant donné que les aspérités des surfaces du rail de guidage
sont déjà remplies de lubrifiant.
8.1.4.
Première
lubrification
Avant la mise en service de la machine, procéder à une première lubrification des chariots de
guidage (sauf sur les chariots de guidage à graissage complet effectué en usine) avec de l'huile,
de la graisse ou de la graisse fluide.
Contrôler la compatibilité des lubrifiants utilisés avec la préservation effectuée en usine, les
lubrifiants réfrigérants et les autres consommables.
Si un graissage complet des chariots de guidage a été effectué en usine, la première lubrification
n'est pas nécessaire.
En cas d'utilisation d'une installation de lubrification centralisée, veiller à raccorder et aérer
correctement les conduites de lubrification. Observer les recommandations des fabricants des
installations.
Après la première lubrification, vérifier si le lubrifiant a atteint les points de lubrification dans le
chariot de guidage. Lors du déplacement des chariots de guidage, un film de lubrifiant doit être
nettement visible sur les chemins de roulement du rail de guidage.
Lubrification à la graisse
En cas d'utilisation de graisse ou de graisse fluide, veiller, pendant le graissage, à déplacer le
chariot de guidage si possible à plusieurs reprises sur 3 fois sa longueur, toutefois sur au moins
une fois la longueur du chariot de guidage. Si la course maximale est inférieure à la longueur
du chariot de guidage, voir Chapitre 4.13.8 - Savoir-faire dans le domaine des applications de
lubrification - Lubrification requise en cas de conditions d'utilisation particulières.
220
Lubrification à l'huile
Dans le cas de la lubrification à l'huile, la quantité totale d'huile doit être injectée en une seule impulsion
ou en plusieurs impulsions consécutives, ce pendant le déplacement des chariots de guidage.
Pour les positions de montage particulières ou les courses réduites, voir les remarques dans le
Chapitre 4.13.8 - Savoir-faire dans le domaine des applications de lubrification - Lubrification
requise en cas de conditions d'utilisation particulières.
8
Mise en service
8.1
Liste de contrôle du guidage
8.1.5
Plaque de lubrification SPL
8.1.5.
Plaque de
lubrification SPL
Les plaques de lubrification sont en principe livrées prêtes à l'emploi, c'est-à-dire remplies
d'huile. En cas de livraison avec un système MONORAIL ou des chariots de guidage individuels,
les chariots de guidage sont en plus remplis d'une graisse pour roulements.
Si les plaques de lubrification sont montées a posteriori, un graissage complet (LV) des
chariots de guidage est à prévoir en plus. Pour les quantités de lubrifiant recommandées, voir
Chapitre 4.13.6 - Lubrification à la graisse.
Pour plus d'information sur la plaque de lubrification SPL, voir Chapitre 4.13 - Lubrification.
Protections des rails
Les trous de fixation du rail de guidage doivent être obturés complètement à l'aide d'une bande
de couverture ou d'un bouchon et les éléments d'obturation doivent être montés de manière à
ne pas former de nids de saletés et à ne pas endommager les racleurs des chariots de guidage.
Les bandes de couverture doivent être propres, sans laisser de jeu sur les surfaces des rails de
guidage, avec les extrémités fixées à l'aide d'un support d'angle ou de pièces d'extrémité.
Les bouchons doivent être montés à fleur et parallèlement à la surface des rails de guidage, et il
ne peut pas y avoir de copeaux résiduels ou de bavures.
Racleurs
Il convient de vérifier que les racleurs montés sur le chariot de guidage ou les accessoires sont
installés correctement et fonctionnent.
Racleurs standard et additionnels
La fonction des racleurs transversaux est assurée lorsque le lubrifiant appliqué sur le rail de
guidage est raclé proprement et ne forme pas de strie au retour des chariots de guidage sur la
surface du rail de guidage.
Racleurs en tôle
Les racleurs doivent former un jeu régulier sur tout le pourtour du profilé du rail de guidage et ne
peuvent toucher le rail de guidage en aucun endroit.
Soufflets
Pour les soufflets, contrôler le montage correct sur la plaque d'écartement et d'extrémité, ainsi
que leur fonctionnement libre.
221
8
Mise en service
8.2
Liste de contrôle du système de mesure
8.2. Liste de contrôle du système de mesure
Le contrôle des points suivants doit permettre de garantir l’optimisation de la capacité de
fonctionnement du système de mesure.
 Un chariot à boîtier doit être monté sur le rail de guidage, de manière à ce que l'évidement
réservé à la tête de lecture se trouve côté rail de guidage, avec la règle de mesure. Le côté
de la règle de mesure se reconnaît au symbole de marques de référence.
 Tête de lecture montée correctement dans le boîtier, voir Documents complémentaires.
 Câble et boîtier électronique posés correctement, voir Documents complémentaires.
 Raccordement au contrôleur effectué. Voir Documents complémentaires.
 LED de l'indicateur de fonctionnement (en option) s'allume en vert après mise en marche du
contrôleur.
222
9 Utilisation, entretien et service
223
224
Table des matières
9
Utilisation, entretien et service.........................................................223
9.1.
Racleurs ...............................................................................................................................226
9.1.1.
Vérification ......................................................................................................................226
9.1.2.
Remplacement ................................................................................................................226
9.2.
Facteurs influençant les conditions d’utilisation .............................................................230
9.2.1.
Conditions ambiantes .....................................................................................................230
9.2.2.
Conditions de fonctionnement........................................................................................230
9.2.3.
Intégration du guidage ....................................................................................................230
9.3.
Consignes de sécurité........................................................................................................231
9.4.
Service de livraison en 24 h ...............................................................................................232
9.4.1.
Objectif et déroulement ..................................................................................................232
9.4.2.
Produits ...........................................................................................................................232
225
9
Utilisation, entretien et service
9.1
Racleurs
9.1.1
Vérification
9.1.2
Remplacement
9.1. Racleurs
9.1.1.
Vérification
Les joints des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER protègent les chariots de guidage et le
système intégré de mesure de déplacement contre l'infiltration de matières étrangères, comme
des solides ou des liquides, et empêchent l'expulsion du lubrifiant. Leur capacité à fonctionner
influence ainsi considérablement la durée de vie du guidage. En règle générale, les joints sont
conçus de manière à ne pas nécessiter d'entretien, à condition d'être suffisamment lubrifiés et
d'être utilisés dans un environnement propre.
Toutefois, les guidages sont souvent utilisés dans des conditions susceptibles d'y déposer de
la poussière et des copeaux. Tout comme le manque de lubrification, cette situation entraîne
inévitablement l'usure des lèvres des joints.
L'état d'usure des racleurs des plaques frontales et des racleurs additionnels doit par conséquent
être contrôlé régulièrement (maximum tous les 6 mois) et ils doivent être remplacés le cas échéant.
Racleurs standard et additionnels
Pour contrôler le fonctionnement des racleurs transversaux, le plus simple est d'enduire le rail
de guidage de lubrifiant. Lorsque le patin de la machine se déplace, le lubrifiant raclé doit rester
propre et, au retour, aucune strie ne peut se former sur la surface du rail de guidage sur lequel le
patin de la machine passe. Si ce n'est pas le cas, il convient de remplacer la plaque frontale (MR)
et le racleur transversal (BM) ou les racleurs additionnels.
Racleurs en tôle
Les racleurs en tôle doivent être remplacés en cas de signe visible d'endommagement mécanique,
tout comme les racleurs additionnels et les plaques frontales.
9.1.2.
Remplacement
Remarque
 Sur le modèle MONORAIL BM, la plaque frontale fait partie de la recirculation des éléments
roulants. Le retrait de la plaque frontale provoque la perte des billes. Dans ce cas, seuls les
racleurs transversaux QAS sont remplacés, pas la plaque frontale complète.
 Sur le modèle MONORAIL BM, veiller à ce que la plaque frontale ne puisse pas se détacher
en remplaçant les racleurs additionnels ou les plaques de lubrification, ou en les montant
a posteriori. Si la plaque frontale se décroche, cela pourrait provoquer la perte des billes.
Il est possible de commander les plaques frontales et les racleurs additionnels a posteriori comme
pièces de rechange. Voir le Catalogue de produits MONORAIL et AMS SCHNEEBERGER. En
cas d'endommagement des racleurs longitudinaux, généralement fixés au chariot de guidage
ou au boîtier (sur les systèmes intégrés de mesure du déplacement), il faudra remplacer le
chariot de guidage complet. Il n'est généralement possible de constater les dégâts des racleurs
longitudinaux qu'après démontage complet du chariot de guidage ou du boîtier.
 Pour remplacer les plaques frontales et les racleurs additionnels (ZCN/V et ZBN/V), il faut
enlever les vis de fixation des plaques frontales. Sur le modèle MONORAIL MR, il suffit de
retirer les plaques frontales du chariot de guidage pour les remplacer, sans bouger le chariot
de guidage après avoir déposé la plaque frontale.
226
9
Utilisation, entretien et service
9.1
Racleurs
9.1.2
Remplacement
 Pour monter ou retirer le chariot de guidage du rail de guidage, toujours utiliser un rail de
guidage de montage MRM.
Pour plus d'informations, voir les Instructions de montage MONORAIL et AMS.
Racleurs additionnels
Grâce à leur flexibilité, les racleurs additionnels peuvent être retirés du rail de guidage dans le
sens radial, vers le haut, après avoir enlevé les vis de fixation. Le montage s'effectue de la même
façon, en les renversant sur la section du rail de guidage ou en les poussant sur l'extrémité du rail
de guidage. Les racleurs additionnels peuvent ainsi être aussi installés a posteriori, par exemple
sur les chariots de guidage dont les racleurs transversaux de la plaque frontale sont usés et les
chariots de guidage qu'il n'est pas possible de retirer du rail de guidage pour les remplacer.
Avant de serrer les vis, positionner les racleurs à l’aide du cône de centrage à l’arrière et vérifier
qu'ils sont installés de manière uniforme. Pour le couple de serrage maximum des vis, voir le
tableau de la section Couple de serrage admissible des vis.
227
9
Utilisation, entretien et service
9.1
Racleurs
9.1.2
Remplacement
Racleurs en tôle
Pour le remplacement, desserrer les vis de la plaque frontale et extraire les racleurs par l'extrémité
du rail de guidage. Pousser les nouveaux racleurs en tôle sur l'extrémité du rail de guidage.
Pour garantir la sécurité de fonctionnement des racleurs en tôle, il faut un jeu régulier sur tout le
pourtour du profilé du rail de guidage, en particulier aux environs des chemins de roulement. Ce
jeu doit être réglé au montage. À cet effet, visser les vis de fixation jusqu'à pouvoir déplacer les
racleurs à la main. Régler le jeu à l'aide d'une jauge d'épaisseur et des cales correspondantes.
Maintenir les racleurs en tôle et serrer les vis de fixation. Pour le couple de serrage maximum,
voir le tableau de la section Couple de serrage admissible des vis. Contrôler de nouveau le jeu
après avoir serré les vis.
Plaques frontales MONORAIL MR
En ce qui concerne les plaques frontales, la fixation à vis doit être desserrée et la plaque frontale
doit être retirée du rail de guidage dans le sens axial. Veiller à ne pas déplacer le chariot de
guidage pendant cette opération. Pour le montage, procéder dans l'ordre inverse de la dépose.
Pour le couple de serrage maximum des vis de fixation, voir le tableau de la section Couple de
serrage admissible des vis.
228
9
Utilisation, entretien et service
9.1
Racleurs
9.1.2
Remplacement
Plaques frontales MONORAIL BM
Sur le modèle MONORAIL BM, seuls les racleurs transversaux de la plaque frontale peuvent être
remplacés. Après avoir retiré le chariot de guidage du rail de guidage à l'aide du rail de guidage
de montage, les racleurs transversaux peuvent être extraits du boîtier des plaques frontales, en
les tirant vers le bas. Pousser complètement les racleurs transversaux dans la rainure de guidage,
jusqu'à ce qu'ils s'encliquètent. Repousser ensuite le chariot de guidage sur le rail de guidage.
Couple de serrage admissible des vis
Prudence
La réutilisation des vis de fixation peut endommager les composants.
 Ne pas réutiliser les vis de fixation.
 Munir les vis d'un frein de vis. Leur adhérence diminue lorsqu'on les serre et desserre à plusieurs reprises, ce qui peut provoquer le desserrage indésirable des vis pendant le fonctionnement.
Les couples de serrage maximum des vis de fixation des plaques frontales et des racleurs
additionnels sont repris dans le tableau suivant.
Couple de serrage maximum de la plaque frontale (Nm)
MONORAIL BM
Taille
MAnz
BM 15
0,5
BM 20 – BM 35
0,9
BM 45
1,2
MONORAIL MR
MR 25 – MR 35
MR 45
MR 55 – MR
100
1,3
1,5
2,2
229
9
Utilisation, entretien et service
9.2
Facteurs influençant les conditions d’utilisation
9.2.1
Conditions ambiantes
9.2.2
Conditions de fonctionnement
9.2.3
Intégration du guidage
9.2. Facteurs influençant les conditions d'utilisation
230
9.2.1.
Conditions
ambiantes
La multitude de possibilités d'applications des guidages MONORAIL SCHNEEBERGER donne
lieu aux conditions ambiantes les plus diverses, influençant les particularités et la durée de vie
des guidages :
 L'utilisation de racleurs additionnels permet d'éviter l'encrassement des chariots de guidage
par des copeaux et de la poussière et d'augmenter ainsi la durée d'utilisation dans un
environnement sale.
 En cas d'utilisation de lubrifiants réfrigérants, ces derniers risquent d'être expulsés du
guidage, entraînant ainsi un manque de lubrification. Un risque que l'on peut également
réduire avec succès à l'aide de racleurs additionnels. Les lubrifiants réfrigérants peuvent
également endommager les pièces en plastique suite à des réactions chimiques, ou
influencer négativement le lubrifiant, au point par exemple de s'agglutiner.
 L'humidité peut se déposer sur les rails de guidage et les chariots de guidage, et provoquer
la corrosion des pièces métalliques. Une situation qu'il est possible d'éviter en utilisant
des matériaux inoxydables ou des revêtements anticorrosion. SCHNEEBERGER propose
à cet effet divers revêtements chromés durs et des produits en version acier résistante à la
corrosion.
 Des températures supérieures ou inférieures à la température de service prévue entraînent
la modification de la viscosité de l'huile lubrifiante susceptible, dans le pire des cas,
d'arracher le film de lubrifiant. En outre, les caractéristiques mécaniques des matières
plastiques utilisées ne sont garanties que dans des limites de températures déterminées.
Les modifications de longueurs des composants intervenant en cas de fluctuations de
températures doivent également être prises en compte. Des différences de températures
entre les pièces de la machine, suite à une dilatation thermique différente, peuvent entraîner
des tensions entre les rails de guidage et les chariots de guidage et provoquer des forces
supplémentaires élevées.
9.2.2.
Conditions de
fonctionnement
 Le manque de lubrification entraîne la défaillance prématurée des guidages. Il convient par
conséquent de veiller à assurer une lubrification suffisante et adaptée lors de l'utilisation du
guidage linéaire.
 Un autre paramètre est la vitesse de déplacement, qui doit respecter des limites
déterminées. Le dépassement de longue durée de ces limites peut endommager les
composants en plastique de la recirculation.
 Les applications à course réduite, où les éléments roulants d'un cycle par course n'entrent
pas tous dans la zone de support, nécessitent des mesures particulières concernant la
lubrification.
 Les oscillations, les vibrations et les chocs réduisent également la durée de vie et doivent
être pris en compte par des facteurs correspondants lors de la conception.
9.2.3.
Intégration du
guidage
 La durée de vie cible est influencée considérablement par la construction de l'espace de
montage et par l'agencement du guidage. Ces mesures doivent permettre de protéger le
mieux possible le guidage, et l'éventuel système intégré de mesure du déplacement, contre
l'influence des poussières, des copeaux et des lubrifiants réfrigérants. Sans oublier que les
systèmes de mesure sont en principe installés côté opposé à l'espace de travail.
 Un autre aspect est la précision de la construction adjacente. Suite à des écarts par rapport
à la géométrie prédéterminée, les châssis de la machine ou les montants peuvent provoquer
des forces supplémentaires considérables sur les guidages, réduisant ainsi leur durée de
vie.
 Pendant le montage des guidages, un mauvais alignement des composants peut également
provoquer des forces de contrainte entraînant la diminution de la durée de vie.
9
Utilisation, entretien et service
9.3
Consignes de sécurité
9.3. Consignes de sécurité
Afin de maintenir les guidages MONORAIL SCHNEEBERGER en parfait état de fonctionnement
pendant toute leur durée de vie, il convient d'observer les points suivants :
 Tous les guidages SCHNEEBERGER sont des composants de précision, qui sont préservés
et emballés de manière optimale en usine. Pour le stockage et le transport, les systèmes
doivent être protégés contre les chocs et l'humidité.
 Les systèmes de mesure sont accompagnés d'instructions à respecter pour le transport et
le montage.
 Le montage des guidages et le recouvrement des perçages des rails doivent être exécutés
dans les règles de l'art. Les Instructions de montage sont disponibles dans la section
'Downloads' du site www.schneeberger.com.
 Les guidages doivent être alimentés en quantité suffisante avec un lubrifiant adapté au
profil de mouvement et de charge, mais aussi à l'application et aux conditions ambiantes.
Concernant le choix du lubrifiant, s'adresser directement à un fabricant de lubrifiants. Des
recommandations concernant la lubrification sont également fournies sur le site
www.schneeberger.com.
 Il appartient à l'utilisateur de vérifier la compatibilité des réfrigérants et des lubrifiants avant
la mise en service, afin d'éviter toute influence négative sur l'environnement.
 Les guidages doivent être protégés contre la saleté, les copeaux chauds et le contact direct
avec les lubrifiants réfrigérants, à l'aide de revêtements ou d'une position d'intégration
correspondante.
 Si des impuretés risquent de s'accumuler ou si un contact risque de se produire avec
le réfrigérant en phase d'exploitation, il est impératif d'utiliser des racleurs additionnels.
Le fonctionnement de ces composants doit être garanti à long terme, en adaptant les
intervalles entre les inspections. Pour de plus amples informations sur ces produits,
consulter le site www.schneeberger.com.
 En cas de contact du guidage avec des copeaux chauds, il est recommandé d'utiliser en
plus des racleurs en tôle. Pour de plus amples informations sur ce produit, consulter le site
www.schneeberger.com.
 L'état d'usure des racleurs de face et des racleurs additionnels des chariots MONORAIL doit
être vérifié régulièrement et, le cas échéant, ces racleurs devront être remplacés.
 Pour l'utilisation et le dimensionnement des guidages MONORAIL, toujours observer la
norme DIN 637. En outre, la norme DIN 637 est toujours valide, même si des affirmations en
contradiction avec la norme DIN 637 sont énoncées dans le présent document.
231
9
Utilisation, entretien et service
9.4
Service de livraison en 24 h
9.4.1
Objectif et déroulement
9.4.2
Produits
9.4. Service de livraison en 24 h
9.4.1.
Objectif et
déroulement
Avec son service de livraison en 24 h, SCHNEEBERGER offre la possibilité de commander
très rapidement des guidages MONORAIL et des systèmes de mesure du déplacement AMS
comme pièces de rechange dans les cas d'urgence, par exemple en cas d'arrêt de la machine.
SCHNEEBERGER gère à cet effet un stock personnel de produits semi-finis pour les chariots de
guidage, les têtes de lecture, les rails de guidage et les rails de guidage avec règle de mesure
intégrée.
Les demandes et les commandes peuvent être adressées au besoin directement
à SCHNEEBERGER :
 N° de téléphone +49 7081 782 0 pour les demandes adressée à la section Service en 24 h,
les jours ouvrables de 7h30 à 17h00
 N° de fax +49 7081 782 124 pour les commandes
 Commandes par courrier adressées à la section Service, avec la mention « Commande
urgente pour la section Service en 24 h ».
Si les commandes sont reçues avant 10h00, les marchandises de stock peuvent généralement
être envoyées le jour même. Les commandes reçues après 10h00 sont livrées dans les 24 h.
9.4.2.
Produits
Pour le service de livraison en 24 h, SCHNEEBERGER propose une gamme illimitée de produits
standard. Cette gamme comprend :
 MONORAIL MR
•
•
•
•
•
Type de rail de guidage : N, Standard ; C, Bande de couverture
Type de chariot de guidage : A, B, C et D
Taille : 25-65
Classe de précision : G0
Précontrainte : Valeur moyenne entre V2 et V3
 MONORAIL BM
•
•
•
•
•
Type de rail de guidage : N (ND), Standard ; C, Bande de couverture
Type de chariot de guidage : A, B, C, D, E, F et G
Taille : 15-45
Classe de précision : G0
Précontrainte : Valeur moyenne entre V2 et V3
 MONORAIL AMS
•
•
Rails de guidage avec système intégré de mesure du déplacement, classe de précision G0
Types de tête de lecture AMS30, AMSA 3B, AMSD 3B, AMSA 4B et AMSD 4B
Têtes de lecture des anciens produits et rails de guidage spéciaux sur demande.
Informations détaillées sur les produits disponibles et les prix sur demande.
232
REPRÉSENTATIONS SCHNEEBERGER
EUROPE
EUROPE
AFRIQUE DU SUD
ALLEMAGNE
BGP-Blazevic Geradlinige Präzisionstechnik
Stipo Blazevic
Hochstiftstrasse 31
93055 Regensburg
Tél. +49 941 569 996 20
Fax +49 941 569 950 97
Mobil +49 151 401 126 25
E-Mail: [email protected]
HONGRIE
Haberkorn Kft.
Asztalos Sándor u.12
Budapest, 1087
Tél. +36 13030325
Fax +36 1/3030262
E-Mail: [email protected]
Fischli & Fuhrmann Ltd.
P.O Box 253
1600 Isando Gauteng
Tél. +27 119 745 571
Fax +27 119 745 574 E-Mail: [email protected]
ITALIE
Nadella S.r.I.
Via Melette, 16
20128 Milano
Tél. +39 022 709 329 7
Fax +39 022 551 768
E-Mail: [email protected]
AMÉRIQUE DU SUD
AUTRICHE
Haberkorn GmbH
6961 Wolfurt
Tél.: +43 5574 695-0
Fax: +43 5574 695-99
[email protected]
BULGARIE / MACÉDOINE
Atlas Technik EOOD
Hippodroma, Bl. 139B, Eing. A, App. 6
1612 Sofia, PB 51
Bulgarien
Tél. +359 2 859 76 81
Fax +359 2 859 76 81
Mobil +359 8 852 32 595
E-Mail: [email protected]
CROATIE
Haberkorn CRO d.o.o.
10431 Sveta Nedelja
Tél. +385 1 333 5870
Fax. +385 1 337 3902
E-Mail: [email protected]
POLOGNE
TECHNIKA LINIOWA
Rollico Rolling Components
UI. Cegielniana 21
42-700 Lubliniec
Tél. +48 343 510 430
Fax +48 343 510 431
E-Mail: [email protected]
DANEMARK
HERSTAD + PIPER A/S
Jernholmen 48c
2650 Hvidovre
Tél. +45 367 740 00
Fax +45 367 777 40
E-Mail: [email protected]
ROUMANIE
Meximpex SRL
4, Burebista Blvd.,
bl. D13 sc. A et 2 ap. 9-10
031108 Bucharest
Tél. +40 213 166 843 /44
Fax +40 213 166 846
E-Mail: [email protected]
FINLANDE
EIE Maskin OY
PL, 80 Asematie 1
10601 Tammisaari
Tél. +358 192 239 100
Fax +358 192 239 199
E-Mail: [email protected]
SUÈDE
EIE Maskin AB
Box 7
12421 Bandhagen
Tél. +46 87 278 800
Fax +46 87 278 899
E-Mail: [email protected]
FRANCE
Région Rhône-Alpes
Groupe BARET
6 avenue du 11 novembre 1918
69200 Venissieux
Tél. +33 4 78 77 32 32
Fax +33 4 78 00 90 00
E-Mail: [email protected]
SERBIE/MONTÉNÉGRO
Haberkorn d.o.o.
Kralja Petra I, 59
21203 Veternik,
Tél. +381 21 3 101 555
Fax +381 21 3 101 554
E-Mail: [email protected]
Régions Ile de France,
Normandie, Bretagne
Groupe LECHEVALIER
56 rue Jean Mermoz
Parc d’activités de la Bretèque
76230 Bois-Guillaume Cedex
Tél. +33 2 35 12 65 65
Fax +33 2 35 59 89 97
E-Mail: [email protected]
Région Nord Pas de Calais
LEFRANC LTL «Le Panetier»
35, rue Pierre Martin
Parc d’Activités de l’Inquétrie
62280 Saint Martin Boulogne
Tél. +33 3 21 99 51 51
Fax +33 3 21 99 51 50
E-Mail: [email protected]
GRANDE-BRETAGNE
LG Motion Ltd.
Unit 1 Telford Road
Houndmills Estate, Basingstoke
Hampshire RG21 6YU
Tél. +44 012 563 656 00
Fax +44 012 563 656 45
E-Mail: [email protected]
NORVÈGE
Elmeko AS (s. EIE Maskin)
Tvetenveien 164
0671 Oslo
Tél. +47 675 722 70
Fax +47 675 722 80
E-Mail: [email protected]
Ibatech Tecnologia Ltda.
Av. Amazonas, 976
90240 542 Porto Alegre RS
Brazil
Tél. +55 513 337 14 81
Fax +55 513 337 52 65
E-Mail: [email protected]
ASIE
CORÉE
Intech Automation Inc.
1-1108, Ace Hitech City
55-20 Mullae-Dong 3-Ga
Youngdeungpo-Ku
150-972 Seoul
Tél. +82 2 3439 0070 - 4
Fax +82 2 3439 0080
E-Mail: [email protected]
Lineartech Inc.
369 Geumgok-ri, Dongtan-myeon
Hwaseong-si, Gyeonggi-do
445-811 Korea
Tél. +82 31 274 0485
Fax +82 31 274 0486
E-Mail: [email protected]
TAIWAN / RÉPUBLIQUE DE CHINE
Ever Bright Precisiton Ltd.
1 F,nr.52
Lane 10 Chi-hu Road
114 Taipei
Tél. +886 226 595 586
Fax +886 226 595 587
E-Mail: [email protected]
AUSTRALIE/NOUVELLE-ZÉLANDE
RJM Engineering Supplies
Tamar Street 13
VIC 3134 Ringwood
Tél. +61 398 794 881
Fax +61 398 793 700
E-Mail: [email protected]
SLOVAQUIE
KBM, s.r.o.
Juraj Hajovsky
Zitná 13
010 04 Zilina
Tél. +421 417 070 324
Fax +421 417 070 333
Mobil +421 090 585 1465
E-Mail: [email protected]
SLOVÉNIE/BOSNIE-HÉRZEGOVINE
Haberkorn d.o.o.
Vodovodna ul. 7
2000 Maribor
Tél. +386 2 320 67 10
Fax +386 2 320 67 30
E-Mail: [email protected]
TURQUIE
Birlik Rulman (Paz.ltd.sti.)
Mumhane Cad. No: 16
80030 Karakoy-Istanbul
Tél. +90 212 249 54 95
Fax +90 212 244 21 40
E-Mail: [email protected]
1
PROSPECTUS
• BROCHURE GÉNÉRALE
• CRÉMAILLÈRES
• COMPOSANTS SPÉCIAUX SELON LES SPÉCIFICATIONS DU CLIENTS
• FONTE MINÉRALE SCHNEEBERGER
• GUIDAGES LINÉAIRES et PATINS
• MINI-X MINIRAIL / MINISCALE PLUS / MINISLIDE
• MONORAIL et AMS guidages linéaires à rails profilés avec
un système de mesure intégré
• MONORAIL et AMS catalogue d‘applications
• SYSTÈMES DE POSITIONNEMENT
• TABLES LINÉAIRES
SOCIÉTÉS SCHNEEBERGER
SUISSE
ALLEMAGNE
ITALIE
ÉTATS-UNIS
CHINE
SCHNEEBERGER AG
St. Urbanstrasse 12
4914 Roggwil/BE
SCHNEEBERGER GmbH
Gräfenau
75339 Höfen/Enz
SCHNEEBERGER S.r.l.
Via Soldani 10
21021 Angera (VA)
SCHNEEBERGER Inc.
44 Sixth Road,
Woburn, MA 01801-1759
SCHNEEBERGER (Shanghai) Co., Ltd.
Rm 606, Shang Gao International Building
No. 137 XianXia Road
200051 Shanghai
Tél.
Fax
Tél.
Fax
Tél.
Fax
Tél.
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Tél.
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+49 7081 782 0
+49 7081 782 124
+39 0331 93 2010
+39 0331 93 1655
+1 781 271 01 40
+1 781 275 47 49
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
JAPON
INDE
SINGAPOUR
CORÉE
Nippon SCHNEEBERGER K.K.
Crane Toranomon Bldg 7F
3-20-5 Toranomon, Minato-ku
Tokyo 105-0001
SCHNEEBERGER India Pvt. Ltd.
406, 4th Floor, Satra Plaza,
Palm Beach Road, Sector 19D
Vashi,
400 703 New Mumbai
SCHNEEBERGER LINEAR
TECHNOLOGY PTE. Ltd.
160 Paya Lebar Road, #05-04
Orion Industrial Building
409022 Singapour
SCHNEEBERGER Korea Ltd.
UNION Center Building
1004, 10th FL
310, Gangnam-Daero,
­Gangnam-Gu, Seoul,
Korea 135-754
Tél
Fax
Tél.
Fax
Tél.
Fax
Tél.
Fax
+81 3 6435 7474
+81 3 6435 7475
+91 22 6461 0646
+91 22 6461 1756
+ 65 6841 2385
+ 65 6841 3408
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
JAPON
CHINE
CORÉE
日本シュネーベルガー株式会社
〒105-0001
東京都港区虎ノ門3-20-5
クレイン虎ノ門ビル7F
施耐博格(上海)传动技术有限公司
上海市长宁区
仙霞路137号盛高国
际大厦606室,上海 200051
서울시 강남구 강남대로 310
유니온센터 빌딩 1004호
우편번호 135-754
電話
ファクス
电话
传真
전화
팩스
03 6435 7474
03 6435 7475
Eメール:
[email protected]
+86 21 6209 0027
+86 21 6209 0102
邮箱:
[email protected]
+86 21 6209 0037 / 27
+86 21 6209 0102
E-Mail:
[email protected]
+82 2 554 2971
+82 2 554 3971
E-Mail:
[email protected]
+82 2 554 2971
+82 2 554 3971
이메일:
[email protected]
FONTE MINÉRALE SCHNEEBERGER
RÉPUBLIQUE TCHÈQUE
CHINE
CHINE
SCHNEEBERGER
Mineralgusstechnik s.r.o
Prumyslový park 32/20
350 02 Cheb – Dolní Dvory
SCHNEEBERGER Changzhou
Precision Systems Co. Ltd.
137 Hanjiang Road
Changzhou New district
213000 Changzhou, Jiangsu
施耐博格(常州)测试系统有限公司
汉江路137,常州新区,常州213022
Tél.
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Tél.
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+420 354 400 941
+420 354 400 940
+86 519 8988 3938
+86 519 8988 5115
+86 519 8988 3938
+86 519 8988 5115
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E-Mail:
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SERVICE COMMERCIAL SCHNEEBERGER
AUTRICHE ET
L’EUROPE DU SUD-EST
BENELUX
DANEMARK, SUÈDE
FRANCE
GRAND BRETAGNE
Mobile +43 676 935 1035
Mobile +31 6 5326 3929
Mobile +31 6 5326 3929
Mobile +33 6 0941 6269
Mobile
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
ISRAËL
POLOGNE, SLOVAKEI
RÉPUBLIQUE TCHÉQUE
RUSSIE, BÉLARUS
UKRAINE
ESPAGNE, PORTUGAL
ANDORRE
TURQUIE
Mobile +972 5 0551 7920
Mobile +420 6 0278 4077
Mobile +7 985 960 85 53
Mobile +38 050 407 6789
Mobile +37 529 860 0410
Mobile +34 69 559 05 99
Mobile
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
E-Mail:
[email protected]
www.schneeberger.com
2
+44 77 8814 5645
+ 90 545 320 83 55
20.2192/02/113/f/0.15/SRO/EG/Imprimée en Suisse. Toutes modifications techniques demeurent réservées.
+41 62 918 41 11
+41 62 918 41 00

Documents pareils