Les composants pneumatiques sont fréquemment utilisés dans divers types de machines et d’installations. La technologie est aisément déployable, très compacte, légère et à haute densité énergétique. Des mouvements linéaires et rotatifs peuvent être facilement réalisés. Pour les applications où une système pneumatique classique ne convient plus, les systèmes de positionnement électriques sont souvent une meilleure solution.
Les composants pneumatiques sont fréquemment utilisés dans divers types de machines et d’installations. La technologie est aisément déployable, très compacte, légère et à haute densité énergétique. Des mouvements linéaires et rotatifs peuvent être facilement réalisés. Le pilotage d’un mouvement à partir d’un PLC est également très simple ; selon le distributeur mis en oeuvre (monostable ou bistable), une ou deux sorties digitales est/sont utilisée(s) pour commuter le distributeur et réaliser ainsi le mouvement de va-et-vient d’un vérin. Les contacts de fin de course montés sur le vérin (en général des contacts magnétiques qui réagissent à l’aimant intégré dans le piston) se ferment lorsque la position d’entrée ou de sortie est atteinte.
Mais la simplicité d’un système pneumatique classique a aussi un prix : seules deux positions stables sont possibles, la position d’entrée et de sortie, et la vitesse du mouvement - donc le temps de cycle qui en résulte - n’est pas constant et dépend de paramètres comme la pression de l’air comprimé, la température et la charge.
Pour la production et la distribution d’air comprimé, une installation de compression et un réseau de conduites d’air comprimé sont nécessaires. C’est un investissement considérable, qui nécessite une maintenance adaptée pour prévenir les fuites et garantir un air comprimé de qualité.
Pour les applications où un système pneumatique classique ne convient plus, les systèmes de positionnement électriques sont souvent une meilleure solution.
Pensons aux mouvements dont les positions doivent pouvoir être facilement modifiées, ou lorsqu’un réglage précis de la vitesse et de la force est requis, ou lorsqu’il faut accélérer et décélérer en douceur pour obtenir des mouvements sans à-coups, ou au contraire réaliser des mouvements hautement dynamiques ou encore lorsqu’il n’y a pas d’air comprimé disponible, dans les applications mobiles comme les AGV par exemple.
Festo propose aujourd’hui une alternative électrique à pratiquement tous les composants pneumatiques de son assortiment. Notre série d’entraînements compacts en est une belle illustration:
Ces composants électromécaniques doivent bien entendu être entraînés. Festo a posé un choix parmi les servomoteurs synchrones, les servomoteurs BLDC et les moteurs pas à pas.
Pour les unités compactes illustrées plus haut, dont les mouvements sont courts et les charges varient de quelques kilos à plusieurs dizaines de kilos, le choix se porte généralement sur les moteurs pas à pas. Nous optons bien souvent pour des moteurs pas à pas avec un encodeur intégré afin de pouvoir les piloter comme un servo système et profiter ainsi des avantages et des garanties associées : le rétrocouplage de la position actuelle, qui permet de réaliser le mouvement avec une certitude de 100%, l’opportunité de régler la force et le couple, l’ optimalisation de la consommation d’ énergie, une solution économique par la mise en œuvre de la technologie du moteur pas à pas, sans en avoir ses inconvénients bien connus de cette technologie que sont la fréquence de résonnance ou la chute du couple avec la vitesse.
Par ailleurs, ces systèmes ont un rendement énergétique élévé, un paramètre qui compte de plus en plus lors du choix d’une technologie. L’électricité est directement utilisée en tant que source d’énergie et est omniprésente dans l’entreprise.
Comme décrit précédemment, le pilotage d’un mouvement pneumatique est très simple. Mais saviez-vous que ce l’est tout autant avec un système électrique ?
Dans sa configuration la plus simple, le contrôleur de moteur CMMO-ST-DIO de Festo peut se comporter comme un système pneumatique classique, mais avec les avantages d’un système de positionnement électrique. Jusqu’à 7 enregistrements de positions peuvent être mémorisés, chaque enregistrement ayant sa propre position, vitesse et accélération. Le démarrage du mouvement souhaité est simple : chaque enregistrement a son entrée spécifique. Une fois l’entrée activée, le contrôleur de moteur CMMO-ST réalise le mouvement choisi, vers la position mémorisée, avec une vitesse et une accélération spécifiques. Une fois la position prédéfinie atteinte, une sortie digitale du contrôleur est activée afin que le PLC sache que la position demandée est réellement atteinte. C’est tout !
C’est comme si, dans un système pneumatique, vous aviez un distributeur à 7 bobines, chaque bobine correspondant à une autre position du vérin, avec un capteur sur chacune des positions.
Dans les machines et les installations modernes, un bus de terrain est généralement utilisé pour permettre aux différents composants de l’installation de fonctionner ensemble. Pensez à Profinet, EtherCAT, EthernetIP, Modbus,...
Nos servovariateurs de la série CMMT supportent ces bus de terrain. Ils s’intègrent de manière transparente dans les réseaux des fournisseurs de PLC connus, ce qui facilite le pilotage d’un système de positionnement électrique par un bus de terrain.
Le servovariateur CMMT-ST s’intègre parfaitement dans les systèmes décrits ici pour piloter des moteurs pas à pas. Alimenté en 24 ou 48VDC, cette unité compacte peut réaliser des mouvements de point à point simples mais peut aussi fonctionner en mode interpolé.
Ce servovariateur dispose en outre de capacités de synchronisation, par rapport à une bande transporteuse par exemple.
Cela permet de réaliser une configuration comme illustré ci-dessous et de suivre par exemple le contour d’une pièce pour y appliquer une bande de colle.