Lineaire geleidingen
compenseren uitlijnfouten
Muylle Engineering uit Ardooie
is een typische constructeur van prototypes. Dit zijn machines die op maat, wens
en (soms) specificaties van de klant worden gebouwd. Muylle maakt bewust gebruik
van de zelfuitlijnende lineaire geleidingen van Rollon.
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française
De bouw van prototypes - of
speciaalmachines waarvan er één of hoogstens enkele worden geconstrueerd om
een welbepaalde opdracht te vervullen - laat zich weinig of niets vergelijken
met de seriematige productie van bijvoorbeeld gereedschapsmachines. Elke machine
is anders, stelt zo zijn eigen problemen en vraagt om al even specifieke
oplossingen. Bij een seriematig geproduceerde machine, dient éénmalig het
juiste compromis gezocht tussen prijs en kwaliteit, bij een prototype dient
telkens weer vanaf de basis te worden begonnen. De industrie eist steeds
snellere werkcycli, mét behoud van efficiëntie en betrouwbaarheid van de
steeds zwaarder belaste installaties of machines.
Op het niveau van de machinebouwer betekent dit dat hij de hem opgelegde eisen
qua betrouwbaarheid en levensduur ook dient door te trekken naar de
componentenleveranciers. De eindverantwoordelijkheid van het project blijft
immers te allen tijde bij hem liggen. Toch dient hij om kostprijstechnische
redenen, ook de juiste keuzes te maken. De fabrikanten van de componenten
reageren op deze tendens door te streven naar steeds hogere prestaties van hun
componenten, zowel inzake flexibiliteit als betrouwbaarheid en levensduur.
Steeds flexibeler
Een typisch voorbeeld van een componentenfabrikant die deze tendens volgt,
is Rollon. De Belgische invoerder Van Sichen verraste ons met een zéér kort
berichtje dat ‘er nieuwe geleidingen waren die uitlijnfouten tot 4 graden in
de langsrichting konden compenseren’.
De theorie was bij nadere lectuur zonder meer overtuigend (maar welke
promotieliteratuur is dat niet?), maar de invoerder bleek ook bereid ons in
contact te brengen met een machinebouwer die de Rollon-geleidingen effectief
gebruikt in zijn machines. Rollon ontwikkelde namelijk een geleiding, de
K-serie, met een nieuwe geometrie van de loopvlakken en looprollen. Deze
ontwikkeling komt tegemoet aan de vraag naar steeds flexibeler oplossingen. De
K-serie heeft namelijk speciaal geprofileerde loopbanen, die een bepaalde
verdraaiing van de lagers toelaten, zonder dat aan nauwkeurigheid ingeboet
wordt. De hieruit volgende 3-puntscontact-constructie maakt het mogelijk om
(voor de machinebouw) grote hoek- en hoogteafwijkingen te compenseren.
Afwijkingen van deze soort leiden normaliter tot vroegtijdige slijtage. Wanneer
het parallellisme tussen beide langsbalken van een portaal niet perfect is zal
of de constructie of de geleiding het begeven. Zo kan een rechtgeleiding van het
type K43, waarvan de twee elementen op 1 meter afstand van elkaar zijn
gemonteerd, een hoogteverschil tussen beide geleidingen compenseren van 50 mm.
Dit maakt dit type geleidingen bijvoorbeeld ook geschikt voor ‘moeilijker’
constructies, waarbij tussen beide geleidingen hoogteverschillen zijn.
Door nu een K- en een U-geleiding te combineren (Rollon fabriceert K-, U- en
T-geleidingen), ontstaat een volledig zelfcompenserende constructie. Volgens de
documentatie van de fabrikant zelf, is het zelfs het enige in zijn soort ter
wereld, dat bovendien hoge draaggetallen, momentcapaciteiten, lange levensduur
en goede lineaire nauwkeurigheid te bieden heeft.
Theorie in de praktijk
Hoe ziet deze theorie er nu in de praktijk uit? Bij Muylle Engineering zagen
we een portaalinstallatie voor het verlijmen van sandwichpanelen. Drager en
isolatiemateriaal in plaatvorm worden via rollenbanen aangevoerd, door
vacuümgrijpers opgenomen, gepositioneerd en verlijmd. Vervolgens wordt het
afgewerkte paneel afgevoerd. De geleidingen zijn hier zo’n 4 meter lang, op
beide zijden gemonteerd op een onderlinge afstand van circa 3 meter. Om het
paralellisme tussen beide portaalzijden te verzekeren, is een overbrugging
tussen beide zijden gelast. Desondanks kunnen door verschillende factoren kleine
afwijkingen optreden. Voor Rollon werd gekozen omdat de lineaire geleidingen
over deze afstand uitlijnfouten tot 1 à 2 mm kunnen compenseren. Nog een
voordeel is dat de geleidingen, precies omdat ze uitlijnfouten opvangen, op
onbewerkte oppervlakken kunnen gemonteerd worden. Door de zelfcorrigerende
constructie van de geleidingen, zullen er geen mechanische vervormingen
optreden. Zulke vervormingen liggen aan de basis van voortijdige slijtage en
kunnen de levensduur van de installatie drastisch verkorten. Als het
parallellisme niet perfect is, zal de rechtgeleiding bij elke verplaatsing
vervormen en overbelast worden. Dit kan leiden tot ongewenste trillingen en
overmatige slijtage, met alle gevolgen vandien.
Een tweede machine die we zagen, was een automaat voor het overwikkelen van
grote rollen folie naar kleinere. Het afschuiven gebeurt via de lineaire
geleidingen. Hier was het voornaamste argument de montagemogelijkheid op
onbewerkte oppervlakken. De geleidingen zijn bevestigd op koudgewalste
kokerprofielen en zijn 3,60 meter lang.
Bert Belmans
Guidages
linéaires
Compensation des erreurs de redressage
Muylle Engineering à Ardooie
est un constructeur typique de prototypes. Il s’agit de machines qui sont
construites sur mesure, selon les besoins et (parfois) selon les spécifications
du client. Muylle a consciemment opté pour les guidages linéaires
auto-redresseurs de Rollon.
La construction de prototypes -
ou de machines spéciales qui ne seront réalisées qu’en un seul ou tout au
plus quelques exemplaires, destinées à une mission bien précise - n’offre
que très peu de points de comparaison avec la production sérielle de
machines-outils, par exemple. Chaque machine est différente, pose ses propres
problèmes et demande ses propres solutions spécifiques. Dans le cas de
machines qui sont produites en série, il suffit de rechercher une seule fois le
compromis adéquat entre le prix et la qualité. Dans celui d’un prototype, il
faut à chaque fois repartir de la base. L’industrie exige des cycles de
fonctionnement toujours plus rapides, offrant toujours la même efficacité et
la même fiabilité de la part des installations ou machines de plus en plus
lourdement chargées.
Au niveau du constructeur de machines, cela implique qu’il transmette à ses
propres fournisseurs de composantes les exigences de fiabilité et de
longévité qui lui sont imposées. En effet, la responsabilité finale du
projet sera toujours de son ressort. Il devra pourtant également baser ces
choix sur des motifs économiques. Les fabricants de ces composantes réagissent
à cette tendance en visant des prestations toujours plus performantes de leurs
composantes, tant sur le plan de la flexibilité que sur celui de la fiabilité
et de la longévité.
Toujours plus flexible
Rollon est un exemple type d’un fabricant de composantes qui suit cette
tendance. L’importateur belge de Sichen nous a surpris avec l’annonce
particulièrement brève de l’apparition de nouveaux guidages qui sont
capables de compenser des erreurs de redressage atteignant jusqu’à 4 degrés
dans le sens de la machine.
A la relecture de cette annonce, la théorie semblait convaincante (mais quelle
littérature promotionnelle ne l’est pas ?) mais l’importateur s’est
également déclaré prêt à nous mettre en contact avec un constructeur de
machines qui utilise effectivement les guidages Rollon dans ces machines. Rollon
a, en effet, développé un guidage, la série K, équipé d’une nouvelle
géométrie des surfaces de roulement et des galets de roulement. Ce
développement constitue une réponse aux besoins de solutions toujours plus
flexibles. La série K dispose, en effet, de pistes de roulement spécialement
profilées qui permettent une certaine distorsion des roulements sans faire
quelque concession que ce soit à la précision. Il en découle une construction
à 3 points de contact qui permet de compenser d’importantes déviations d’angle
et de hauteur (pour la construction de machines). Normalement, de telles
déviations débouchent sur une usure précoce. Lorsque le parallélisme entre
les deux poutres longitudinales d’un portique n’est pas parfait, la
construction ou le guidage finira par céder. C’est ainsi qu’un guidage
linéaire de type K43, dont les deux éléments sont montés à 1 mètre de
distance mutuelle, peut compenser une différence de hauteur de 50 mm entre les
deux guidages. Ce type de guidage convient dès lors également pour les
constructions « plus difficiles » qui présentent des différences
de hauteur entre les deux guidages.
En combinant un guidage de type K avec un autre de type U (Rollon fabrique des
guidages de types K, U et T), on obtient une construction à compensation
entièrement automatique. Selon la documentation du fabricant lui-même, il s’agit
d’ailleurs de l’unique guidage au monde qui soit capable d’offrir des
portées élevées, des capacités instantanées, des longévités importantes
et une bonne précision linéaire.
La théorie en pratique
Qu’observe-t-on lorsque cette théorie est mise en pratique ? Chez
Muylle Engineering, nous avons pu observer une installation de portique pour le
collage de panneaux sandwichs. Les porteurs et les matériaux d’isolation sont
amenés sous forme de panneaux via des pistes de roulement, ils sont soulevés
et positionnés par des équipements de préhension à vide pour être ensuite
collés. Le panneau fini est ensuite évacué. Les guidages ont une longueur d’environ
4 mètres, ils sont montés à une distance mutuelle d’environ 3 mètres. Une
passerelle est soudée entre les deux guidages afin d’assurer le
parallélisme. Un certain nombre de facteurs peuvent toutefois occasionner de
légères déviations. On a opté pour Rollon parce que les guidages linéaires
peuvent compenser des erreurs de redressage, atteignant jusqu’à 1 ou 2 mm,
sur une telle distance. Un autre avantage est que les guidages peuvent être
montés sur des surfaces non traitées puisqu’ils sont capables de compenser
des erreurs de redressage. La construction à correction automatique des
guidages permettra d’éviter les distorsions mécaniques. De telles
distorsions sont à la base d’une usure précoce et peuvent considérablement
raccourcir la longévité d’une installation. Si le parallélisme n’est pas
parfait, le guidage linéaire subira des distorsions et des surcharges lors de
chaque déplacement. Ces distorsions et surcharges provoqueront des vibrations
indésirables et une usure démesurée avec toutes les conséquences néfastes
qui en découleront.
Nous avons pu observer une
seconde machine qui est une installation de dévidage, destinée à la
répartition de grosses bobines de pellicule en bobines plus petites. Le
cisaillement s’opère via les guidages linéaires. L’argument principal en
faveur de Rollon a été la possibilité de montage sur des surfaces non
traitées. Les guidages sont fixés sur des profilés tubulaires laminés à
froid et atteignent une longueur de 3,60 m.
Bert Belmans
