La machine ne se positionne pas de manière constante et, lors de l’inversion du sens de mouvement, un court délai apparaît. Ce phénomène est appelé backlash ou jeu de renversement. Il constitue une source majeure d’incertitude tant pour l’opérateur que pour le concepteur. Chez LM Systems, nous comprenons que la précision constitue la base d’un processus de production fiable. Dans cet article, nous approfondissons la problématique du jeu dans les systèmes linéaires. Nous analysons les causes et présentons les solutions techniques que nous proposons en tant que partenaire d’ingénierie afin de garantir votre précision.
Backlash indésirable (jeu)
En pratique, le backlash se manifeste souvent par des écarts dimensionnels dans le produit final. Lors de l’usinage d’un cercle, par exemple, un léger aplatissement apparaît aux transitions de quadrant. Cela se produit parce que l’entraînement fait tourner la vis, mais le chariot ne suit pas immédiatement. Outre les erreurs de positionnement, un jeu excessif entraîne une instabilité dans la boucle de régulation du servomoteur. Le moteur tente de corriger la position, mais la zone morte engendre une vibration appelée « hunting ». Cela provoque une usure supplémentaire des composants et réduit la durée de vie de l’ensemble de la machine.
L’usure est un facteur bien connu dans les systèmes existants. Toutefois, la cause réside souvent déjà dans la sélection initiale des composants. Sous de fortes charges ou à des vitesses élevées, les chemins de roulement ou les billes se déforment si la rigidité de la construction est insuffisante. Sans mesures appropriées, cela conduit donc à une machine imprécise qui ne respecte pas les tolérances définies.
Précharge pour un mouvement linéaire sans jeu
La méthode la plus efficace pour éviter le backlash consiste à appliquer une précharge. Dans une vis à billes, cela est réalisé en équipant l’écrou de billes légèrement plus grandes que l’espace entre les chemins de roulement. Il en résulte une charge interne contrôlée. Cette précharge garantit un contact constant entre les billes et la vis, éliminant ainsi totalement le jeu.
Il existe différents niveaux d’application de cette technique. Un écrou simple avec des billes surdimensionnées constitue une solution pour des charges moyennes. Pour les applications nécessitant une rigidité extrêmement élevée, nous utilisons des écrous doubles montés en opposition. Le résultat est un mouvement linéaire qui réagit immédiatement à chaque rotation du moteur, sans aucun retard ni hystérésis.
Tolérances extrêmement serrées
Chez LM Systems, nous ne fournissons pas des produits standard sortis d’une boîte, mais nous offrons de la fiabilité. Nos composants se distinguent par des tolérances extrêmement serrées et une grande pureté des matériaux. Là où le marché standard s’arrête à une précision acceptable, nous allons plus loin en analysant les charges dynamiques admissibles et la rigidité sous des températures variables.
Notre objectif est de réduire le coût total de possession. Une vis correctement préchargée et lubrifiée selon un intervalle adapté fonctionne pendant des années sans perte de précision. Nous démontrons notre qualité au moyen de spécifications techniques basées sur des diagrammes de charge et des calculs réels. Avec nous, vous avez la garantie que la solution choisie fonctionne effectivement dans les conditions exigeantes de votre application spécifique.
Exemples de systèmes sans backlash dans la construction de machines haut de gamme où LM Systems peut intervenir :
- Dans les centres d’usinage CNC, où chaque micromètre compte pour l’ajustement des pièces. Une rigidité élevée est nécessaire pour absorber les forces de coupe sans déviation de l’outil.
- Dans les robots pick-and-place de l’industrie électronique. Les accélérations y sont extrêmement élevées et la tête doit s’arrêter instantanément à la position correcte pour placer de petits composants.
- Dans les technologies médicales, comme les appareils IRM ou les robots chirurgicaux. Une fiabilité absolue et un mouvement fluide sans à-coups sont essentiels pour la sécurité du patient.
- Dans les systèmes de dosage de haute précision de l’industrie pharmaceutique, où le déplacement de la vis détermine exactement la quantité de liquide délivrée.
Cette valeur ajoutée réside dans la traduction d’un problème technique en une machine fonctionnelle. Les ingénieurs de LM Systems agissent comme partenaires de réflexion pour vos concepteurs. Nous réalisons des modifications dans notre propre atelier, allant de l’adaptation des extrémités de vis à l’application de revêtements spéciaux pour des environnements corrosifs.
Collaborer avec nos ingénieurs
Quand choisir le zéro backlash
Le backlash est-il toujours un problème ? Dans les systèmes de réglage simples à positionnement manuel, un léger jeu est souvent acceptable et plus avantageux économiquement. Le choix d’une solution sans jeu devient nécessaire dans les cas suivants :
Lorsque la répétabilité dans les deux sens doit être inférieure à 0,02 millimètre, un système préchargé est indispensable. Dans les processus dynamiques avec de nombreux changements de direction, l’élimination du jeu est également nécessaire pour éviter les vibrations. Si la machine doit fonctionner dans un environnement automatisé avec des boucles de régulation fermées, nous recommandons toujours un système avec une précharge définie afin de garantir la stabilité du contrôle.
Collaborer pour obtenir des résultats
Vous avez pu constater à quel point la limitation du backlash est essentielle pour toute machine devant atteindre un haut niveau de précision. En choisissant une précharge adaptée et des composants de haute qualité, vous réduisez les risques de conception et augmentez la fiabilité de votre installation. LM Systems est prêt à vous accompagner avec une expertise technique approfondie et des solutions sur mesure parfaitement adaptées à votre défi. Contactez-nous et découvrez ce que le sur-mesure peut apporter à votre application.