Un système de mouvement linéaire doit se déplacer de manière précise et contrôlée. Pourtant, des vibrations indésirables peuvent apparaître lors des accélérations, des décélérations ou du positionnement. Cela a des conséquences sur la précision, l’usure et la durée de vie des composants. Les vibrations dans les systèmes de mouvement linéaire peuvent avoir différentes causes, allant du jeu mécanique à des paramètres logiciels incorrects. En analysant correctement leur origine, il devient possible de déterminer les ajustements nécessaires pour rendre le mouvement plus stable. Mais ici aussi, mieux vaut prévenir que guérir.
Quelles sont les causes des vibrations dans les systèmes de mouvement linéaire ?
Un axe linéaire qui vibre ne signifie pas automatiquement que le guidage lui-même présente un problème. Dans la pratique, nous constatons que la cause se situe souvent ailleurs dans le système. Le jeu mécanique, une rigidité insuffisante, un mauvais alignement, la résonance et des paramètres logiciels incorrects sont des causes fréquentes. Parfois, il s’agit d’un seul problème clairement identifiable. Dans d’autres cas, plusieurs facteurs se renforcent mutuellement.
Le jeu mécanique en est un bon exemple. Lorsque les composants ne sont pas suffisamment solidement fixés entre eux ou qu’il existe trop de jeu dans l’entraînement, des mouvements indésirables apparaissent. Cela peut notamment provoquer des vibrations de l’axe lors des accélérations et des décélérations. La rigidité de la structure joue également un rôle. Une plaque de montage trop fine ou un châssis de machine insuffisamment rigide peut se déformer sous l’effet de la charge. Cette déformation se répercute sur le mouvement de l’axe.
Mauvais alignement et résonance
Un mauvais alignement peut également provoquer des problèmes et des vibrations. Si les rails de guidage ou les composants de l’entraînement ne sont pas correctement positionnés les uns par rapport aux autres, des forces supplémentaires et une résistance irrégulière apparaissent. Le mouvement devient alors moins fluide que prévu. Cela peut se manifester par des vibrations ou un fonctionnement saccadé.
Une autre cause est la résonance. Chaque structure de machine possède ses propres fréquences naturelles auxquelles elle entre facilement en vibration. Lorsque le mouvement de la machine excite l’une de ces fréquences, les vibrations peuvent s’amplifier. Ainsi, un axe linéaire peut fonctionner sans vibrations à faible vitesse, puis commencer soudainement à vibrer à une certaine vitesse de rotation.
Les conséquences des vibrations sur la précision et la durée de vie
Un axe linéaire qui vibre peut être positionné avec moins de précision. Le chariot continue alors à bouger brièvement après l’arrêt, ce qui empêche la position souhaitée de se stabiliser immédiatement. Cela peut poser des problèmes lors d’opérations de précision ou de la prise et du placement répétés de produits.
Les vibrations provoquent également des charges variables sur les chariots de guidage, les rails et l’entraînement. Cela peut accélérer l’usure et réduire la durée de vie des composants. L’ampleur de cet effet dépend de l’intensité des vibrations, de la charge et de la durée de fonctionnement.
Évaluer la sensibilité aux vibrations dès la conception de la machine
Un guidage rigide ne suffit pas si la structure sur laquelle il est monté se déforme sous l’effet des efforts. C’est pourquoi la réduction des vibrations commence dès la conception globale, lors de la phase d’ingénierie.
Grâce à une analyse FEM, un calcul dans lequel la conception est numériquement divisée en petits éléments, vous pouvez, en tant qu’ingénieur, étudier la rigidité et les fréquences naturelles. Cela permet d’identifier les parties sensibles à la résonance. Les résultats aident, par exemple, à renforcer une plaque de montage ou à modifier les supports avant la construction de la machine.
Il convient également de vérifier le logiciel utilisé. Une régulation du moteur trop réactive ou un profil de mouvement comportant des accélérations brusques peut en effet provoquer des mouvements indésirables.
Comment déterminer la cause des vibrations ?
Un bon diagnostic commence par une question : à quel moment les vibrations apparaissent-elles ? Le comportement pendant l’accélération, à vitesse constante et à l’arrêt fournit différents indices.
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Lors des accélérations ou des décélérations, le profil de mouvement ou la régulation du moteur peut jouer un rôle.
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Dans une plage de vitesse précise, la résonance est une explication possible.
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À une position précise de la course, il est utile de contrôler l’alignement, le montage et les résistances locales.
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Après avoir atteint la position finale, il est possible d’examiner les vibrations résiduelles de la structure ainsi que la régulation.
Des mesures effectuées sur l’axe et le châssis permettent ensuite de localiser la source des vibrations. L’écart de position enregistré par le système de commande fournit également des informations utiles. En cas de fonctionnement saccadé, il est par ailleurs conseillé de vérifier la lubrification et la présence éventuelle de saletés.
Attention donc : réduire uniquement la vitesse de rotation peut atténuer le phénomène sans éliminer sa cause sous-jacente.
Quelles modifications permettent de réduire les vibrations dans les systèmes de mouvement linéaire ?
Les vibrations dans les systèmes de mouvement linéaire peuvent être réduites de différentes manières. Une structure rigide, un soutien suffisant et un alignement correct du guidage et de l’entraînement permettent d’obtenir un mouvement plus stable. Le montage joue également un rôle important. En veillant à ce que les composants soient correctement adaptés les uns aux autres, les forces et les mouvements indésirables sont limités autant que possible.
Des ajustements de l’entraînement et de la régulation du moteur peuvent également être utiles. En permettant à l’axe d’accélérer et de décélérer de manière plus progressive, il est possible de réduire les vibrations et les mouvements résiduels. La modification la plus efficace dépend de l’ensemble du système de mouvement. Vous ne parvenez pas à identifier la cause ou à trouver la bonne solution ? Chez LM Systems, nous sommes à votre disposition pour réfléchir avec vous à une approche adaptée.
Choisissez les bons composants linéaires
Tous les guidages linéaires ne réagissent pas de la même manière aux charges variables et aux vibrations. Le choix approprié dépend notamment de la précision souhaitée, de la masse en mouvement et de la rigidité de l’ensemble de la structure. Une bonne évaluation de ces caractéristiques, par exemple en collaboration avec un expert de LM Systems, permet de limiter les problèmes pendant l’utilisation. Nous proposons différents types de guidages linéaires pour de nombreuses applications dans la construction de machines. Au sein de notre gamme, les différentes versions et leurs caractéristiques techniques peuvent être facilement comparées, et la précharge est réglée à l’avance pour obtenir la rigidité appropriée.
Vous souhaitez en savoir plus sur les possibilités ? Grâce à notre service d’assistance technique aux ingénieurs, nous sommes à votre disposition pour réfléchir avec vous à votre conception et aux spécifications nécessaires.