Moteurs linéaires

Les servo-contrôleurs XENAX® Xvi peuvent être alimentés séparément pour la logique et l’alimentation.

• Logique : 24 VDC / 0,3 A par axe
• Alimentation : 24 - 72 VDC / 5 A + 3 A par axe supplémentaire

La pleine puissance des axes à moteurs linéaires est atteinte dès 24 V. En raison du back EMF, les LINAX® Lxu et Lxs très dynamiques sont alimentés à 48 V pour des vittesses plus grandes que 1 m/s et à 75 V pour plus que 2,5 m/s.

Les fonctionnalités Forceteq® sont disponibles avec les commandes cycliques (PDO).

• I_Force Actual LINAX®/ELAX®, 2005h
• Limit I_Force, 6073h

Pour les SDOs, les alternatives suivantes sont à disposition :

• Direct commands, no parameter, 5000h
• Read parameter, XENAX®, 5001h
• Write parameter, XENAX®, 5002h
• Read / Write parameter XENAX®, 5003h

Vous trouverez plus d’informations sur la communication dans notre documentation relative au protocole CanOpen Ethernet.

Les aimants permanents des axes à moteurs linéaires génèrent des champs magnétiques dès lors que les aimants sont orientés vers l'extérieur.

Sur les LINAX® Lxc et ELAX® Ex, c’est le cas sur le dessous des chariots dès lors qu’ils sont sortis.

Avec les LINAX® Lxs et Lxu, aimants permanents se trouvent sur le dessus de la plaque de base. Donc l’action du champ magnétique est directement dirigée vers l’extérieur.

Pour des informations plus détaillées concernant l'effet du champ magnétique, nous sommes à votre entière disposition.

Afin de garantir toutes les fonctions de sécurité, les modules SMU sont installés et certifiés de manière stricte selon les dispositions du TÜV. Les modules de bus de terrain sont soumis à un examen de fonctionnement complet correspondant.

C’est pourquoi, l’ajout de modules optionnels n’est possible uniquement en usine chez Jenny Science.

Par le passé, notre expérience des contrôleurs tiers à montré des difficultés et des pannes récurrentes. Un angle de commutation erroné ou une erreur de paramétrage provoquent un fonctionnement des moteurs avec un degré d’efficacité inadapté et surchauffent. L’absence de suivi de température pourrait également conduire à une combustion du bobinage. Dans ce contexte, nos axes ont logiquement été considérés comme défectueux. Depuis, nous n'autorisons plus de contrôleurs tiers.

Tant que la logique reste active, la position de référence est préservée. Après chaque redémarrage de la logique, une course de référence est nécessaire. Avec les axes à moteurs linéaires LINAX®, la course est effectuée sur 2 marques de référence (course max. 20 mm).

Sur les axes à moteurs linéaires ELAX®, la prise de référence se fait sur la butée mécanique interne (chariot entré ou sorti). Pour garantir la grande précision, la référence est calibrée avant la livraison. Après la course de référence, le point zéro et le point maximum se trouvent à env. 1 mm des butées mécaniques de fin de course.

Le module de sécurité SMU est nécessaire dès lors qu’une machine dooit respecter les directives de sécurité fonctionnelles édictées par le TÜV. Grâce au module SMU, toutes les fonctions sont déjà intégrées dans le XENAX® Xvi 75V8, ce qui permet d'éviter les efforts de câblage et l'utilisation de matériel supplémentaire.

Fonction de sécurité avec module SMU (Safety Integrity Level 2)

• STO: Safe Torque Off (Coupure de sécurité de la puissance)
• SS1: Safe Stop 1 (arrêt, suivi d’une coupure de la puissance)
• SS2: Safe Stop 2 (position d’arrêt maintenue, en cas de mouvement coupure de la puissance)
• SLS: Safely Limited Speed (Sécurité par limitation de vitesse , fonction SS2 en cas de dépassement de vitesse)

Alternativement, le STO peut être doté d’un arrêt de sécurité (coupure de l’alimentation électrique) ou du XENAX® Xvi Pin 9 avec coupure du convertisseur principal à oscillateur bloqué au niveau terminal après xxx ms, pour l’arrêt de l’axe ST1.

Alternativement, le STO est possible avec une mise hors tension sécurisée (coupure de l'alimentation) ou au travers de la pin 9 du XENAX® Xvi pour la coupure de l'étage de puissance après xxxms pour arrêter l'axe.

Pour un fonctionnement horizontal de l’axe à moteur linéaire, la charge est déplacée grâce à la force de poussée du moteur linéaire. Une approche judicieuse consiste à choisir le moteur linéaire de telle sorte que la charge maximale permette encore une accélération de 1 g = 9,81 m/s2, correspondant à l’accélération en chute libre, pour donner une dynamique moyenne.

Dans cette hypothèse, la charge correspondante peut être calculée très simplement selon le modèle d’axe. Pour l’accélération, nous utilisons la force pointe, qui correspond à trois fois la force nominale sur nos moteurs linéaires.

Des charges plus importantes peuvent également être déplacées, mais l'accélération et la vitesse sont réduites. De ce fait, le temps de déplacement est plus long. Une accélération de ½ g doit encore être atteinte, la charge maximale est alors le double des charges calculées ci-dessus.

L'objectif doit toujours être d'obtenir la charge la plus faible possible, c'est-à-dire une structure avec des parties ajourées et une faible masse.

Les guidages mécaniques sont conçus pour des forces bien supérieures à celles que le moteur linéaire peut déplacer. Cela signifie que les opérations d'assemblage vertical ou d'emboutissage sont possibles sans aucun problème. Ces charges maximales se trouvent dans la rubrique "Valeurs de charge caractéristiques" du document LINAX® Lxx (PDF) ou ELAX Ex F20 (PDF).

Précision bidirectionnelle absolue

La précision absolue varie selon la position du point de mesure par rapport à la tête de lecture de l'encodeur. La précision mécanique de l’axe linéaire affecte la précision absolue en fonction du roulis, du tangage, du lacet et de la distance jusqu’à la tête de mesure. La précision absolue peut être mesurée uniquement de façon ciblée sur un point de mesure de la structure mécanique. Nous sommes en mesure de pratiquer de telles mesures grâce ä un laser interféromètre.

Variation de longueur de la règle de mesure linéaire en fonction de la température

Les règles linéaires affichent une variation de longueur selon la température qui influent sur la course.

• Règle optique : 0,85 µm par degré et 100 mm de course
• Règle magnétique : 1,1 µm par degré et 100 mm de course

Axes à moteurs linéaires LINAX®

Chaque axe à moteur linéaire LINAX® requiert un câble moteur et un câble encodeur. Ces câbles peuvent être commandés dans les trois variantes suivantes. La longueur des câbles respectifs peut être sélectionnée (longueur totale max. 20 m)

Axes à moteurs linéaires ELAX® et axes rotatifs ROTAX®

Ils sont tous deux dotés d’un câble TPU développé en interne qui réunit la fonction de câble moteur et de câble encodeur. Comme avec la gamme LINAX®, les trois variantes affichées peuvent être sélectionnées. Pour la variante 3, le blindage spécifique des câbles ELAX® impose de se limiter au maximum à un câble intermédiaire.

Nos axes à moteurs linéaires sont conçus pour une vitesse maximale de 4 m/s. Cependant, une certaine distance doit pouvoir être parcourue. Nous pouvons volontiers nous charger du calcul de ces données avec notre « Cycle Calculator » en fonction de votre application.

L'accélération maximale possible et la force maximale peuvent être obtenues directement à partir de la désignation du moteur.

Exemple LINAX® Lxs 400F60

La valeur "....F60" correspond à la force nominale de 60 N (cycle de service de 100 %).
La force de pointe est trois fois supérieure à la force nominale, dans ce cas 180 N.

Force de poussée maximale = 180 N

L'accélération a est calculée à partir de F=m*a -> a=F/m
Exemple charge externe = 1500 g, mSlide = 950 g, voir données LINAX® Lxs xxxF60
m = mChariot + mCharge externe = 2,45 kg

Accélération maximale a = 180 N / 2,45 kg = 73,5 m/s2 --> 73,5 / 9,81 = 7,5 g

Note sur le cycle de travail :

Pour la force nominale, le cycle de fonctionnement est de 100%. Pour trois fois la force nominale, il faut trois fois le courant. La perte de puissance augmente de façon quadratique. PV = I2*R. La perte de puissance lors de l'utilisation de la force maximale est 9 fois plus importante. Par conséquent, la force maximale ne peut être utilisée que pendant un cycle de service de 1/9 -> 11 %.

En cas d’installation verticale d'un axe à moteur linéaire, la charge ne doit jamais tomber en cas d’absence de courant. Pour cela, une compensation de masse ajustable est disponible pour les différents axes à moteurs linéaires et doit toujours être ajoutée.

Bus de terrain

Beckhoff (EtherCAT), SIEMENS (Profinet), B&R (Powerlink) AllenBradley/Rockwell (Ethernet/IP), CanOpen

TCP-IP

Labview, C-Sharp, …. (protocole ASCII ouvert)

Les fonctions Forceteq® intégrées au XENAX® Xvi sont disponibles avec tous les axes à moteurs linéaires et rotatifs. La différence entre les différents types d’axes réside dans leur résolution, leur précision et la force minimale appliquable. Ces facteurs sont expliqués plus en détail au point suivant.