Mécanismes d'alimentation de la presse de remplissage et sa simulation mécatronique
1996/03/01 Amasorrain, Xasio | Aranburu, Iñaki | Domaika, Ramon Iturria: Elhuyar aldizkaria
Le processus se déroule progressivement, en utilisant pour cela des queues de presse. Dans les presses initiales, des saucisses profondes sont réalisées et dans les dernières opérations de coupe et de finition. Les systèmes de transport de pièces d'une presse à l'autre ont varié au fil du temps, depuis le travail initial des opérateurs, en passant par des systèmes automatisés, laissant de côté le personnel. La dernière étape de ce développement est la presse transfer. Nous pouvons dire que Transfer est une presse unique qui effectue un remplissage progressif en plusieurs étapes, en utilisant le mécanisme de transfert pour transporter les pièces d'un pas à l'autre.
Ce type de presses plient au moins la productivité. Par conséquent, le mécanisme de transfert doit déplacer les poids lourds rapidement et précisément. Ces fonctions peuvent être effectuées par transfert mécanique ou électrique.
Transfert mécanique
Le moteur électrique des presses mécaniques est relié à une roue à haute inertie qui, sans à peine varier sa vitesse, apporte de l'énergie dans les moments dont elle a besoin. Par ses dimensions, le moteur et la roue sont situés au sommet de la presse. D'autre part, pour faciliter le réglage du système d'alimentation avec le mouvement des chariots de la presse et effectuer les mesures de sécurité, le mécanisme transfer est connecté à l'embrayage de frein utilisé pour fournir de l'énergie à la roue d'inertie. De cette façon, vous pouvez profiter de l'énergie de la roue et aucun autre moteur n'est nécessaire.
La figure 1 montre le schéma simplifié du mécanisme de transfert. On y observe que le mouvement de rotation de la roue est transmis des deux axes qui sont reliés par le cardinal après le réducteur à l'axe principal de cames. La loi de trois mouvements (avant/arrière, haut/bas et zabadu/fermé) contenant le mécanisme fixera les cames correspondantes. Le mouvement de translation qui est obtenu dans chaque moussant augmente dans le mécanisme des quatre barres et arrive ensuite à la table de presse.
Pour répondre aux tolérances de productivité et de fabrication requises par le marché, les mouvements du mécanisme de transfert doivent être très rapides et précis. Ces caractéristiques sont définies principalement par le profil de came: l'entrée et la sortie doivent être lisses et les mouvements à grande vitesse. Dans la plupart des cas, en raison de la grande hauteur des presses, la flexibilité et le petit jeu sont difficiles à maintenir. Par conséquent, les mouvements obtenus produisent vibrent au détriment des tolérances de fabrication. Bien que les vibrations résultent des fonctions complexes de la vitesse, elles présentent une tendance dominante de croissance associée à la vitesse, limitant la productivité de toute la machine.
L'utilisation du transfert électronique s'étend avec l'intention de faire face à tous ces inconvénients.
Transfert électronique
Le principal avantage de cette option réside dans la simplification du mécanisme et sa flexibilité de fabrication.
Le mauvais aspect se trouve dans la complexité du moteur électronique. Comme on peut le voir dans la figure 2, on utilisera l'autre moteur électrique autour de la table de presse. Par conséquent, la longueur du mécanisme, et donc la flexibilité et les jeux, sont considérablement réduits. Les cames et les mécanismes des quatre barres disparaissent et leur fonction est régie par le règlement électronique du moteur. Les composants qui apparaissent maintenant après le réducteur sont le couplage flexible et la fermeture à glissière et le pignon.
Cependant, le transfert électronique, en plus des problèmes de contrôle, présente également des problèmes de synchronisation et de sécurité.
Simulation mécatronique
Comme mentionné précédemment, le comportement du mécanisme d'alimentation est déterminant pour le bon fonctionnement de la presse transfer. D'autre part, ces systèmes s'adaptent aux besoins du client, exigeant une conception « ad hoc » et compte tenu du coût élevé de la presse transfer, toute défaillance a un grand impact économique.
C'est pourquoi, dans le développement de nouveaux modèles prédomine l'adéquation et le besoin de simulation. Cependant, son utilité peut être étendue à la détection des problèmes et à la confirmation préalable des améliorations des produits réalisés.
Les simulations sont basées sur des modèles. Pour le développement de modèles propres aux domaines de Mécanique, Électronique et Hydraulique, il existe depuis longtemps des techniques spécialisées. Cependant, si on veut simuler un comportement de détail dans un modèle d'une zone de ce type, ou si on veut réaliser un modèle de système de composants de différents domaines, c'est-à-dire le développement de modèles mécatroniques, cela devient un problème.
La méthode de développement des modèles Bond Graph permet de surmonter ces problèmes. La formulation de ce modèle est basée sur l'échange d'énergie, donc pour n'importe quel domaine est utilisé le même “langage”. D'autre part, la représentation graphique du modèle offre à des experts dans différents domaines la possibilité de le comprendre instantanément et de faire des propositions de changement tangibles. De plus, les logiciels disponibles sur le marché, après avoir vérifié que le modèle Bond Graph est correct, génèrent automatiquement des équations qui indiquent le comportement dynamique du système et, en définitive, s'intègrent pour effectuer la simulation.
Un exemple peut être vu dans la figure 3. Cet exemple correspond au modèle de transfert mécanique et a pris en compte les contacts à cames, les flexibilités et les jeux. Par rapport à l'accélération mesurée, la qualité du modèle est mise en évidence.
En transfert électronique, après avoir aligné le modèle Bond Graph autour du point d'équilibre, d'autres outils disponibles pour la Conception de Contrôle (Matlab, Matrix-x, etc.) sont utilisés pour accorder les paramètres de contrôle. Ensuite, vous pouvez entrer les paramètres fixés dans le modèle Bond Graph et obtenir des simulations concrètes de l'ensemble du système. Les conclusions de ce processus peuvent être vues dans la figure 4. Il a été réalisé pour un transfert électronique et simulé déplacements et accélérations simulant flexibilités, jeux et contrôle simultanément.
Conclusions
Il existe actuellement des modèles qui permettent la réalisation de produits complexes et/ou mécatroniques “bien et à la première”, ainsi que des méthodes pour leur développement et des méthodes pour les réaliser. Les simulations de transfert indiquées ont mis en évidence la force de la méthode de développement du modèle Bond Graph dans ce type de système.
L'auteur de presse FAGOR ARRASATE a adopté ces méthodes de simulation de la main d'IKERLAN, grâce au projet européen OLMECO impulsé par l'Union Européenne et au projet « Simulation de Systèmes Mécatroniques en Machine-outil », cofinancé par CICYT et le Gouvernement Basque.
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