Broches de vissage électriques asservies – Contrôle couple et angle

Les opérations de vissage automatisé exigent une maîtrise des paramètres de serrage, particulièrement lorsque plusieurs assemblages filetés doivent être réalisés selon des consignes définies. Ces broches électriques asservies assurent la rotation et le pilotage du vissage en tenant compte du couple et de l'angle. Elles constituent un organe de vissage destiné à être intégré dans une installation d'assemblage.

Le système de commande associé offre la possibilité d'utiliser plusieurs programmes de vissage. Selon la configuration, le couple est géré par mesure de l'intensité moteur ou par jauge de contrainte. Des interfaces de communication permettent également d'envisager un échange avec les équipements d'automatisation de la ligne.

Des solutions pour différents postes de vissage automatisés

• Postes de vissage stationnaires : réaliser des opérations de serrage répétitives sur des pièces maintenues dans un montage d'assemblage.
• Modules de vissage sur axes XY : effectuer des opérations de vissage à différentes positions d'un ensemble mécanique.
• Cellules robotisées : associer une opération de vissage aux déplacements d'un robot, sous réserve de validation de l'intégration et des conditions de sécurité.

Points forts

• Maîtrise des paramètres de serrage : asservissement électrique avec gestion du couple et de l'angle.
• Souplesse de programmation : boîtier multiprogramme permettant de définir différentes configurations de vissage.
• Communication avec les automatismes : interfaces Profibus, Profinet ou Ethernet disponibles selon le boîtier retenu.

Deux principes de gestion du couple de vissage

Le couple de serrage peut être géré selon deux technologies : la mesure de l'intensité électrique absorbée par le moteur ou l'utilisation d'une jauge de contrainte.

La gestion par intensité exploite les informations électriques du moteur pour estimer le couple développé pendant le vissage. La jauge de contrainte repose sur une mesure mécanique permettant de déterminer le couple transmis.

Ces deux approches correspondent à des principes de mesure différents. Le choix dépend notamment de la précision recherchée et des exigences de contrôle de l'assemblage. Les performances exactes doivent être vérifiées pour la configuration de broche retenue.

Un boîtier de commande pour programmer les opérations de serrage

L'asservissement électrique s'appuie sur un boîtier de gestion permettant de définir les paramètres de vissage.

La fonction multiprogramme est particulièrement utile lorsqu'une installation doit réaliser plusieurs opérations de serrage avec des consignes différentes. Elle permet d'organiser les réglages dans le système de commande, sans limiter nécessairement le poste à une seule configuration de vissage.

Selon le boîtier sélectionné, des interfaces Profibus, Profinet ou Ethernet peuvent être disponibles pour communiquer avec les autres équipements d'automatisation. Le protocole doit être choisi en fonction de l'architecture de commande existante.

Intégration dans un poste de vissage automatique

Une broche électrique asservie constitue la motorisation de vissage d'un ensemble automatisé. Son intégration nécessite de tenir compte de la plage de couple à appliquer, de l'outillage de vissage, du positionnement de la pièce et de l'architecture de commande du poste.

L'association avec un module de vissage stationnaire, un système à axes programmables ou une cellule robotisée relève du dimensionnement de l'installation complète.

Les caractéristiques mécaniques, les raccordements et les fonctions de communication doivent donc être compatibles avec les équipements retenus. Pour une application robotisée collaborative, l'analyse de sécurité doit également porter sur l'ensemble de la cellule et non sur la seule broche.