Imaginez qu'un produit transporté sur un convoyeur à bande se déplace de manière intempestive. L'absence d'un commutateur de fin de course à l'extrémité de la bande pour arrêter le processus pourrait endommager le produit et l'équipement ou présenter un risque pour la sécurité de l'opérateur et de l'installation. C'est le risque encouru par les systèmes de commande de machines comportant des pièces mécaniques mobiles. Nous aborderons différents types de commutateurs de fin de course et leur rôle essentiel dans de nombreux domaines, notamment la sécurité et la mécanique.
La nécessité des commutateurs de fin de course a été identifiée il y a plus de 100 ans. Le premier « coupe-circuit automatique pour transformateur » a été breveté en 1906 et est essentiellement identique à de nombreux commutateurs de fin de course modernes encore utilisés aujourd'hui. Les commutateurs de fin de course ont de nombreuses utilisations. On les trouve dans les outils électriques et les produits de consommation. Une tronçonneuse est équipée d'un commutateur de fin de course qui arrête la lame dès que la main de l'opérateur ne maintient plus l'interrupteur en position marche. De même, un commutateur de fin de course sur une porte de garage électrique arrêtera le moteur lorsque la porte atteindra la position complètement ouverte ou fermée.
Les composants des commutateurs de fin de course varient principalement en fonction de 6 spécifications :
- Type d'actionneur
- Dimensions
- Exigences environnementales
- Matériaux
- Spécifications électriques
- Configuration de la prise / du montage
Type d'actionneur
Systèmes de commande Tous les commutateurs de fin de course mécaniques sont équipés d'un mécanisme physique qui réagit au mouvement pour déclencher l'instruction électrique d'arrêt de la machine. Le type le plus simple est un actionneur à piston, dans lequel l'enfoncement du piston saillant sur une distance de course spécifiée sépare un contact électrique pour arrêter la machine (à l'inverse, ce mouvement du piston peut également établir une connexion électrique qui active une mesure de sécurité). Il existe de nombreux types de mouvements à détecter à des fins de sécurité, c'est pourquoi il existe de nombreux types d'actionneurs en dehors du type à piston courant. Il s'agit notamment des types rotatifs, à charnière, à rouleau et à levier. D'autres mécanismes d'actionnement s'appliquent à tous les types de mouvements imaginables, et il est important d'adapter le type de mouvement au type d'actionneur. Une compréhension approfondie de tous les mouvements possibles de la machine est nécessaire pour sélectionner le meilleur actionneur.
Dimensions
La taille d'un commutateur de fin de course dépend généralement de l'application, principalement de l'espace disponible, de la taille de la machine et de la course de l'actionneur. Pour les machines complexes, l'espace disponible pour un commutateur de fin de course peut être réduit. Les applications peuvent inclure l'assemblage électronique, l'impression, les vannes industrielles et le traitement chimique. Dans ces cas, des commutateurs de fin de course miniatures peuvent être utilisés. Des commutateurs de fin de course de plus grande taille peuvent être utilisés dans des applications avec des machines à plus grande échelle, telles que l'exploitation minière, l'agriculture, l'énergie, la construction et le transport. Souvent, un commutateur de fin de course plus grand est obligatoire pour assurer la robustesse mécanique dans ces applications, en réponse au mouvement de pièces plus grandes et plus lourdes. Une autre dimension importante est la distance de déplacement de l'actionneur. Celle-ci dépend de l'amplitude spatiale du mouvement détecté ou de la variabilité de la taille des pièces. La précision de l'intégration du commutateur de fin de course dans le système de commande de la machine est un autre facteur qui détermine les spécifications de la distance de déplacement.
Exigences environnementales
L'environnement dans lequel le commutateur de fin de course fonctionne est un élément clé à prendre en compte dans sa conception. En cas de contamination importante (saleté, sable, particules, etc.), une étanchéité parfaite autour du mécanisme du commutateur est nécessaire. D'autres considérations environnementales incluent la plage de température de fonctionnement, la plage de température de stockage, l'humidité, les chocs et les vibrations. Une usine de haute technologie aura des exigences différentes pour ces facteurs par rapport à une plate-forme pétrolière, par exemple. Il existe généralement des familles de commutateurs de fin de course conçus pour différents ensembles d'exigences d'application environnementale, avec des caractéristiques qui atténuent les défis d'applications spécifiques. Les options incluent une conception plus robuste, des matériaux plus résistants, des finitions de surface spéciales dans les environnements corrosifs ou un montage renforcé.
Matériaux
Les spécifications des matériaux utilisés pour les commutateurs de fin de course sont également généralement influencées par l'application. Les considérations incluent la résistance à la corrosion et la plage de températures de fonctionnement. Pour déterminer le commutateur de fin de course approprié, vous devrez tenir compte des matériaux des trois composants principaux : le contact métallique à l'intérieur d'un commutateur, les pièces mobiles des mécanismes, et le boîtier et les carters.
Les matériaux les plus couramment utilisés pour le contact métallique à l'intérieur d'un commutateur de fin de course sont les suivants :
- Or : souvent utilisé en raison de son excellente résistance à la corrosion par rapport à d'autres options de contact métallique. L'un des inconvénients de l'or est qu'il est relativement mou, ce qui signifie qu'il peut se déformer ou adhérer sous des charges importantes.
- Alliages d'or : l'or-argent ou le platine-or-argent peuvent être utilisés pour des charges plus importantes.
- Argent : peut être une option intéressante en raison de sa conductivité électrique et thermique plus élevée.
- Alliages d'argent : avec du nickel, de l'indium ou de l'étain, ils sont utilisés où une résistance à l'arc électrique et au soudage est nécessaire.
Spécifications électriques
Les commutateurs de fin de course sont des composants électromécaniques, ils doivent donc répondre à certaines spécifications électriques. La principale spécification est une limite de courant, qui dépend des matériaux et des dimensions des contacts conducteurs. Cette limite définit la manière dont le commutateur de fin de course est mis en œuvre dans le système électrique de la machine.
Configuration du réceptacle/du montage
Il existe de nombreux modèles d'actionneurs et une variété presque illimitée de réceptacles et de configurations de montage pour les commutateurs de fin de course. Ils peuvent être montés en surface (c'est-à-dire à fleur de la surface de la machine) ou sur le côté, en fonction de la géométrie du système. L'actionneur peut également être vertical ou horizontal par rapport au montage. Les trous de montage pour la fixation par vis doivent être compatibles avec la machine sur laquelle il est fixé. Le boîtier qui abrite l'interrupteur de fin de course peut être ouvert afin que l'utilisateur puisse le câbler, ou il peut être « précâblé » et rempli d'époxy pour assurer la stabilité du câblage.
Résumé
L'interrupteur de fin de course mécanique de base est utilisé dans les outils courants et les produits de consommation que nous utilisons tous les jours. Il s'agit également d'un dispositif de sécurité essentiel dans les systèmes de commande des machines. Lorsqu'une partie de la machine atteint un point dangereux, le mouvement de la machine est arrêté. Vous devez d'abord déterminer le type de commutateur de fin de course dont vous avez besoin pour votre application. Quel type de mouvement et d'action souhaitez-vous que le commutateur influence ? Une fois que vous avez déterminé cela, déterminez les autres spécifications techniques obligatoires pour obtenir le commutateur de fin de course adapté à votre application. Nos ingénieurs diplômés peuvent également vous aider dans votre processus de sélection.
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