Freins électromagnétiques dans l’automatisation industrielle – que faut-il savoir ?
Les freins électromagnétiques jouent un rôle important dans les installations industrielles où la précision du positionnement, le contrôle des mouvements et la sécurité des opérations sont absolument nécessaires. Présents, par exemple, dans les machines-outils à commande numérique, les ascenseurs industriels, les distributeurs ou la robotique, ils garantissent que le mouvement des axes ou des broches est arrêté rapidement et de manière reproductible.
Bien qu’ils soient souvent cachés sous un boîtier en acier, ce sont ces composants qui influencent de manière significative l’efficacité et la fiabilité de l’ensemble des lignes de production. Dans l’article suivant, nous avons rassemblé les informations les plus importantes sur les types, le fonctionnement et les applications typiques des freins électromagnétiques dans les environnements industriels.
Qu’il s’agisse de freins de secours fonctionnant en cas d’urgence ou de freins de positionnement de précision, la compréhension de leur conception et de leur fonction permet de mieux gérer l’entretien et la régénération de ces systèmes.
Types de freins électromagnétiques – aperçu technologique
- Freins électromagnétiques à courant continu (CC)
Le plus souvent utilisé en raison de la simplicité de sa conception et de son temps de réponse rapide. Populaire dans les applications où l’arrêt immédiat de l’entraînement est nécessaire lorsque l’alimentation est coupée.
- Freins électromagnétiques à courant alternatif (CA)
Ils sont utilisés lorsque l’utilisation d’un système d’alimentation en courant continu serait difficile ou nécessiterait des transducteurs supplémentaires. Leur temps de réponse est plus long que celui des freins à courant continu, mais ils résistent mieux aux conditions industrielles difficiles telles que la poussière et l’humidité.
- Freins à disque électromagnétiques
Leur conception est basée sur la pression du disque contre la surface de freinage par un électro-aimant. Ils donnent de bons résultats dans les applications mécaniques telles que les ponts roulants, les convoyeurs ou les chaînes de montage.
- Freins à ressort
Ils restent bloqués jusqu’à ce qu’une tension soit appliquée. En cas de coupure de courant, les ressorts activent immédiatement le système, c’est pourquoi ils sont souvent utilisés comme freins d’urgence.
- Freins électromagnétiques à protection accrue
Adapté à une utilisation dans des environnements dangereux (par exemple ATEX) en présence de poussières explosives, d’humidité ou de fluides agressifs. Équipés de joints et de boîtiers avec une classe de protection IP accrue.
Comment fonctionne le frein électromagnétique ?
- État engagé – lorsqu’une tension (CC ou CA) est appliquée, l’électroaimant génère un champ magnétique qui attire l’ancre ou libère le disque – selon le modèle. Les composants mécaniques sont alors désactivés et permettent à l’arbre de se déplacer.
- En cas de coupure de courant – par exemple en cas de panne de courant – un ressort mécanique (dans les versions à sécurité intégrée) comprime l’élément de freinage, ce qui bloque le mouvement. C’est là que le rôle des freins de sécurité devient évident.
- La capacité de freinage dépend, entre autres, du moment d’arrêt, des conditions de fonctionnement et de la conception elle-même (surface du disque, force du ressort, temps de réponse de l’électro-aimant). Lors de la sélection, il est important de tenir compte de la réserve de sécurité du couple de maintien.
| Type de frein | Alimentation électrique | Mode repos | Application |
|---|---|---|---|
| DC – activation électromagnétique | Courant continu | Pas de freinage | Robotique, CNC |
| AC – activation électromagnétique | Courant alternatif | Pas de freinage | Convoyeurs, élévateurs |
| Ressort – sans tension | Ressort, tension | Inhibition | Applications d’urgence, servomécanismes |
Où les freins électromagnétiques sont-ils utilisés dans l’industrie ?
On les trouve le plus souvent dans les applications de mouvement linéaire et rotatif qui nécessitent un contrôle précis et une réponse rapide dans les situations d’urgence. Exemples d’applications :
- Machines CNC et équipements de positionnement – dans ces applications, les freins de positionnement garantissent que l’axe X/Y/Z est arrêté avec précision à la fin d’un cycle.
- Systèmes de transport et de levage internes – les freins électromagnétiques sur les chariots, les grues ou les ascenseurs industriels empêchent la chute incontrôlée de pièces.
- Les servomoteurs et les systèmes d’automatisation font partie intégrante des systèmes de sécurité. En cas de panne de courant, ils arrêtent l’arbre d’entraînement ou le mécanisme.
- Industries alimentaire, chimique et pharmaceutique – des versions en acier inoxydable ou des freins avec une protection accrue, adaptés à des conditions environnementales agressives, sont utilisés.
Dans le cadre du diagnostic des défauts, il convient d’être attentif aux symptômes tels que le retard de réponse, le grondement à l’arrêt ou l’affaiblissement de la tenue de route. Des contrôles réguliers des entrefers, de la propreté des disques et de la force de traction constituent la base d’une prévention efficace.
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