La surface de la pièce ne doit pas être trop rugueuse et perméable à l'air.

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Marie-Noëlle Bilodeau
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1 Ventouse

2 Les applications sous vide les plus courantes sont la préhension, le levage, le déplacement, le retournement et l'entreposage des objets. En principe, toutes les pièces ayant une surface suffisante sont concernées par la saisie sous vide. Il faut cependant remplir les conditions suivantes: La surface de préhension doit être plane. Il est cependant encore possible de saisir des surfaces légèrement cintrées. La surface de la pièce ne doit pas être trop rugueuse et perméable à l'air. La force de préhension nécessaire par cm² de surface de préhension doit être au maximum de 7 N. La préhension des objets se fait au moyen de ventouses, également nommées des préhenseurs.

3 Lors de l'évacuation de l'air de la ventouse, il se produit une différence de pression par rapport à l'air atmosphérique. La pression atmosphérique étant plus élevée, elle plaque la pièce contre la ventouse.

4 Critères de sélection avec des préhenseurs Pour le choix d'une ventouse, il ne suffit pas seulement de connaître la masse de l'objet à saisir par la ventouse, mais les facteurs suivants sont également à prendre en considération: Le matériau et les caractéristiques de surface de l'objet. L'influence et le sens des différentes forces. Choix des matériaux Les ventouses sont disponibles en différents matériaux. Le choix du matériau dépend bien sûr de ton application. Le tableau de la page suivante est une aide qui te permet de choisir le bon matériau en fonction de ton application.

6 Une construction optimale garantit une force d'aspiration élevée en dépit des petites dimensions. C'est pourquoi le choix d'une bonne forme de construction est très important pour ta ventouse. En fonction de la surface à saisir, nous devons choisir la forme de la ventouse adéquate. Le dessin suivant illustre cela à l'aide d'un certain nombre d'exemples.

7 En fonction de ton application, tu choisis plutôt une des formes de construction suivantes : Ventouse standard pour saisir des surfaces planes et légèrement ondulées ou bombées, telles que les tôles métalliques ou les cartonnages. Ventouse super creuse pour saisir les pièces rondes ou très bombées. Ventouse à soufflet pour saisir les surfaces obliques, bombées, rondes, pièces couvrant une surface importante, déformables ou fragiles comme les bouteilles en verre. En outre, cette forme de construction offre un compensateur de hauteur avantageux. Ventouse ovale pour saisir les pièces étroites et allongées, telles que les profilés et les tubes.

8 Différentes forces peuvent agir sur une ventouse. La plus simple est celle qui est l'exercice de l'objet statique placé à l'horizontal. Nous pouvons calculer cette force avec la formule F = p A soit: F = la force exprimée en N (kgf) p = la pression exprimée en Pa (bar) A = la surface exprimée en m2 (cm2)

Une manière rapide de déterminer la force d'aspiration d'une ventouse est l'utilisation de graphiques qui te donnent la force d'aspiration théorique

9 Une manière rapide de déterminer la force d'aspiration d'une ventouse est l'utilisation de graphiques qui te donnent la force d'aspiration théorique d'une ventouse en fonction du diamètre de la ventouse et la pression de travail (ou de service). Ci-dessous tu vois l'exemple d'un tableau semblable.

10 Dans ce tableau nous pouvons lire : Une ventouse avec un diamètre de 40mm (VAD-40-1/4), alimentée par une pression de service de - 0,06MPa (-0,6 bar) donne une force d'aspiration théorique de 51N. Une ventouse avec diamètre 55mm (VAD-55-1/4), alimentée avec une pression de service de 0,06MPa (-0,6 bar) te donne une force d'aspiration de 98N.

11 Ce ne sont cependant que des forces théoriques. Suppose que tu veux maintenir une masse de 4 kg à l'aide d'une ventouse, tu as théoriquement besoin pour cela d'une force d'aspiration d'environ 40N. La ventouse avec diamètre 40mm dans notre exemple suffit, selon le graphique, pour ton application, parce qu'elle a développé une force d'aspiration théorique de 51N. Cette force d'aspiration est cependant insuffisante pour venir à bout du travail de manière sûre à cause de 3 problèmes qui pourraient se présenter: Des chutes de pression peuvent se présenter à la pression d'alimentation de l'éjecteur avec pour conséquence la diminution de la dépression. Des raccords mal serrés peuvent laisser échapper du vide avec pour conséquence la diminution de la dépression. Si l'objet à saisir n'est pas complètement étanche à l air, du vide peut s'échapper de ce fait et avoir pour conséquence une diminution de la dépression. Rappel : F = mg (F = m * 9.81)

12 C'est pour ces raisons qu on te conseille de tenir compte d'un facteur de sécurité minimum de 1,5. Cela signifie que, dans l'exemple mentionné, tu choisis une ventouse qui a, minimum, une force d'aspiration théorique de 40N x 1,5 = 60N. Cela veut dire que tu peux choisir, dans notre exemple, la ventouse avec diamètre 55 mm (force d'aspiration théorique = 98N).

13 Lors de déplacements d objets par les ventouses, à côté de forces statiques, il est utile de tenir compte des forces d accélération et de ralentissement qui peuvent intervenir. Une force d accélération verticale peut survenir (voir Fig1 et Fig2) ou une force d accélération horizontale (voir Fig3). Il est également important que tu fasses la différence entre une force qui agit d'aplomb sur une surface de ventouse (voir Fig1) ou une force qui agit en parallèle sur la surface de la ventouse (voir Fig. 2 et Fig. 3).

14 Si la force agit en parallèle sur la surface, tu dois tenir compte du coefficient de frottement μ. Le coefficient de frottement se rapporte au matériau à déplacer. Tu trouves ci-dessous un certain nombre de coefficients de frottement pour quelques matériaux typiques: métal, aluminium, verre, pierre (sec): μ = 0,5. humide et huileux: μ = 0,05 à 0,3. papier et bois: μ = 0,3 à 0,7.

15 En fonction de l'application, tu peux calculer la force à laquelle ta ventouse sera soumise à l'aide de l'une des trois formules cidessous. Une fois que tu as calculé la force, tu peux déterminer le diamètre de ventouse à l'aide du graphique qui a déjà été traité pour les objets statiques placés à l'horizontal. Tu ne dois plus tenir compte des facteurs de sécurité complémentaires, car ils sont déjà traités dans les formules.

16 FH = la force de maintien théorique à la ventouse (N) m = la masse de l'objet (kg) g = l'accélération de la pesanteur (m/s2) a = l'accélération de l'objet (m/s2) μ = le coefficient de sécurité S = le facteur de sécurité et est minimum de 1,5 ; pour des matériaux poreux, le facteur 2 ou plus élevé est accepté.

17 Entre le générateur de vide et le préhenseur, nous plaçons, en fonction de l'application, encore un certain nombre d'appareils complémentaires. Nous allons voir cela de plus près dans cette section.

18 Nous l avons déjà répété dans ce dossier, un aspirateur est semblable à une pompe à vide. Dans la technique d automatisation, le but n est pas d aspirer la saleté dans l éjecteur du venturi. Un filtre n est donc pas superflu pour saisir la saleté qui est transportée vers le venturi.

19 Un compensateur angulaire monté sur la ventouse permet une préhension sûre sur des pièces placées de travers. Le compensateur de longueur évite que les ventouses ne soient poussées contre la pièce à cause d une trop grande force mécanique. De ce fait, on évite l usure prématurée de la ventouse.

20 Pour susciter le vide dans les générateurs, une alimentation de pression d'air est nécessaire et donc de l'énergie. L'énergie signifie des frais généraux. Pour limiter les coûts, nous devons essayer d'optimaliser deux aspects lors de l'utilisation de générateurs de vide: Réduire le temps nécessaire pour générer le vide au minimum. Placer le générateur de vide le plus près possible du préhenseur. Le potentiel d'économie: La diminution du temps de production et le maintien du vide d'air. (Penser aux montages Festo 1 et Festo 4)

21 Ce document est tiré de la documentation : Fait par Festo Belgique

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