Qu’est-ce qu’un interrupteur de fin de course ?
Les interrupteurs de fin de course sont des interrupteurs qui sont activés par le mouvement des pièces de la machine ou la présence d’objets. Ils sont utilisés dans le cadre d’un système de contrôle pour détecter les verrouillages de sécurité ou les objets passant par une position spécifique, pour démarrer ou arrêter automatiquement la machine, pour limiter l’amplitude du mouvement de la machine ou pour détecter sa position.
Les interrupteurs de fin de course sont constitués d’un microrupteur dans un boîtier métallique ou plastique fermé pour le protéger des forces extérieures, de l’eau, de l’huile, des gaz et de la poussière présents dans l’environnement de fonctionnement. Le contact est activé et désactivé lorsque l’actionneur, partie mécanique de détection, se déplace.
Les actionneurs peuvent être des poussoirs à action directe, des leviers rotatifs, des leviers à fourche ou des tiges flexibles. Ils se présentent sous différentes formes en fonction de l’utilisation et de l’environnement de fonctionnement.
Utilisations des interrupteurs de fin de course
Les interrupteurs de fin de course sont destinés à activer et désactiver des circuits électriques suite à la détection de la position d’un objet.
Dans les systèmes d’automatisation pour le contrôle automatique, tels que les lignes de production des usines, les interrupteurs de fin de course sont utilisés pour détecter le mouvement et la position des machines. Par exemple, les interrupteurs de fin de course sont installés en position de détection et s’allument en position anormale de fonctionnement, déclenchant une alarme et arrêtant le fonctionnement de la machine.
Un autre exemple bien connu est celui de la cage d’ascenseur : lorsque la cage arrive à une position prédéterminée sur le plancher d’arrêt, l’interrupteur de fin de course se déclenche pour arrêter le moteur et la cage s’immobilise.
Les interrupteurs de fin de course sont donc utilisés dans de nombreuses utilisations dans les systèmes de contrôle automatique.
Principe des interrupteurs de fin de course
Un interrupteur de fin de course de base se compose d’un corps, d’une tête, d’un microrupteur, d’un plongeur, d’un arbre rotatif (levier rotatif et barre de verrouillage de la fourche uniquement) et d’un actionneur.
Le principe des interrupteurs de fin de course est expliqué ci-dessous pour un actionneur de type levier rotatif.
1) L’objet à détecter se déplace et se rapproche de la position à détecter.
2) L’actionneur est poussé par l’objet à détecter et tourne.
3) L’arbre rotatif fixé à l’actionneur tourne.
4) La came de l’arbre rotatif pousse le plongeur.
5) Le contact mobile fixé à l’extrémité du poussoir se déplace.
6) Le contact mobile entre en contact avec le contact fixe et le circuit électrique est activé.
Comment choisir un interrupteur de fin de course
Il existe de nombreux types et spécifications d’interrupteurs de fin de course, et les points de sélection de base sont expliqués ci-dessous.
1) Sélection en fonction de l’environnement de fonctionnement
- Type général
Ce type d’interrupteur est destiné à une utilisation intérieure ou extérieure dans des environnements généraux. La plage de température ambiante est comprise entre -10 et 80°C. - Type résistant à l’environnement
Ce type est destiné à être utilisé dans des environnements spéciaux tels que ceux décrits ci-dessous.
Températures élevées ou basses dans l’environnement où l’interrupteur est utilisé.
Interrupteurs de fin course exposés à des produits chimiques, de l’huile, des gouttes d’eau ou de la poussière. - Type résistant aux éclaboussures
Exposition aux projections de soudure. - Type à longue durée de vie
L’utilisation exige une grande durabilité. - Type antidéflagrant
Nécessité d’utiliser le type antidéflagrant dans les zones dangereuses où il est utilisé.
2) Sélection par type d’actionneur
Sélectionnez le type d’actionneur adapté à l’utilisation prévue. Les exemples suivants sont typiques ; plusieurs autres types d’actionneurs sont également disponibles.
- Type de poussoir (type à action directe)
- Levier rotatif
- Levier de verrouillage à fourche
- Tige flexible
3) Sélection par caractéristiques
- Mouvement jusqu’à l’actionnement (PT)
Le “mouvement” indique ici l’angle ou la distance jusqu’à ce que le contact soit activé ou désactivé.
Pour les leviers rotatifs et les leviers de verrouillage à fourche, la position de montage de l’interrupteur de fin de course et l’angle de l’actionneur doivent être réglés de manière à ce que l’angle auquel l’objet détecté fait tourner l’actionneur soit supérieur au mouvement (angle) jusqu’à l’actionnement.
Dans le cas des actionneurs à plongeur et à tige flexible, la position de montage de l’interrupteur de fin de course et la position de l’actionneur doivent être réglées de telle sorte que la distance à laquelle l’objet détecté pousse l’actionneur soit supérieure au mouvement (distance) jusqu’à l’actionnement.
Le mouvement de l’objet détecté doit être maintenu dans la position limite de fonctionnement de l’actionneur (TTP).
- Valeurs nominales.
Les caractéristiques nominales sont spécifiées pour chaque type d’interrupteur de Fin de Course et figurent dans le catalogue et le mode d’emploi. Il est nécessaire de choisir un Interrupteurs de Fin de Course dont la valeur nominale est compatible avec l’alimentation utilisée dans le circuit électrique.
Interrupteurs de fin de course et contre-mesures
Les défaillances des interrupteurs de fin de course peuvent être dues à une détérioration liée à l’âge en raison de la durée de vie de la machine ou de l’usure. La majorité d’entre elles seraient dues à leur mode d’utilisation. Il s’agit notamment d’un mauvais positionnement du chien ou de l’actionneur et d’une mauvaise étanchéité.
Par exemple, l’installation défectueuse des interrupteurs de fin de course est une autre cause de défaillance. Un interrupteur destiné à limiter l’amplitude du mouvement d’une machine peut se déplacer progressivement hors de sa position après plusieurs actionnements. Cela rend l’interrupteur inopérant en raison d’un enfoncement insuffisant. En guise de contre-mesure, certains interrupteurs sont équipés d’un indicateur de position de réglage sur l’interrupteur lui-même. Si l’interrupteur est programmé pour être enfoncé dans une position prédéfinie, il fonctionnera correctement même s’il est légèrement hors position.
Il faut également faire attention à la conception de l’objet de détection utilisé pour actionner l’interrupteur de fin course. L’angle de coupe de l’objet à détecter doit être inférieur ou égal à 45°. S’il est supérieur à 45°, la force appliquée à l’arbre du levier peut être excessive, en fonction de la vitesse de déplacement de l’objet à détecter, ce qui peut provoquer un défaut. Si la vitesse de déplacement est élevée, il est également efficace de rendre le levier parallèle à la surface de coupe de l’objet à détecter.
Une marche abrupte dans le chien peut également provoquer un choc important lorsque l’interrupteur revient en position de référence. L’interrupteur doit être conçu pour s’allumer et s’éteindre le plus doucement possible.
Il existe deux types d’interrupteurs à poussoir : ceux dont la partie du poussoir est scellée par un joint torique ou une membrane en caoutchouc, et ceux dont la partie du poussoir est recouverte d’un capuchon en caoutchouc.
Dans le premier cas, le caoutchouc d’étanchéité n’est pas exposé à l’extérieur, ce qui le rend résistant aux corps étrangers chauds tels que les copeaux de machines-outils. Il présente toutefois l’inconvénient que de fines particules telles que le sable, les copeaux et la poussière peuvent s’enchevêtrer dans la surface de glissement du plongeur.
Ce dernier présente d’excellentes performances d’étanchéité car le sable, les copeaux et d’autres particules et poussières ne s’y accrochent pas. En revanche, des corps étrangers chauds tels que les copeaux de machines-outils peuvent faire fondre ou déchirer le capuchon en caoutchouc, de sorte qu’il doit être utilisé en fonction du coût, de l’application et du lieu d’utilisation.
Lorsque les interrupteurs de fin de course fonctionnent, l’air est comprimé et aspiré par le mouvement du piston. Par conséquent, si le plongeur reste enfoncé pendant une longue période, la pression interne de l’interrupteur de fin de course devient la même que la pression atmosphérique et le plongeur peut revenir lentement en raison de la résistance de la pression atmosphérique lors du retour du plongeur.
De plus, l’accumulation d’huile et de poussière sur les pièces d’étanchéité du plongeur et de l’arbre rotatif peut entraver le fonctionnement, ce qui entraîne un mauvais mouvement de l’interrupteur de fin de course.