Qu’est-ce qu’un mandrin à air ?
Un mandrin à air est un dispositif mécanique, similaire à un actionneur utilisé dans un système pneumatique, qui saisit et maintient la pièce en place à l’aide d’un mandrin (mâchoire).
En général, les dispositifs à commande pneumatique sont collectivement appelés mandrins à air. La structure du dispositif est similaire à celle d’un mandrin mécanique conventionnel, mais l’action de serrage de la pièce est automatisée grâce à la pression de l’air.
Utilisations des mandrins à air
Les mandrins à air sont utilisés pour maintenir les produits sur les machines de découpe et les robots de manutention en serrant la pièce à l’aide de la pression de l’air. Ils peuvent également être utilisés pour fixer la pièce à usiner sur un centre d’usinage ou un tour à commande numérique, ou être fixés à l’extrémité d’une main de robot pour maintenir la pièce à usiner en ouvrant et en fermant le mandrin, et être utilisés comme moyen de transport.
Toutefois, contrairement au mandrin mécanique, la force de maintien de la pièce est déterminée par la capacité du compresseur du système pneumatique, de sorte que le choix d’un mandrin à air doit tenir compte du poids du produit ainsi que de la contrainte et de la taille de l’effort généré sur la pièce à usiner.
En général, la taille du mandrin à air correspond au diamètre intérieur du tube à l’intérieur du cylindre (environ ø 6 – ø 63 mm). De plus, il est nécessaire de déterminer à l’avance si la plage de fonctionnement du mandrin permet de saisir la pièce à usiner. La force de maintien du mandrin est générée par la pression de l’air et un mécanisme de conversion tel qu’un lien, mais lors du choix d’un mandrin, il faut tenir compte non seulement de la force de maintien et du mouvement, mais aussi de la position du point de maintien et du moment pendant le transport.
Principe des mandrins à air
Le principe de base d’un mandrin à air est presque le même que celui d’un mandrin mécanique, à ceci près qu’un système de valve pneumatique est utilisé pour l’ouverture et la fermeture du mandrin afin d’éviter les fuites d’air, et que le mouvement d’ouverture et de fermeture est contrôlé par un capteur. En fonction de la méthode d’ouverture et de fermeture, les mandrins peuvent être classés en trois types : linéaire, rotatif et de maintien.
1. Système de mouvement linéaire
Semblable à un vérin à air, le mandrin est déplacé parallèlement pour maintenir la pièce à usiner. Grâce à sa grande polyvalence, il est utilisé comme mandrin pour les équipements pneumatiques dans un grand nombre d’industries et est compatible avec divers robots industriels.
Ce modèle est particulièrement facile à utiliser car il est simple à installer dans les chaînes de sous-assemblage à petite échelle. Comme le mandrin est installé parallèlement à la pièce, il est utile pour les tâches nécessitant une force de préhension élevée et pour l’installation sur des équipements à mouvement rotatif parallèle, tels que les robots scalaires 2D.
2. Système de mouvement rotatif
Il existe des moteurs pneumatiques et des actionneurs rotatifs à mouvement oscillant, tous deux utilisés pour les mouvements circulaires. Les mouvements circulaires impliquent de tenir la pièce et de la déplacer sur une certaine distance tout en la faisant tourner ou en effectuant d’autres opérations d’usinage, ce qui tend à rendre la structure plus complexe. Les actionneurs rotatifs sont de plus en plus utilisés lorsque la pièce à usiner est circulaire ou lorsque la force de maintien ne peut être garantie avec un mandrin parallèle.
Types de mandrins à air
Les mandrins à air sont disponibles en tant que mandrins à ouverture/fermeture parallèle, mandrins à ouverture/fermeture à pivot et mandrins à ouverture/fermeture large et sont classés en tant que mandrins à 2 mors, 3 mors ou 4 mors en fonction du nombre de mâchoires du mandrin.
1. Mandrins à ouverture/fermeture parallèle
Les mandrins à ouverture/fermeture parallèle sont du type où les doigts (mors) se déplacent en parallèle et où le mouvement d’ouverture/fermeture est régulé par un mécanisme tel qu’un guide linéaire ou un guide coulissant. En principe, le mandrin est utilisé en dessous de la taille de la pièce à usiner, mais si la pièce est serrée à la limite supérieure, la force de maintien peut être réduite, de sorte que la valeur de réglage de l’ouverture/fermeture doit être déterminée avec une certaine marge.
2. Mandrin d’ouverture/fermeture à pinces
Le mandrin d’ouverture/fermeture à pivot utilise une liaison ou une came pour convertir le mouvement linéaire du cylindre pneumatique. Bien que le mandrin soit compact et ne nécessite pas de mécanisme de guidage, il convient de noter que la force de maintien de la pièce varie en fonction de la conception des mâchoires du mandrin et de la méthode de maintien.
Pour les mandrins à ouverture/fermeture parallèle et à pivot, l’action d’ouverture/fermeture du doigt est disponible dans les types de cylindre à double effet et à simple effet, et le type de cylindre à simple effet est disponible dans les types normalement ouvert et normalement fermé.
3. Mandrins à grande ouverture/fermeture
Les mandrins à grande ouverture/fermeture sont utilisés lorsque la course des doigts est importante. L’action du vérin entraîne directement les doigts et le mécanisme à crémaillère synchronise les doigts gauche et droit. La tige du vérin et la tige de guidage sont guidées par des paliers lisses.
Ce produit est également utilisé en dessous de la taille de la pièce, mais comme pour le mandrin à ouverture/fermeture parallèle, il est nécessaire de définir la valeur de réglage de l’ouverture/fermeture avec une certaine marge, car il est possible d’anticiper les situations dans lesquelles une réduction de la force de maintien peut être préoccupante.