Choisir un positionneur de soudage avec le centre de gravité
La capacité inscrite sur un positionneur ne vaut que dans les conditions prévues par le fabricant. Une pièce de 100 kg collée au plateau ne charge pas la machine comme une pièce de 100 kg dont le centre de gravité se trouve à 400 mm. Le poids est identique, mais le moment appliqué au réducteur et au système d’inclinaison change fortement.
Le choix commence donc par la pièce complète avec son montage. Il faut connaître son poids, la position de son centre de gravité, son diamètre de rotation et l’orientation de soudage. Un mandrin, une bride ou un gabarit s’ajoutent à la charge.
Le centre de gravité est le point où l’on peut imaginer tout le poids concentré. Le couple d’inclinaison est l’effort qui cherche à faire basculer le plateau. Si la plaque constructeur ne donne pas la limite correspondant à la distance calculée, aucun modèle ne doit être confirmé sur la seule capacité en kilogrammes.
Pourquoi le centre de gravité décide de la capacité utile
Le moment est le produit de la force exercée par la charge par sa distance au plateau. Plus le centre de gravité s’éloigne, plus l’effort d’inclinaison augmente. Un décalage latéral crée aussi un couple pendant la rotation. Certaines plaques utilisent des kg.mm comme repère pratique. Un calcul en N.m emploie la force poids, soit approximativement la masse en kilogrammes multipliée par 9,81.
Le guide de dimensionnement de Koike Aronson demande de calculer séparément le couple d’inclinaison et celui de rotation. Il rappelle aussi de vérifier le dégagement de la pièce lorsqu’elle bascule. Cette méthode doit être appliquée aux limites indiquées par le fabricant du modèle choisi.
Comparer la charge horizontale et verticale
Le WP-110 est donné pour 110 kg à l’horizontale et 55 kg à la verticale. Le WP-220 annonce 220 kg à l’horizontale et 100 kg à la verticale. Le WP-500 monte à 500 kg et 250 kg avec inclinaison électrique.
Ces valeurs ne doivent pas être utilisées comme seule règle. Elles permettent de comparer les familles. Pour valider une pièce, il faut la courbe ou la plaque de capacité, la distance du centre de gravité et la masse du montage.
Calculer la pièce avec son outillage
Décomposez l’ensemble en éléments simples. Pour chaque élément, multipliez sa masse par la distance de son centre au plan du plateau. Additionnez ces produits puis divisez par la masse totale. Vous obtenez la position du centre de gravité. Appliquez ensuite la convention de distance dessinée sur la plaque constructeur. Ne rajoutez pas une seconde fois une distance déjà comprise dans votre mesure depuis le plateau.
Une pièce asymétrique doit être orientée avec sa partie la plus lourde au plus près du plateau lorsque le procédé le permet. Si le centre de gravité est inconnu, suspendez ou pesez la pièce selon une méthode validée par le responsable de manutention. Ne faites pas l’essai en charge sur le positionneur pour découvrir l’équilibre.
Vérifier le rayon de rotation
Le plateau peut supporter la charge tout en faisant heurter la pièce au sol, au bâti ou au câble de masse. Tracez l’enveloppe de rotation maximale sur un plan de côté. Ajoutez le mandrin, les brides, la torche, les flexibles et la marge de l’opérateur. Le WP-220 possède un plateau de 330 mm inclinable jusqu’à 135°. Le volume balayé dépasse donc largement son diamètre.
Pour une pièce longue, un support ou une contre-pointe peut être nécessaire. Ce support doit suivre la géométrie sans imposer un effort parasite. Toute modification du montage change le centre de gravité et doit être reprise dans le calcul.
Choisir la vitesse et la commande
Une petite pièce circulaire demande parfois plus de vitesse qu’un ensemble lourd. Le WP-110 tourne de 0 à 8 tr/min, tandis que les WP-220 et WP-500 sont donnés de 0 à 5 tr/min. La plage doit permettre d’accorder la vitesse de soudage au diamètre de la trajectoire.
La commande au pied laisse les mains disponibles. Vérifiez le comportement au relâchement, l’inversion de sens et la continuité de la masse de soudage. Pour une intégration avec un automate ou une source de soudage, les interfaces disponibles doivent être confirmées avant achat.
Tableau de préparation du devis
| Donnée | Valeur à fournir | Risque si oubliée |
|---|---|---|
| Masse pièce et gabarit | kg | Surcharge réelle |
| Centre de gravité au-dessus du plateau | mm | Couple d’inclinaison sous-estimé |
| Décalage latéral | mm | Couple de rotation sous-estimé |
| Rayon de balayage | mm | Collision avec sol ou bâti |
| Vitesse périphérique souhaitée | mm/min | Plage de rotation inadaptée |
Localiser le centre de gravité d’un assemblage simple
Pour une pièce composée de plusieurs éléments, choisissez le plan du plateau comme origine. Relevez la masse de chaque élément et la distance de son centre à ce plan. Multipliez masse par distance, additionnez les résultats puis divisez par la masse totale. Vous obtenez la distance du centre de gravité de l’ensemble.
Exemple: une bride de 40 kg a son centre à 100 mm du plateau. Un tube de 60 kg a son centre à 300 mm. Le calcul donne (40 × 100 + 60 × 300) ÷ 100, soit 220 mm. Le centre de gravité de l’ensemble se situe donc à 220 mm. Appliquez ensuite la convention de distance définie sur la plaque du positionneur. Une distance déjà mesurée depuis le plateau ne doit pas être comptée deux fois.
| Élément | Masse | Distance | Masse × distance |
|---|---|---|---|
| Bride | 40 kg | 100 mm | 4 000 kg.mm |
| Tube | 60 kg | 300 mm | 18 000 kg.mm |
| Total | 100 kg | Centre à 220 mm | 22 000 kg.mm |
Passer du centre de gravité au moment
Quand le bras de levier est perpendiculaire à la gravité, une masse de 100 kg à 0,22 m exerce un moment d’environ 100 × 9,81 × 0,22, soit 216 N.m. Cette position correspond au cas le plus pénalisant de l’exemple statique. La valeur change avec l’orientation. Accélération, freinage et à-coups ajoutent des efforts que ce calcul simple ne couvre pas.
Le fabricant Koike Aronson demande de calculer les moments de rotation et d’inclinaison, puis de les comparer à la plaque de capacité. Si le constructeur du modèle étudié ne fournit pas une limite correspondant à la distance calculée, demandez-la. Une charge maximale en kilogrammes ne permet pas de conclure.
Vérifier le courant de soudage et le cycle de service
Le courant de retour de soudage doit passer par le dispositif dédié et dimensionné par le fabricant du positionneur, jamais par les roulements ou les organes mécaniques. Sa capacité doit être compatible avec le courant et le cycle de service. Une valeur maximale pendant quelques secondes ne prouve pas un fonctionnement continu.
La vitesse de rotation doit aussi être convertie en vitesse périphérique. À régime identique, un cordon sur un diamètre de 500 mm avance cinq fois plus vite qu’un cordon sur 100 mm. Vérifiez que la plage de tr/min permet la vitesse de soudage voulue sur le diamètre réel.
Documenter le bridage et le risque de basculement
Le gabarit doit résister au poids dans toutes les orientations, mais aussi aux accélérations et aux arrêts. Définissez les points de bridage, la visserie, la position de chargement et l’ordre de serrage. Empêchez le démarrage tant que la pièce n’est pas tenue. La fixation du positionneur au sol ou à son établi doit suivre la notice.
Prévoyez une procédure d’essai à vitesse réduite et sans soudage. Faites un tour complet dans chaque orientation autorisée, à distance. Contrôlez les câbles et le dégagement. Ce test ne sert pas à dépasser une capacité inconnue. Il intervient après validation des calculs et de la plaque.