On nous pose souvent cette question : « Nous utilisons Jergens Ball Lock sur nos centres horizontaux depuis des années. Faut-il passer au point zéro pour la nouvelle cellule ou conserver le même système ? » La réponse dépend du projet. Les deux systèmes positionnent un montage et le maintiennent sans reprise au comparateur. Leur fonctionnement diffère, et cette différence détermine lequel convient à votre prochaine machine.
Il ne s’agit pas d’opposer un Ball Lock ancien à un point zéro moderne. Ball Lock reste un choix pertinent pour de nombreuses plaques de montage. Jergens commercialise d’ailleurs les deux : son Ball Lock Mounting System et ses propres modules point zéro ZPS. La question utile porte sur la fonction que vous demandez à l’interface.
Deux systèmes, deux fonctions
Ball Lock assemble deux surfaces planes : une plaque de montage et une semelle, une face de colonne de bridage ou une table de machine. L’opérateur pose la plaque de montage, introduit les axes dans les douilles en traversant la plaque et serre la vis de pression de chaque axe.
Le bridage point zéro place le mécanisme de verrouillage dans un récepteur côté machine. Le montage, l’étau ou la palette porte des tirettes sous sa face inférieure. À la descente, le récepteur saisit ces tirettes. Selon le modèle, le verrouillage est manuel, assuré par ressort avec déverrouillage pneumatique, ou commandé par la machine ou le robot.
La distinction déterminante tient donc à la personne ou à l’équipement qui verrouille, et à l’emplacement du mécanisme, plutôt qu’à la seule précision.
Comment Ball Lock positionne et verrouille
Jergens décrit un positionnement comparable à celui de deux pions de centrage. Deux douilles réceptrices de précision sont installées dans la semelle. Deux axes traversent les douilles de guidage de la plaque de montage et s’engagent dans ces récepteurs. Selon Jergens, deux points de positionnement suffisent ; en ajouter « constitue un obstacle plutôt qu’une aide ».
Le verrouillage est mécanique. Une vis de pression située dans la tête de l’axe pousse une bille centrale, qui écarte trois billes dans le cône de la douille réceptrice. Les deux plaques sont ainsi plaquées l’une contre l’autre. Jergens annonce au maximum deux tours et demi pour verrouiller, contre environ dix tours pour une vis à tête cylindrique 1/2-13.
Plusieurs points comptent lors de la préparation d’un poste :
- Quatre axes constituent le point de départ habituel. Jergens en recommande au moins quatre dans la plupart des cas : deux pour positionner et verrouiller, deux pour verrouiller seulement. Ces derniers traversent des trous de passage surdimensionnés d’environ 0,030 pouce (0,76 mm), pour ne pas contrarier la paire de positionnement.
- La précision dépend de l’usinage de la semelle. Jergens annonce une position vraie à ±0,0005 pouce (±0,013 mm) lorsque l’entraxe des douilles réceptrices est tenu à ±0,0002 pouce (±0,005 mm) avec deux douilles de guidage primaires. Avec une douille primaire et une secondaire, la valeur est de ±0,0015 pouce (±0,04 mm).
- La force de maintien dépend du diamètre de l’axe. Le tableau des axes métriques indique une force maximale de maintien par axe allant de 3,3 kN pour un axe de 13 mm à 88 kN pour un axe de 50 mm, au couple de serrage recommandé pour la vis de pression.
- L’axe détermine l’épaisseur de la plaque. Chaque longueur d’axe correspond à une épaisseur de plaque de montage, et Jergens considère comme critique la section sous la tête de l’axe.
- Température. Les axes sont en acier 4340 à 40–45 HRC, avec une plage annoncée de -30 °C à 200 °C. Jergens précise aussi que la dilatation thermique de la plaque peut modifier l’entraxe et la répétabilité.
Jergens indique qu’un montage peut souvent être changé en moins d’une minute. Cette durée est plausible pour un opérateur muni d’une clé hexagonale et d’une semelle correctement réalisée.
Comment le point zéro positionne et verrouille
Un récepteur point zéro positionne la tirette sur un cône et la verrouille mécaniquement dans le module. Pour les récepteurs NEXTAS MFG, le catalogue décrit un autoverrouillage mécanique avec déverrouillage pneumatique, ainsi qu’un contrôle d’étanchéité à l’air et un nettoyage de l’alésage de tirette. Les récepteurs MFG-V1 répertoriés, de dimensions extérieures 85, 125, 160 et 195 mm, annoncent une répétabilité <0,003 mm et une force de serrage de 4 kN à 40 kN selon la taille.
L’air comprimé n’est pas obligatoire au départ. Les plaques point zéro manuelles NEXTAS de 52 mm et 96 mm se déverrouillent à la main, sans conduite d’air, et annoncent une répétabilité de positionnement <0,005 mm avec une force de serrage de 20 kN (52 mm) ou 30 kN (96 mm). Les plaques point zéro pneumatiques utilisent les mêmes familles de tirettes 52/96 mm. Verrouillées par ressort et déverrouillées par l’air, elles annoncent <0,005 mm et une force de 9 kN à 40 kN selon le modèle.
L’intérêt pratique est de libérer le dessus du montage. Aucun axe ne traverse la plaque et aucune clé ne doit intervenir par le haut.
Comparaison des deux systèmes
| Critère de décision | Jergens Ball Lock | Bridage point zéro : exemples NEXTAS |
|---|---|---|
| Positionnement | Deux axes dans deux douilles réceptrices, comme des pions de centrage | Tirettes positionnées sur un cône à l’intérieur du récepteur |
| Verrouillage | Une vis de pression pousse les billes dans le cône de la douille | Verrouillage mécanique dans le récepteur, manuel ou par ressort avec déverrouillage pneumatique |
| Actionnement | Opérateur avec une clé hexagonale, par le dessus | Opérateur pour une plaque manuelle, ou machine/robot par un distributeur |
| Répétabilité publiée | Position vraie à ±0,013 mm avec deux douilles primaires et un entraxe des douilles tenu à ±0,005 mm | Récepteurs MFG-V1 : <0,003 mm. Plaques 52/96 mm : <0,005 mm |
| Force annoncée | Maintien maximal par axe : 3,3–88 kN selon la taille | Force de serrage par récepteur : 4–40 kN selon le modèle |
| Pièces amovibles | Les axes sont retirés à chaque changement | Les tirettes restent vissées au montage ou à la palette |
| Accès par le dessus | Les têtes des axes occupent le dessus de la plaque | Surface supérieure libre pour la pièce et les outils |
| Air et commande | Aucun | Aucun sur les plaques manuelles. Air, distributeurs et détection en option sur les modèles pneumatiques |
| Retour d’état du bridage | Absent du système de base | Versions de récepteurs prévues pour des capteurs et les verrouillages de commande du PLC ou du robot |
Lisez les chiffres avec leurs conditions. Jergens annonce une valeur de position vraie qui dépend de la précision d’alésage de la semelle. NEXTAS annonce une répétabilité du module. La force de maintien par axe et la force de serrage par récepteur ne sont pas non plus mesurées de la même façon. Utilisez ce tableau pour présélectionner, puis testez votre montage sur votre machine.
Quand Ball Lock convient le mieux
Je conserverais ou choisirais Ball Lock dans les situations suivantes :
Vous possédez déjà les semelles. Si vos colonnes de centres horizontaux et vos semelles de centres verticaux sont alésées pour les douilles réceptrices, et si vos montages comportent les douilles de guidage, cet investissement est réel. Les remplacer uniquement parce que le point zéro est plus récent n’a guère de sens sans autre évolution du besoin.
De grandes plaques planes changées à la main. Une grande plaque munie de deux axes de positionnement et de plusieurs axes de verrouillage répartit le maintien sur la plaque. Cette solution fonctionne bien sur un centre horizontal chargé manuellement, lorsque l’opérateur change de montage quelques fois par équipe.
Le poste ne dispose pas d’air comprimé. Ball Lock nécessite seulement une clé hexagonale. Les plaques manuelles NEXTAS aussi.
La hauteur disponible est limitée. La plaque de montage repose directement sur la semelle. Des récepteurs ou plaques point zéro montés en surface ajoutent de la hauteur. Si la course Z est déjà limitée, vérifiez ce point en premier.
Le coût par poste est prioritaire. Un poste Ball Lock comprend des douilles réceptrices, des douilles de guidage et des axes, sans distributeur, préparation d’air ni intervention sur le PLC. Nous ne publions pas ici de comparaison de prix, mais la nomenclature est plus simple.
Quand le point zéro justifie son coût
Le chargement est assuré par un robot ou un changeur de palettes. C’est le cas décisif. Un robot ne peut pas introduire quatre axes dans une plaque puis serrer quatre vis de pression au couple. Avec un récepteur pneumatique, il pose la palette, le distributeur coupe l’air et les ressorts verrouillent. Les modules récepteurs MFG existent aussi en versions prévues pour des capteurs : le PLC peut vérifier l’état du bridage avant le démarrage de la broche. Notre liste de contrôle des E/S et des états de défaut des cellules robotisées précise les raccordements à prévoir.
Le dessus du montage doit rester accessible en usinage 5 axes. Les têtes d’axes sur le dessus de la plaque occupent de l’espace et imposent un dégagement pour les outils. Les tirettes placées dessous ne présentent pas cette contrainte.
Les étaux et petits montages sont changés plusieurs fois par jour. Sur un centre vertical produisant une grande variété de pièces, l’opérateur retire l’étau puis pose le suivant. Aucun axe amovible ne risque de tomber dans le bac à copeaux et aucun couple de serrage n’est à régler.
Vous devez confirmer l’assise de la palette. Le catalogue des récepteurs NEXTAS MFG décrit un contrôle d’étanchéité à l’air et un nettoyage de l’alésage de tirette. Un poste Ball Lock dépend de l’opérateur pour le nettoyage et l’assise. Cela convient avec un opérateur attentif, mais constitue un risque dans une cellule sans surveillance.
Vous recherchez une répétabilité publiée plus serrée sans devoir réaliser vous-même les alésages de positionnement à ±0,005 mm. Un logement ou une plaque précis reste nécessaire, mais la géométrie de positionnement se trouve dans le récepteur.
Vous utilisez déjà Ball Lock ?
Envoyez le plan de votre montage ou l’implantation actuelle de la semelle Ball Lock. Nous vérifierons si une plaque point zéro peut la remplacer ou être utilisée à côté, et nous vous dirons clairement si le changement ne se justifie pas.
Utiliser les deux systèmes dans le même atelier
La plupart des ateliers qui cherchent une « alternative à Jergens Ball Lock » n’ont pas besoin de tout convertir. Une répartition courante consiste à :
- Conserver Ball Lock sur les colonnes de centres horizontaux et les grandes plaques de montage où il fonctionne déjà.
- Installer des plaques point zéro manuelles sur les centres verticaux utilisant des étaux et produisant de petites séries.
- Réserver le pneumatique à la machine qui recevra un robot ou un changeur de palettes.
Deux standards dans un même atelier demandent de la discipline. Étiquetez les palettes, séparez les stocks de pièces de rechange et refusez les adaptations improvisées. Notre article sur l’ajout du point zéro à une table existante compare le montage sur rainures en T, semelle et plaque quadrillée. Si vous envisagez de fixer une plaque point zéro sur une semelle Ball Lock existante avec un adaptateur, envoyez les plans. Vérifiez la hauteur de l’ensemble et sa rigidité avant de vous engager.
Les interfaces Ball Lock et point zéro ne sont pas interchangeables. Les tirettes NEXTAS ne se verrouillent pas dans une douille réceptrice Jergens, et l’inverse est également vrai. Un assemblage mixte nécessite son propre adaptateur ou sa propre plaque.
Les informations à envoyer pour comparer les devis
Les informations suivantes permettent d’obtenir plus vite une réponse utile :
- Modèle de machine, dimensions de la table et hauteur Z disponible.
- Plan actuel de la semelle ou de la colonne, avec la position des douilles réceptrices si vous utilisez Ball Lock.
- Dimensions du montage ou de la palette, masse totale chargée et opération de coupe la plus sollicitante.
- Mode de changement actuel : opérateur, changeur de palettes ou robot, et mode prévu dans un an.
- Présence d’air comprimé sur la table et nécessité éventuelle d’un signal de bridage pour le PLC.
Lorsqu’une donnée manque, indiquez « inconnue ». Nous préférons demander plutôt que supposer. Le guide de demande de devis fournit une liste plus complète, et l’article sur le coût d’un système point zéro présente les postes souvent oubliés.
Ball Lock ou point zéro pour votre prochaine cellule ?
Envoyez le modèle de machine, le plan de la semelle et le mode de chargement des montages. L’ingénierie NEXTAS proposera une implantation de récepteurs ou de plaques, précisera les vérifications restantes et chiffrera les composants. Si Ball Lock convient mieux à cette machine, nous vous le dirons.
FAQ
NEXTAS est-il affilié à Jergens ?
Non. NEXTAS n’est ni affilié à Jergens, Inc., ni approuvé ou parrainé par cette société. Jergens et Ball Lock sont des marques de leur propriétaire. Ces noms servent uniquement à décrire le système qu’un acheteur possède ou compare.
Les tirettes point zéro NEXTAS peuvent-elles entrer dans les douilles réceptrices Jergens Ball Lock ?
Non. Les interfaces diffèrent. Un axe Ball Lock se verrouille dans une douille réceptrice par trois billes actionnées par une vis de pression. Une tirette point zéro est retenue à l’intérieur d’un module récepteur. Prévoyez une nouvelle interface ou un adaptateur plutôt qu’un simple échange de pièces.
Le point zéro est-il toujours plus précis que Ball Lock ?
Ce n’est pas une règle générale. Jergens annonce une position vraie à ±0,0005 pouce (±0,013 mm) lorsque l’entraxe des douilles réceptrices est tenu à ±0,0002 pouce avec deux douilles primaires. NEXTAS annonce une répétabilité <0,003 mm pour les récepteurs MFG-V1 et <0,005 mm pour ses plaques 52/96 mm. Ces chiffres sont mesurés différemment ; validez donc l’ensemble du montage sur votre machine.
Le bridage point zéro nécessite-t-il de l’air comprimé ?
Pas toujours. Les plaques manuelles NEXTAS de 52 mm et 96 mm se déverrouillent à la main et ne nécessitent pas d’air. Les plaques pneumatiques et les récepteurs MFG utilisent l’air pour déverrouiller et restent verrouillés mécaniquement sans air. Confirmez la pression et le circuit sur le plan choisi.
Faut-il mettre au rebut mes semelles Ball Lock pour passer au point zéro ?
Non. De nombreux ateliers conservent Ball Lock sur les machines et montages où il fonctionne et ajoutent le point zéro lorsque les changements sont fréquents ou automatisés. Envoyez le plan de la semelle pour que nous examinions les options, dont une plaque d’adaptation.
