Mécanisme came-suiveur : principe, applications et profils de mouvement
Un came et suiveur est une liaison mécanique fondamentale qui convertit un mouvement de rotation en mouvement linéaire (ou oscillant) précis. C'est le cœur de d'innombrables machines.
Fonctionnement
- Came : élément tournant (ou coulissant) à profil usiné — le « programme » du mouvement.
- Suiveur : pièce maintenant le contact avec le profil du came et traduisant sa forme en mouvement. Types :
- Couteau (théorique, tranchant)
- Rouleau (faible frottement, haute vitesse)
- Plan (simple, forte charge)
- Sphérique (tolérant au désalignement)
- À la rotation du came, le suiveur suit le profil : montée, repos, retour, repos.
Profils de mouvement (le « programme »)
- Vitesse constante — montée/retour linéaires
- Harmonique simple — doux, sinusoïdal
- Cycloïdal — accélération nulle aux extrémités, idéal haute vitesse
- Polynomial (3-4-5, 4-5-6-7) — jerk optimisé
Applications majeures
| Industrie | Application | Type de came |
|---|---|---|
| Automobile | Distribution (OHV, DOHC), pompes injection, déphaseurs VVT | Cylindrique / Face / Barillet |
| Fabrication | Alimentation presses, tables indexage, machines assemblage, emballage | Plane / Tambour / Barillet |
| Textile | Levée métiers à tisser, sélection aiguilles tricotage | Cylindrique / Circulaire |
| Imprimerie | Cylindres impression, alimenteurs feuilles | Face / Plane |
| Robotique/Automatisme | Mouvement intermittent, pick-and-place, changeurs d'outils | Divers |
| Grand public | Jouets mécaniques, boîtes à musique, obturateurs appareils (anciens), minuteurs analogiques | Cylindrique / Plane |
| Aérospatial | Unités contrôle carburant, séquencement actionneurs | Précision haute |
Avantages
- Compact, programmation de mouvement autonome
- Profils de déplacement précis, reproductibles
- Multiplication force/couple élevée
- Pas de jeu (avec suiveur préchargé)
- Faible coût en grande série
Inconvénients
- Usure à l'interface de contact (lubrification critique)
- Vitesse limitée par inertie, jerk, flottement soupapes (moteurs)
- Bruit à haut régime
- Profil de mouvement fixe (difficile à changer sans nouveau came)
- Poussée latérale sur suiveur (guidages nécessaires)
Évolution moderne
Les cames électroniques (servocommandées, profils logiciels) remplacent les cames mécaniques en automatisation multi-produits — même concept cinématique, flexibilité programmable.
Le came-suiveur reste un exemple brillant d'informatique mécanique : la forme est l'algorithme.