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Un actionneur linéaire peut-il assurer la rigidité et la précision d'un étage linéaire ?

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Les actionneurs linéaires en forme de U sont construits avec une base en acier extrudé

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Bien qu'il n'existe pas de normes industrielles définissant les actionneurs linéaires et les étages linéaires, la terminologie généralement acceptée indique qu'un actionneur linéaire est généralement construit avec une extrusion ou une base en aluminium, tandis qu'un étage linéaire est généralement construit sur une base plate, usinée en acier ou en granit. Cette distinction implique que les actionneurs linéaires peuvent fournir des courses plus longues et utiliser une variété de mécanismes d'entraînement (courroie, vis, crémaillère et pignon), tandis que les étages ont généralement une plus grande rigidité et utilisent des guides linéaires et des mécanismes d'entraînement de haute précision (généralement une vis à billes ou un moteur linéaire) pour une excellente précision de déplacement et de positionnement.

Mais une conception d'actionneur - l'actionneur linéaire en forme de U - défie ces spécifications, utilisant une base en acier extrudé pour fournir des spécifications de rigidité et de précision de déplacement qui rivalisent avec certaines étapes linéaires.

L'utilisation d'un profilé en acier (plutôt qu'en aluminium) rend la conception en U extrêmement rigide et permet aux fabricants de proposer un actionneur linéaire avec les grandes précisions de déplacement et de positionnement que l'on trouve généralement dans des étages linéaires plus précis - et plus coûteux. La base en acier peut également être usinée pour fournir une arête de référence, pour un alignement précis avec d'autres composants de la machine ou avec d'autres actionneurs dans un système multi-axes. Et avec une très grande rigidité, l'actionneur linéaire en forme de U est beaucoup mieux adapté que d'autres conceptions pour les applications où l'actionneur n'est supporté que par une seule extrémité, comme les systèmes cartésiens à 2 et 3 axes.

Le système de guidage linéaire est intégré dans la conception de l'actionneur en forme de U - il n'y a pas de rail de guidage. Au lieu de cela, les chemins de roulement qui se trouvent normalement sur le rail de guidage sont meulés à l'intérieur de la base. Le chariot, ou table, est analogue à un bloc de roulement linéaire retourné, avec les billes qui roulent à l'extérieur. La partie centrale du chariot reste donc disponible pour accueillir l'écrou de la vis à billes. Ce principe de construction rend l'ensemble de l'actionneur extrêmement compact, avec un rapport largeur/hauteur d'environ 2:1. Par exemple, un actionneur en forme de U d'une largeur de 60 mm n'a que 33 mm de hauteur. Les sections transversales les plus courantes (largeur x hauteur) sont 40 x 20 mm, 50 x 26 mm, 60 x 33 mm et 86 x 46 mm, bien que d'autres dimensions soient également proposées.

Malgré leurs dimensions compactes, les actionneurs linéaires en forme de U ont de très bonnes capacités de charge et de moment. En effet, les chemins de roulement sont relativement espacés, de sorte que la géométrie du chariot est similaire à celle d'un bloc de roulement beaucoup plus grand que ce que le vérin pourrait accueillir dans sa forme standard.

Développés à l'origine pour des applications de haute précision telles que la manipulation de plaquettes de semi-conducteurs et la distribution de diagnostics médicaux - pour lesquelles les contraintes d'espace ne permettent pas une étape linéaire typique - les actionneurs linéaires en forme de U sont maintenant utilisés dans une grande variété d'industries et d'applications. Il s'agit notamment du soudage au plasma, de l'assemblage automatisé et de l'inspection optique.

L'un des facteurs déterminants de l'adoption généralisée des actionneurs en U est qu'ils sont les seuls actionneurs linéaires dont les dimensions sont interchangeables entre les fabricants. Il est toutefois important de noter qu'en raison des différences de conception des guidages et des vis à billes, les spécifications techniques (telles que la capacité de charge, la vitesse ou la rigidité) peuvent varier d'un fabricant à l'autre et d'une ligne de produits à l'autre, même pour des produits dont la section transversale et les dimensions de montage sont identiques.