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#Tendances produits
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Comment obtenir un mouvement linéaire prévisible et fiable
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Précision et répétabilité, Capacité, Durée du voyage, Utilisation, Environnement ambiant, Calendrier, Orientation, Tarifs.
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Voici quelques conseils sur la manière de spécifier et de dimensionner correctement un actionneur à moteur linéaire en utilisant l'ACTUATEUR mnémonique - en bref, pour la précision, la capacité, la longueur de course, l'utilisation, l'environnement ambiant, la synchronisation, l'orientation et les taux - afin de se souvenir de tous les paramètres clés
Choisir le bon actionneur pour une application donnée peut sembler une tâche facile. Cependant, le choix d'un actionneur fiable est plus complexe que ne le pensent certains ingénieurs et intégrateurs de systèmes. Les actionneurs peu performants sont souvent le résultat d'erreurs de spécification de base.
Pour obtenir un mouvement linéaire fiable et reproductible, l'objectif est de répondre à des exigences spécifiques pour une configuration d'actionneurs de haute qualité avec quatre sous-systèmes :
1. Un système structurel qui peut fixer avec précision tous les composants d'un actionneur dans un espace physique et fournir un moyen de maintenir l'actionneur sur son lieu de travail
2. Un convertisseur de mouvement rotatif en mouvement linéaire constitué d'une chaîne cinématique composée d'éléments individuels
3. Un élément d'usure linéaire pour guider avec précision le chariot en ligne droite avec un minimum de friction et une capacité de charge et une durée de vie maximales
4. Un chariot mobile qui maintient solidement la pièce, la pince, la caméra, l'optique ou toute autre charge utile
1er objectif de conception :
Précision et répétabilité
À moins qu'un ingénieur concepteur ne prenne le temps de définir ce qu'un actionneur doit fournir pour le mouvement, il ou elle va probablement sur-spécifier ou surpayer pour le système. C'est particulièrement vrai en cas de malentendu sur la différence entre la précision et la répétabilité. Dans la plupart des applications d'actionneurs, la répétabilité est plus importante que la précision absolue.
La répétabilité peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle, elle mesure donc la capacité d'un système à obtenir une position de commandement lorsqu'il est approché dans la même direction ou dans une autre. Les deux principales spécifications qui influencent la précision sont le déplacement et le positionnement. Il est courant de spécifier la précision en unités de microns ou de millièmes de pouce.
Par exemple, imaginez un robot avec une pince posée sur un actionneur linéaire. L'actionneur déplace le robot dans différentes positions afin que la pince puisse saisir des caisses et les placer sur des palettes. Ce mouvement doit être répétable et assez précis pour mettre le robot en position, bien qu'une précision extrême ne soit pas nécessaire. En règle générale, la répétabilité du positionnement à ± 50 µm est plus qu'acceptable dans la plupart des opérations d'emballage en fin de ligne impliquant des actionneurs. Pour les applications qui nécessitent un positionnement plus précis, envisagez d'ajouter un codeur linéaire.
2e objectif de conception :
Capacité
Pensez aux charges, aux moments et aux forces que l'actionneur devra supporter. Il s'agit notamment de
- charge statique
- charge dynamique
- moment de flexion
- poussée
Quelle que soit la configuration, la construction interne d'un actionneur a un impact direct sur la capacité de charge. Certains fabricants conçoivent et construisent des actionneurs pour supporter des charges lourdes à grande vitesse, tandis que d'autres sont construits pour supporter des charges légères à grande vitesse. Il est essentiel de connaître les détails de l'application pour choisir la bonne conception. Conseil : Lorsque vous comparez des actionneurs, faites attention aux unités de spécification mentionnées ci-dessus (SI, unités américaines ou impériales) pour faire une comparaison de pommes à pommes.
Les actionneurs industriels ont une grande rigidité et supportent une charge maximale dans cinq des six degrés de liberté, et permettent un mouvement à faible frottement dans le sixième axe.
3ème objectif de conception :
Durée du voyage
La course d'un actionneur, mesurée en millimètres ou en pouces, est la distance à laquelle il doit déplacer un actionneur. Cependant, le mouvement total doit inclure une course de sécurité, également appelée distance d'arrêt dur à dur. Il convient de distinguer soigneusement la différence entre la course et la longueur totale. Conseil : Au cours de cette étape, définissez également l'enveloppe volumétrique ou l'empreinte totale dans laquelle le système doit s'insérer.
4ème objectif de conception :
Utilisation
Le facteur d'utilisation (également appelé cycle d'utilisation) est généralement exprimé en cycles par minute. La durée de vie utile est le nombre d'heures, d'années, de cycles ou la distance linéaire que l'actionneur devrait obtenir. En d'autres termes, cette spécification décrit la fréquence de fonctionnement de l'actionneur et la durée de vie nécessaire. Tenez compte des détails de l'application (y compris le profil de mouvement, la durée du cycle et le temps d'arrêt) en plus des exigences de durée de vie. Renseignez-vous également auprès du fournisseur sur les calendriers de maintenance ; certains actionneurs ne nécessitent une re-lubrification qu'après 20 000 km, tandis que d'autres ont besoin d'un entretien plus fréquent.
5e objectif de conception :
Environnement ambiant
Les conditions de travail entourant l'actionneur forment collectivement le milieu ambiant :
- plage de température de fonctionnement
- plage d'humidité relative
- le type et la quantité de particules contaminantes
- présence de fluides ou de produits chimiques corrosifs
- les exigences de nettoyage ou de lavage périodique
Gardez ces facteurs à l'esprit, et notez que les environnements exigeants ou extrêmes peuvent nécessiter des joints et des soufflets spéciaux pour protéger les pièces mobiles de l'actionneur de l'humidité, de la poussière et d'autres contaminants. Si cela vous préoccupe, demandez au fournisseur si ces dispositifs sont disponibles.
6e objectif de conception :
Timing
Les ingénieurs concepteurs, les intégrateurs de systèmes, les équipementiers et les utilisateurs finaux ignorent souvent les délais du projet lorsqu'ils spécifient un actionneur, surtout au début. Bien que d'autres spécifications de performance méritent une attention particulière, il faut garder à l'esprit les contraintes de temps et de budget. N'oubliez pas les délais globaux du projet, les demandes de devis, les prototypes et les calendriers de production, car les ignorer peut faire perdre du temps et des efforts par la suite. Il n'y a rien de pire que de trouver l'actionneur parfait et de se rendre compte ensuite qu'il ne correspond pas aux contraintes de temps et de budget du projet.
7e objectif de conception :
Orientation
Le choix du bon actionneur dépend également de la façon dont il sera monté dans l'espace géométrique disponible. Cela détermine l'orientation de la charge et de la force. Le chariot sera-t-il orienté vers le haut ou vers le bas dans une orientation horizontale ? Des orientations verticales et des placements inclinés sont également possibles en fonction de l'encombrement du système et de la géométrie de l'application. Chaque orientation influence les calculs de force qui expriment finalement la capacité de l'actionneur à supporter une charge donnée. Notez que les systèmes multi-axes nécessitent des supports spéciaux et des plaques transversales pour relier rigidement les actionneurs et réduire le désalignement et les vibrations.
8e objectif de conception :
Tarifs
Pour choisir le meilleur actionneur pour une application, il faut déterminer son profil de mouvement cible. Ce profil comprend la vitesse de déplacement ainsi que les taux d'accélération et de décélération requis. Si certains actionneurs industriels peuvent supporter des charges élevées à des vitesses de déplacement allant jusqu'à 5 m/sec, d'autres ont des capacités de vitesse et de charge limitées. Dans ce cas, il convient d'adapter correctement l'actionneur à la tâche à accomplir.