Voir la traduction automatique
Ceci est une traduction automatique. Pour voir le texte original en anglais cliquez ici
#Tendances produits
{{{sourceTextContent.title}}}
Actionneurs linéaires : C'est ce qu'il y a à l'intérieur qui compte
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Les choix d'actionneurs linéaires comprennent la courroie, la vis à billes et l'air.
{{{sourceTextContent.description}}}
Il existe deux règles générales pour sélectionner un actionneur linéaire : Utilisez un actionneur entraîné par courroie si la course linéaire doit être supérieure à 8 pieds, et choisissez un actionneur entraîné par vis à billes si l'application nécessite un positionnement précis. Mais le processus de choix entre ces actionneurs ne se limite pas à spécifier la longueur de la course ou la précision du positionnement.
Que se passe-t-il si la longueur de la course est de 1,5 m, si la vitesse est atteinte avec l'un ou l'autre des actionneurs et si le positionnement précis n'est pas un facteur ? Le choix repose-t-il automatiquement sur le coût ? Il ne devrait pas l'être. Les autres facteurs dont les ingénieurs doivent tenir compte sont la charge, le profil de déplacement, le jeu tolérable et la résolution nécessaire. Et, dans les situations où les différences de coût entre ces deux types d'actionneurs sont négligeables, ces facteurs revêtent une plus grande importance.
De près et de loin
Même si la longueur de course nécessaire ne devrait pas être le principal critère de sélection, elle peut rapidement réduire les choix à un niveau plus gérable. Lorsque les ingénieurs doivent aller loin, les actionneurs à courroie sont disponibles dans des longueurs allant jusqu'à 20 pieds. Certains fabricants les fabriquent jusqu'à 60 pieds, ou les proposent en segments que les ingénieurs peuvent assembler. Le facteur limitant la longueur est le coût de l'extrusion de la courroie.
La plupart des actionneurs à vis à billes, en revanche, sont limités à 6 pieds ou moins. Il arrive qu'un fabricant fabrique une vis à billes jusqu'à 2,5 m. Au-delà, le maintien de la rectitude sur toute la longueur de la vis rend le coût de fabrication prohibitif.
Rapide ou plus rapide
En plus d'être plus longs, les actionneurs linéaires entraînés par courroie offrent généralement des vitesses plus élevées que les versions à vis à billes. La plupart des vis à billes sont limitées à des vitesses de déplacement de 50 ips pour les courses courtes et à quelques pouces par seconde pour les courses de 6 à 8 pieds. Les actionneurs entraînés par courroie atteignent des vitesses de 180 ips. Les actionneurs à courroie ont cependant des limites quant aux taux d'accélération qu'ils peuvent supporter. Le matériau de la courroie est sujet à la déformation, à la fatigue ou à la rupture à des vitesses d'accélération et de décélération élevées.
La vitesse des vis à billes est influencée par plusieurs facteurs interdépendants : la longueur et la rectitude de la tige de la vis, son diamètre et le pas des filets. Tout fléchissement ou déviation sur la longueur réduit la vitesse maximale réalisable. Pour compenser une partie de la déflexion, quelques fabricants proposent des roulements à alignement automatique dans les écrous. Selon la charge et la précision de positionnement nécessaires, ces roulements peuvent compenser une bonne partie de l'affaissement tout en permettant d'atteindre des vitesses élevées. La charge radiale, cependant, réduira le degré de compensation de ces roulements.
Le diamètre de la vis doit être suffisamment grand pour permettre la transmission de la force à travers la vis ainsi que la charge que l'actionneur supportera. Mais un diamètre de vis important peut limiter la vitesse de l'actionneur, car il détermine la vitesse des billes de recirculation dans l'écrou. La vis est également soumise à une limite connue sous le nom de vitesse critique. À cette vitesse, la vis à billes commence à vibrer autour de son axe. Des longueurs plus grandes et des diamètres plus petits réduisent la vitesse à laquelle cette vibration se produit.
Le pas de la vis affecte également la vitesse. Une vis qui a un faible pas ou un pas élevé donnera une vitesse linéaire plus lente pour la même vitesse de rotation qu'une vis avec un pas élevé ou un pas faible.
De plus, le pas influence la résolution et la précision de positionnement de la vis. La résolution est le plus petit mouvement incrémental nécessaire. En général, plus le pas est élevé, plus le positionnement est précis. Les actionneurs à vis à billes offrent un positionnement plus précis que les actionneurs à courroie. De plus, leur répétabilité est plus élevée. Ils reviennent à une position spécifique avec une plus grande précision qu'un actionneur à courroie.
Porter la charge
Les actionneurs à vis à billes peuvent supporter les charges de poussée les plus élevées, jusqu'à des milliers de livres. Les actionneurs à courroie, en revanche, sont limités à quelques centaines de livres.
Les charges de moment, cependant, peuvent être un facteur dans les applications multiaxes. Dans ce cas, les ingénieurs doivent définir la position en fonction de la façon dont le deuxième ou le troisième axe se déplacera sous l'effet de la charge de moment qui est appliquée sur l'axe principal.
Certains actionneurs transmettent la charge à travers le corps du cylindre au lieu de la vis ou de la courroie. Ces actionneurs offrent une bonne capacité de charge générale et une bonne précision de suivi, et ils contrôlent bien le frottement.
Le moteur principal
Les actionneurs à courroie et à vis à billes peuvent être alimentés par des moteurs d'usage général, des servomoteurs ou des moteurs pas à pas. Cependant, il faut que le moteur soit capable de charger le désaccord inertiel dans une proportion de 10:1. Le choix entre un servomoteur et un moteur pas à pas dépend de la précision du positionnement et de la nécessité ou non d'un retour d'information. Les servos sont plus précis.
Dans le cas des actionneurs linéaires à vis à billes, la vis à billes a tendance à affecter le moteur un peu comme le fait un réducteur. Les actionneurs à courroie réagissent comme des entraînements directs.
En mouvement
Un autre facteur à examiner est le profil de la demande. Contrairement aux vis à billes, les actionneurs à courroie n'ont pas de jeu, mais ils ont une certaine élasticité. (Le jeu dans certains systèmes à vis à billes peut être réglé à un faible niveau.) Habituellement, les actionneurs à courroie ne sont pas le meilleur choix si l'application nécessite une série de très petits mouvements incrémentiels. Au démarrage d'un mouvement, le moteur doit exécuter suffisamment de petits mouvements pour absorber l'étirement élastique et surmonter la friction statique avant que la courroie ne se déplace. Si un actionneur à courroie doit être utilisé dans une telle application, une solution consiste à utiliser un micropas ou un servomoteur avec un nombre élevé d'impulsions de ligne de codage.
Certains des nouveaux actionneurs à courroie utilisent des courroies faites de matériaux plus rigides. Ces versions sont capables d'une bonne précision de positionnement.
Une troisième option
Parfois, ni une vis à billes ni un actionneur à courroie ne sont les mieux adaptés. Les actionneurs linéaires pneumatiques sans tige constituent une autre option. Ces dispositifs permettent des mouvements de va-et-vient très répétitifs qui ne nécessitent pas de positionnement complexe. Ils offrent également une vitesse et une capacité de charge élevées, dans certains cas, pour un coût par axe environ 50 % inférieur à celui des autres choix d'actionneurs, surtout si vous avez déjà accès à une source d'air comprimé.