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Comment estimer vos besoins en actionneurs linéaires avec un minimum de données d'application ?

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Des moments de charge élevés peuvent dicter l'utilisation d'un actionneur linéaire de type double rail.

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Le choix des composants de mouvement linéaire pendant la phase de développement d'un projet est une source de frustration pour les concepteurs et les ingénieurs d'application depuis des décennies - en particulier lorsqu'il s'agit de sous-ensembles complexes tels que les actionneurs linéaires. Considérez un instant l'influence qu'un actionneur linéaire a sur la conception globale de la machine. Tout d'abord, dans un actionneur, le guide et l'entraînement sont couplés ensemble, faisant partie intégrante de l'unité. Il est donc impératif que le choix du guide et de l'entraînement soit correct. De plus, un actionneur a une influence significative sur la taille globale de la machine. Par exemple, le déplacement de la position de la charge sur l'actionneur peut entraîner une charge de moment élevée et modifier les exigences en passant d'une conception à guide unique à une conception à double guide, doublant ou triplant effectivement la largeur totale de l'actionneur, et donc la taille de la machine.

Le choix d'un actionneur basé sur des approximations des exigences de performance est sans doute plus risqué que le choix d'un guide linéaire ou d'un entraînement avec un minimum d'informations sur l'application. Il n'en reste pas moins que la situation est assez courante lorsqu'un concepteur ou un ingénieur a besoin d'une estimation raisonnable du système qui fonctionnera le mieux pour son application, avant que tous les critères d'application ne soient fixés.

Bien qu'un exercice de dimensionnement approprié nécessite une compréhension approfondie des exigences de l'application, une solution générale - adaptée à la conception initiale et aux estimations de coûts - peut généralement être établie sur la base de quatre critères clés.

Charger

La charge qui doit être supportée, et son orientation par rapport au système, est l'un des critères les plus importants dans le choix d'un actionneur linéaire. Les charges légères qui sont montées plus ou moins directement sur les roulements peuvent être supportées par pratiquement toutes les technologies de guidage - roulements à billes à recirculation de billes, douilles et arbres linéaires, ou même paliers lisses. Cependant, plus la charge est lourde et plus le moment (tangage, roulis et/ou lacet) qu'elle crée est important, plus le mécanisme de guidage doit être robuste afin d'assurer une durée de vie adéquate et une déflexion minimale.

Précision

La compréhension des exigences en matière de précision et de répétabilité du positionnement aidera à affiner la décision concernant le mécanisme d'entraînement. Un positionnement point à point de faible précision peut être réalisé avec un entraînement pneumatique ou un système de courroie et de poulie, tandis que la précision et la répétabilité du positionnement dans la plage d'un micron nécessiteraient une vis à billes ou même un moteur linéaire. Bien que la charge puisse souvent être supportée par l'une des nombreuses technologies d'entraînement, la répétabilité est souvent le facteur décisif entre ces options.

Vitesse

Les vitesses moyennes et maximales pendant le mouvement aideront également à définir le choix du mécanisme d'entraînement. Par exemple, une règle empirique est que la vitesse maximale pour les assemblages à vis à billes est de 1 m/s, bien qu'il existe des moyens d'obtenir des vitesses plus élevées. Les courroies, en revanche, peuvent facilement se déplacer jusqu'à 10 m/s, et la vitesse maximale pour les entraînements par moteur linéaire est principalement limitée par le mécanisme de guidage de support. L'accélération joue également un rôle, tant dans le choix de l'entraînement que du guidage.

Voyage

Bien que la course requise soit moins souvent un critère d'équilibre, il est important de vérifier que le type d'actionneur linéaire choisi peut répondre à la spécification de la longueur de course. Les vis à billes et les vis à tête cylindrique, en particulier, ont des plages de course limitées. Là encore, une règle empirique pour les vis d'entraînement est une longueur maximale de 3 mètres. Bien que les vis soient disponibles dans des longueurs plus importantes, à mesure que la longueur augmente, la vitesse maximale diminue, en raison de la vitesse critique de la vis.