{{{sourceTextContent.title}}}

Cinq éléments à prendre en compte lors du choix d'un actionneur linéaire

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Longueur de course, vitesse, précision, montage, maintenance.

{{{sourceTextContent.description}}}

Vous travaillez sur une application qui nécessite un mouvement linéaire - il peut s'agir d'un système d'assemblage "pick-and-place", d'une chaîne d'emballage ou d'un portique pour le transfert de matériaux - mais concevoir votre propre actionneur à partir de zéro, vous procurer les différentes pièces, monter et aligner les composants et mettre en place un système de maintenance n'est pas une utilisation efficace de votre temps. Vous commencez à vous intéresser aux actionneurs linéaires préconçus et préassemblés, mais il existe tellement d'options concernant le type, la taille et le principe de fonctionnement qu'il est difficile de savoir par où commencer dans votre sélection.

La première étape pour réduire le champ est de choisir le mécanisme d'entraînement le mieux adapté à votre application. La plupart des fabricants proposent au moins deux options d'entraînement, la courroie crantée et la vis à billes étant les plus courantes, tandis que les entraînements pneumatiques et à moteur linéaire servent des applications de niche. Vous trouverez ci-dessous cinq facteurs qui vous aideront à faire votre choix entre les deux types d'actionneurs les plus courants : courroie crantée et vis à billes.

1. Longueur de la course

La distance que l'actionneur doit parcourir dans une direction, appelée longueur de course, est la première condition à prendre en compte pour choisir entre une vis à billes ou une courroie. Les actionneurs à vis à billes se trouvent généralement à des longueurs de 1000 mm ou moins, bien que des vis à billes de plus grand diamètre puissent être utilisées à des longueurs allant jusqu'à 3000 mm. Cette limite est régie par la vitesse critique de la vis. Plus la longueur d'une vis augmente, plus sa vitesse critique, ou la vitesse à laquelle la vis commence à subir des vibrations de flexion, diminue. En d'autres termes, lorsqu'une vis s'allonge et tourne plus vite, elle commence à "fouetter" comme une corde à sauter.

Pour les actionneurs avec entraînement par courroie crantée, la possibilité de tendre la courroie limite la longueur maximale. En utilisant des courroies de plus grande largeur (plus de surface de contact) et un pas de dent plus important, les actionneurs à entraînement par courroie se retrouvent couramment dans des applications nécessitant une longueur de course de 10 à 12 mètres.

2. Vitesse

Le deuxième facteur critique dans le choix d'un actionneur est la vitesse. La vitesse maximale pour la plupart des actionneurs à courroie est de 5 m/s. Cette limite est influencée par le système de guidage, qui utilise le plus souvent des paliers à recirculation. Pour les applications qui nécessitent des vitesses plus élevées, jusqu'à 10 m/s, un entraînement par courroie peut être utilisé avec des roues préchargées ou des rouleaux de came plutôt qu'avec des paliers à recirculation.

Comme mentionné ci-dessus, dans un actionneur à vis à billes, plus la longueur augmente, plus la vitesse critique diminue. En général, les actionneurs à vis à billes peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 1,5 m/s pour des longueurs de course inférieures à 1 mètre. Les supports de vis à billes peuvent apporter une rigidité supplémentaire en réduisant la longueur non supportée de la vis, permettant à l'actionneur d'atteindre des vitesses plus élevées et des longueurs plus importantes. Lorsque vous envisagez d'utiliser des supports de vis à billes, consultez le fabricant pour obtenir de l'aide dans les calculs de vitesse et de longueur nécessaires.

3. Précision

La précision est largement utilisée pour désigner soit la précision de déplacement (où le chariot ou la selle se trouve dans l'espace pendant le mouvement), soit la précision de positionnement (à quelle distance de la position cible est atteinte par l'actionneur), soit la répétabilité (à quelle distance de la même position est atteinte par l'actionneur à chaque course). Si la précision de la course est fortement influencée par la structure, la base et le montage de l'actionneur, la précision de positionnement et la répétabilité sont principalement des fonctions du mécanisme d'entraînement.

Les vis à billes, en particulier si elles sont préchargées, ont une meilleure précision de positionnement que les entraînements par courroie en raison de leur rigidité. Toutefois, l'"imprécision" du positionnement peut être mesurée et compensée dans le système de commande de l'actionneur. C'est pourquoi la répétabilité (la capacité d'atteindre la même position à chaque course) devient souvent le facteur le plus important dans les applications de haute précision. Pour une répétabilité élevée, la rigidité du mécanisme d'entraînement est essentielle, ce qui fait qu'un ensemble vis à billes et écrou préchargé est le meilleur choix.

4. Montage

Dans certains cas, la direction dans laquelle l'actionneur est monté dictera le meilleur mécanisme d'entraînement. Les entraînements par courroie et par vis à billes conviennent tous deux pour des orientations de montage horizontales et inclinées, mais les applications qui nécessitent un montage vertical doivent être évaluées avec plus de soin.

Alors que tout système qui déplace une charge verticalement nécessite des mécanismes de sécurité intégrés, les entraînements par vis à billes sont souvent considérés comme plus sûrs que les entraînements par courroie pour le transport de charges verticales. En effet, les vis à billes, selon la charge, le pas de vis et la friction dans le système, sont peu enclines à reculer ou à "tomber en chute libre" en cas de défaillance du frein ou de dommages catastrophiques au système. Lorsqu'un actionneur à courroie est nécessaire dans une application verticale, un frein ou un contrepoids externe doit être sérieusement envisagé.

5. Maintenance

La principale cause de défaillance des actionneurs linéaires est le manque de lubrification. Les actionneurs à vis à billes et à courroie exigent tous deux que le système de guidage soit lubrifié périodiquement, mais les vis à billes introduisent un autre composant dont la lubrification doit être contrôlée. Certains fabricants ont résolu ce problème en fournissant des systèmes lubrifiés à vie (la vie étant définie comme une distance de déplacement ou un nombre de tours déterminé, avec une charge, une vitesse et un environnement donnés), mais de nombreuses applications ne répondent pas à ces paramètres et nécessiteront une lubrification à un moment donné de leur durée de vie.

Bien que les actionneurs à courroie aient l'avantage d'avoir moins de composants à entretenir, lorsque l'environnement contient de la poussière ou des copeaux, il faut rechercher une conception d'actionneur qui minimise le potentiel de contamination pour entrer dans les logements des poulies. Cela garantira une plus longue durée de vie aux roulements des poulies et réduira l'usure de la courroie elle-même.

Les entraînements par courroie et par vis à billes présentent tous deux des avantages en termes de performances. Lors de la sélection initiale, n'oubliez pas que les entraînements par courroie sont généralement le meilleur choix pour les longues courses et les vitesses élevées, tandis que les entraînements par vis à billes sont meilleurs pour les applications qui exigent une grande répétabilité ou un montage vertical. Dans certaines applications, l'un ou l'autre mécanisme d'entraînement répondra aux critères décrits ci-dessus. Dans ces cas, le fabricant peut vous guider dans le choix du bon actionneur en fonction de facteurs plus avancés, tels que l'accélération, le temps de stabilisation ou les conditions environnementales.