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Quatre caractéristiques clés pour aider à la spécification d'un entraînement linéaire approprié

The 4 key performance characteristics to help specify the right linear drive train + engineer + Parker Hannifin Electromechanical and Drives DivisionPour ce qui est des actionneurs linéaires, la sélection de la technologie d'entraînement appropriée peut s'avérer un exercice d'équilibrage précis dont la mesure où il n'existe pas de solution universelle.

En raison de l'étendue des applications – des lignes d'emballage automatisées aux machines complexes telles que les imprimantes 3D, en passant par les manipulations "pick and place", faire le bon choix consiste moins à se concentrer sur un seul aspect qu'à trouver l'équilibre optimal des performances à partir de différents facteurs.

La plupart des actionneurs linéaires électromécaniques reposent sur l'un de cinq types d'entraînements linéaires : les vis à billes, les vis trapézoïdale, les courroies crantées, les pignons/crémaillères et les moteurs linéaires.

Entraînements communs

Les vis à billes sont idéales pour les applications de cycle élevé et qui requièrent une grande force, une précision et une répétabilité. Les roulements à billes réduisent les frottements et offrent un rendement mécanique élevé, même dans le cas d'une utilisation continue. Les vis à billes supportent des vitesses modérées.

Les vis trapezoïdales sont adaptées pour les applications à faible cycle de fonctionnement ou nécessitant de petits ajustements. Elles se caractérisent par une efficacité équivalente à la moitié de celle des vis à billes et requièrent donc le double de couple pour obtenir la même force de poussée. Les vis trapezoïdales, en revanche, permettent de réaliser des solutions économiques et compactes pour les applications à force élevée.

The 4 key performance characteristics to help specify the right linear drive train + belt and pulley + Parker Hannifin Electromechanical and drivesLes courroies crantées sont des mécanismes simples et robustes pour les applications haute vitesse qui requièrent une longue durée de vie et un minimum de maintenance, et pour lesquelles une précision supérieure à 100 microns est suffisante. Les courroies crantées sont disponibles dans des longueurs supérieures à celles des entraînements à vis.

Les systèmes à pignons et crémaillères sont utiles pour les très grands déplacements qui requièrent une vitesse élevée mais ne sont pas connus pour leur précision. Ils offrent une densité de forcée élevée mais ont, en contrepartie, besoin d'une lubrification régulière du système. La suppression du jeu de ce type d'entraînement n'est, en revanche, pas toujours possible ce qui peut s'avérer très bruyant en fonctionnement.

Les moteurs linéaires offrent une vitesse, une accélération et une précision élevées. Le coût est le principal inconvénient, tandis que la densité de la force est également inférieure à celle des autres systèmes d'entraînement. L'absence de liaison mécanique entre les composants mobiles et statiques des moteurs linéaires rend leur utilisation difficile dans les applications verticales.

Le principe PETS principle

Les options de sélection d'un entraînement linéaire peuvent être regroupées dans les catégories suivantes : précision, durée de vie attendue, cadence et considérations spécifiques (qui correspondent, en anglais, à l'acronyme PETS).

Linear-drive-train

Pour ce qui est de la précision, il convient de toujours commencer par bien comprendre les besoins en termes de résolution. Les autres considérations sont la répétabilité et le contrôle de vitesse. Les moteurs linéaires et les vis à billes sont, généralement, les meilleurs en termes de caractéristiques de précision.

En ce qui concerne la durée de vie, l'efficacité mécanique est la considération primordiale, à moins qu'il ne s'agisse d'un environnement d'exploitation sale ou difficile. Une efficacité élevée de l'entraînement va de pair avec une longue durée de vie et une consommation d'énergie réduite. Les facteurs tels que la résistance à l'usure, la résistance à la saleté et les exigences de maintenance sont également importants.Les courroies de distribution, en raison de leur efficacité élevée et leur maintenance limitée, sont l'option incontournable dans cette catégorie.

La cadence peut être évaluée en commençant par examiner la vitesse et les caractéristiques d'accélération ou de décélération de chaque technologie – en fonction de la longueur du déplacement linéaire nécessaire. Si l'on a besoin d'un plus long déplacement et qu'une plus grande partie du temps de cycle est effectuée à vitesse maximale, la vitesse est la plus importante. Si l'on requiert des mouvements plus courts, les caractéristiques d'accélération et de décélération prévaudront. Les moteurs linéaires n'ont pas d'équivalent en matière de cadence.

Parmi les autres considérations dont il faut tenir compte quand on étudie chaque technologie, on note les coûts des matériaux et de la mise en œuvre, tandis que la densité de force est un autre facteur toujours plus important à garder à l'esprit dans la mesure où les conceptions de machines se miniaturisent toujours plus, notamment lors de la spécification des effecteurs finaux ou d'outils montés sur un axe.

 

The 4 key performance characteristics to help specify the right linear drive train + Olaf Zeiss + Parker Hannifin Electromechanical and DrivesArticle rédigé par Olaf Zeiss, Responsable produit, Actuators Electromechanical & Drives Division Europe.

 

 

 

 

 

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