Actionneurs électriques rotatifs ou linéaires

L'automatisation industrielle et de nombreux processus de fabrication reposent sur le mouvement. Les systèmes de mouvement déplacent les pièces dans et hors des machines, ils mettent les outils en contact avec les pièces et ils font fonctionner les éléments clés des machines de traitement.

Ce mouvement est assuré par des actionneurs. Ce sont des appareils qui, lorsqu'ils sont alimentés, se déplacent d'une manière particulière. Pour les ingénieurs et les autres personnes responsables des systèmes de contrôle de mouvement, il est important de comprendre les différents types d'actionneurs disponibles et quand chacun est approprié. L'utilisation des mauvais actionneurs électriques industriels dans une application entraînera des problèmes de contrôle de mouvement, des problèmes de fiabilité de l'équipement et des temps d'arrêt.

Les articles de blog précédents ont abordé des sujets tels que les utilisations appropriées des actionneurs pneumatiques et pourquoi les actionneurs électriques sont précis et reproductibles. Ce billet de blog clarifie les différences entre les actionneurs électriques rotatifs et linéaires.

Trajectoires de mouvement

Un actionneur linéaire fournit un mouvement de va-et-vient en ligne droite. Les paramètres de performance clés sont la distance parcourue, la vitesse et l'accélération. (D'autres incluent des facteurs tels que la capacité de charge.) Un point important concernant les actionneurs linéaires électriques, et qui prête parfois à confusion, est que le mouvement est fourni par un moteur électrique qui tourne. Ainsi, un actionneur linéaire électrique convertit le mouvement rotatif en linéaire.

En passant, il existe d'autres formes d'actionneurs électriques linéaires qui n'utilisent pas de moteur électrique conventionnel. Ceux-ci incluent des actionneurs piézo-électriques et à bobine mobile ainsi que des moteurs à induction linéaires. Ceux-ci ont des plages de travail très courtes et sortent du cadre de cette discussion.

Un actionneur rotatif fournit un mouvement dans une trajectoire circulaire autour d'un axe. La plupart des actionneurs rotatifs peuvent parcourir une distance illimitée, d'un seul degré ou même moins à plusieurs révolutions. Les paramètres de performance clés sont la distance angulaire déplacée, le couple appliqué, la vitesse et l'accélération.

Un regard plus attentif sur les actionneurs électriques linéaires

La conversion de la rotation du moteur en mouvement linéaire s'effectue de deux manières. Soit le moteur entraîne une courroie montée sur une poulie à l'extrémité de l'arbre du moteur, soit le moteur est couplé directement à une vis mère. (Dans les deux configurations, il n'est pas rare d'avoir un engrenage entre les deux.)

Dans les systèmes à vis, un écrou est monté sur la vis. Lorsque le moteur tourne, l'écrou se déplace le long du filetage. Une plate-forme ou un chariot est monté sur l'écrou et maintenu en place par des rails de guidage. La rotation du moteur déplace la plate-forme le long de la vis.

Pour empêcher l'écrou de pénétrer dans l'extrémité de la vis, il y a des interrupteurs de fin de course à chaque extrémité. Lorsqu'ils sont activés, ils coupent l'alimentation du moteur, ce qui évite tout dommage.

Les petits actionneurs électriques linéaires à charge légère utilisent des moteurs 12 ou 24 V CC. Les moteurs 120 V CA sont également courants, mais de nombreux actionneurs électriques industriels utilisent une alimentation triphasée 230 V ou 460 V. De tels actionneurs peuvent supporter de lourdes charges et appliquer des forces élevées.

Une différence clé entre les actionneurs électriques linéaires et les vérins pneumatiques est que le premier peut s'arrêter avec précision à n'importe quel point de sa plage de mouvement. Les vérins pneumatiques sont difficiles à arrêter avec précision entre les extrémités de leur course.

Le contrôle précis de la position est obtenu par le moteur et il existe deux options. Un moteur pas à pas compte les impulsions pendant sa rotation. Chaque impulsion correspond à un mouvement angulaire que la vis mère convertit en distance. Pour se déplacer vers une position spécifiée, le moteur reçoit l'ordre de se déplacer d'un certain nombre d'impulsions.

L'alternative consiste à utiliser un servomoteur où un encodeur et un contrôleur gardent une trace de la position. Les servomoteurs sont plus chers que les steppers mais offrent un contrôle plus précis. Pour les applications nécessitant une haute précision, les actionneurs électriques industriels utilisent presque toujours un servomoteur.

Regard sur les actionneurs électriques rotatifs

Comme pour l'actionneur linéaire, le mouvement provient d'un moteur électrique. Ici cependant, la rotation de l'arbre passe par un train d'engrenages pour faire tourner une plate-forme. Les rapports de démultiplication dictent le couple et la vitesse atteints, des niveaux élevés de chacun étant possibles.

Sur certains actionneurs rotatifs, le moteur est monté dans le boîtier ou le support de plate-forme ; d'autres l'ont dehors. Les moteurs peuvent être à courant continu ou à courant alternatif. Des actionneurs pas à pas et servomoteurs sont disponibles pour fournir le niveau de précision nécessaire. Contrairement aux actionneurs linéaires, il n'y a pas besoin d'interrupteurs de fin de course pour protéger le mécanisme lui-même. Cependant, l'application peut avoir besoin d'interrupteurs de fin de course pour éviter une surcourse.

Applications pour les actionneurs électriques industriels linéaires et rotatifs

Les actionneurs linéaires sont utilisés pour fournir une translation d'un endroit à un autre. Les actionneurs linéaires électriques ont l'avantage par rapport aux pneumatiques de pouvoir s'arrêter à mi-chemin du mouvement. Cela en fait un bon choix pour les tâches de manutention et plus généralement pour déplacer des objets sur une courte distance en ligne droite.

Les actionneurs rotatifs sont utilisés dans des applications telles que les articulations de robots où ils fournissent un mouvement angulaire précis. L'actionnement des vannes et le mouvement des portes du convoyeur en sont d'autres exemples.

Lors de la sélection d'actionneurs électriques industriels, naviguer dans les spécifications et les options peut être déroutant. Les spécialistes de JH Foster peuvent vous aider.