Charge, précision, vitesse et déplacement.

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. Considérons 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 la sélection du guide et celle du lecteur soient correctes. 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 provoquer une charge de moment élevée et modifier l'exigence d'une conception à guide unique vers une conception à double guide, doublant ou triplant efficacement la largeur totale de l'actionneur, et donc la taille de l'actionneur. machine.

La sélection d'un actionneur basée sur des approximations des exigences de performances est sans doute plus risquée que le choix d'un guide ou d'un entraînement linéaire avec un minimum d'informations sur l'application. Il n’en reste pas moins qu’il arrive souvent qu’un concepteur ou un ingénieur ait besoin d’une estimation raisonnable du système qui fonctionnera le mieux pour son application, avant que tous les critères d’application ne soient définis.

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 à supporter et son orientation par rapport au système sont l'un des critères les plus importants dans le choix d'un actionneur linéaire. Les charges légères montées plus ou moins directement sur les roulements peuvent être supportées par pratiquement n'importe quelle technologie de guidage : roulements sur rail profilé à recirculation, bagues et arbres linéaires, ou même roulements lisses. Cependant, plus la charge est lourde et plus elle crée de moment (tangage, roulis et/ou lacet), plus le mécanisme de guidage doit être robuste afin de garantir une durée de vie appropriée et une déflexion minimale.

Précision

Comprendre les 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 du 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 lors du déplacement permettront également de définir le choix du mécanisme d'entraînement. Par exemple, une règle empirique est que la vitesse maximale des assemblages de vis à billes est de 1 m/s, bien qu'il existe des moyens d'obtenir des vitesses plus rapides. Les courroies, en revanche, peuvent facilement se déplacer jusqu'à 10 m/s, et la vitesse maximale des entraînements par moteur linéaire est principalement limitée par le mécanisme de guidage de support. L'accélération joue également un rôle, à la fois dans la sélection de la conduite et du guidage.

Voyage

Bien que la course requise soit moins souvent un critère décisif, il est important de vérifier que le type d'actionneur linéaire choisi peut répondre aux spécifications en matière de longueur de course. Les vis à billes et les vis à plomb en particulier ont des courses limitées. Encore une fois, une règle générale pour les entraînements à vis est une longueur maximale de 3 mètres. Bien que les vis soient disponibles dans des longueurs plus longues, à mesure que la longueur augmente, la vitesse maximale diminue en raison de la vitesse critique de la vis.

Bien que ces quatre critères puissent fournir une estimation approximative des actionneurs linéaires appropriés, afin de mener à bien un processus complet de dimensionnement et de sélection, un certain nombre de paramètres d'application doivent être spécifiés et pris en compte. Pour aider les concepteurs et les ingénieurs à rassembler les informations critiques nécessaires au dimensionnement, plusieurs fabricants ont mis au point des acronymes simples à suivre.