Précision et répétabilité, Capacité, Longueur de déplacement, Utilisation, Environnement ambiant, Synchronisation, Orientation, Débits.

Voici quelques conseils sur la façon de spécifier et de dimensionner correctement un actionneur à moteur linéaire en utilisant le mnémonique ACTUATOR (précision, capacité, longueur de course, utilisation, environnement ambiant, synchronisation, orientation et taux) pour mémoriser tous les paramètres clés

Choisir le bon actionneur pour une application donnée peut sembler simple. Cependant, la sélection d'un actionneur fiable est plus complexe que certains ingénieurs et intégrateurs de systèmes ne le pensent. Les actionneurs peu performants résultent souvent d'erreurs de spécification de base.

Pour obtenir un mouvement linéaire fiable et répétable, l'objectif est de répondre à des exigences spécifiques pour une configuration d'actionneur de haute qualité avec quatre sous-systèmes :

1. Un système structurel capable de fixer avec précision tous les composants de l'actionneur dans un espace physique et de fournir un moyen de maintenir l'actionneur sur son lieu de travail

2. Un convertisseur de mouvement rotatif-linéaire constitué d'une transmission de composants individuels

3. Un élément d'usure linéaire pour guider avec précision le chariot en ligne droite avec un frottement minimal et une capacité de charge et une durée de vie maximales

4. Un chariot mobile qui maintient solidement la pièce, la pince, la caméra, l'optique ou toute autre charge utile

1er objectif de conception :

Précision et répétabilité

Si un ingénieur concepteur ne prend pas le temps de définir les performances d'un actionneur pour le mouvement, il risque de surspécifier le système ou de le surpayer. C'est particulièrement vrai en cas de malentendu sur la différence entre précision et répétabilité. Dans la plupart des applications d'actionneurs, la répétabilité est plus importante que la précision absolue.

La répétabilité peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle ; elle mesure la capacité d'un système à obtenir une position de commande lorsqu'il est approché depuis la même direction ou depuis l'une ou l'autre. Les deux principales spécifications qui influencent la précision sont la course et le positionnement. Il est courant de spécifier la précision en microns ou en millièmes de pouce.

Imaginez par exemple un robot équipé d'une pince posée sur un actionneur linéaire. L'actionneur déplace le robot dans différentes positions afin que la pince puisse saisir des caisses et les placer sur des palettes. Ce mouvement doit être répétable et assez précis pour positionner le robot, même si une précision extrême n'est pas indispensable. En règle générale, une répétabilité de positionnement de ± 50 µm est largement acceptable pour la plupart des opérations de conditionnement de fin de ligne impliquant des actionneurs. Pour les applications nécessitant un positionnement plus précis, envisagez l'ajout d'un codeur linéaire.

2ème objectif de conception :

Capacité

Pensez aux charges, moments et forces que l'actionneur devra supporter. Parmi ces facteurs, on peut citer :

• charge statique

• charge dynamique

• moment de flexion

• poussée

Quelle que soit la configuration, la construction interne d'un actionneur a un impact direct sur sa capacité de charge. Certains fabricants conçoivent et fabriquent des actionneurs pour supporter des charges lourdes à grande vitesse, tandis que d'autres sont conçus pour supporter des charges légères à grande vitesse. Il est essentiel de connaître les détails de l'application pour choisir la conception la plus adaptée. Conseil : lorsque vous comparez des actionneurs, tenez compte des unités de spécification mentionnées ci-dessus (SI, US ou impériales) pour une comparaison précise.

Les actionneurs industriels présentent une rigidité élevée et supportent une capacité de charge maximale dans cinq des six degrés de liberté, et permettent un mouvement à faible frottement dans le sixième axe.

3ème objectif de conception :

Longueur du voyage

La course d'un actionneur, mesurée en millimètres ou en pouces, correspond à la distance qu'il doit parcourir. Cependant, le mouvement total doit inclure une course de sécurité, également appelée distance butée à butée. Il est important de distinguer soigneusement la course de la longueur totale. Conseil : Lors de cette étape, définissez également l'enveloppe volumétrique ou l'encombrement total dans lequel le système doit s'insérer.

4ème objectif de conception :

Usage

Le facteur d'utilisation (également appelé cycle de service) est généralement exprimé en cycles par minute. La durée de vie utile correspond au nombre d'heures, d'années, de cycles ou de distance linéaire que l'actionneur doit parcourir. Autrement dit, cette spécification décrit la fréquence de fonctionnement de l'actionneur et sa durée de vie. Tenez compte des spécificités de l'application (profil de mouvement, temps de cycle et temps de maintien) en plus des exigences de durée de vie. Renseignez-vous également auprès du fournisseur sur les calendriers d'entretien ; certains actionneurs ne nécessitent une relubrification qu'après 20 000 km, tandis que d'autres nécessitent un entretien plus fréquent.

5ème objectif de conception :

Environnement ambiant

Les conditions de travail entourant l'actionneur forment collectivement l'environnement ambiant :

• plage de température de fonctionnement

• plage d'humidité relative

• type et quantité de particules contaminantes

• présence de fluides ou de produits chimiques corrosifs

• exigences de nettoyage ou de lavage périodiques

Gardez ces facteurs à l'esprit et notez que les environnements exigeants ou extrêmes peuvent nécessiter des joints et des soufflets spéciaux pour protéger les pièces mobiles de l'actionneur de l'humidité, de la poussière et d'autres contaminants. Si cela vous préoccupe, demandez au fournisseur si ces éléments sont disponibles.

6ème objectif de conception :

Timing

Les ingénieurs concepteurs, les intégrateurs système, les OEM et les utilisateurs finaux négligent souvent les délais d'un projet lors de la spécification d'un actionneur, surtout au début. Bien que d'autres spécifications de performance méritent une attention particulière, gardez à l'esprit les contraintes de temps et de budget. N'oubliez pas les délais globaux du projet, les demandes de devis, les prototypes et les calendriers de production, car les ignorer peut entraîner une perte de temps et d'efforts par la suite. Il n'y a rien de pire que de trouver l'actionneur idéal et de se rendre compte qu'il ne rentre pas dans les contraintes de temps et de budget du projet.

7ème objectif de conception :

Orientation

Le choix du bon actionneur dépend également de son mode de montage dans l'espace disponible. Ce dernier détermine l'orientation de la charge et de la force. Le chariot sera-t-il orienté horizontalement vers le haut ou vers le bas ? Des orientations verticales et des placements inclinés sont également possibles selon l'encombrement du système et la géométrie de l'application. Chaque orientation influence les calculs de force qui expriment la capacité de l'actionneur à supporter une charge donnée. Notez que les systèmes multiaxes nécessitent des supports et des plaques transversales spécifiques pour relier les actionneurs de manière rigide et réduire les désalignements et les vibrations.

8ème objectif de conception :

Tarifs

Pour choisir l'actionneur le mieux adapté à une application, déterminez son profil de mouvement cible. Cela inclut la vitesse de déplacement ainsi que les taux d'accélération et de décélération requis. Si certains actionneurs industriels peuvent supporter des charges élevées à des vitesses de déplacement allant jusqu'à 5 m/s, d'autres ont des capacités de vitesse et de charge limitées. Il est donc essentiel d'adapter l'actionneur à la tâche à accomplir.