Les différences abondent entre les entraînements traditionnels de jumeaux de rack et de pignon, des conceptions basées sur des pinions et des systèmes de roller-pinion.

De l'aérospatiale à la machine-outillage, à la coupe en verre, à des processus médicaux, les processus de fabrication dépendent d'un contrôle de mouvement fiable. La livraison de la vitesse et de la précision requises par ces applications comprend divers systèmes d'entraînement linéaire contrôlés par servo.
Une configuration commune combine des commandes de servomotes avec un rack involute traditionnel et un pignon. Ce dernier peut nécessiter un dégagement entre les dents de rack et d'engrenage pour empêcher les confitures et l'usure excessive, ou bien les changements environnementaux (tels qu'un décalage de température de 10 °) peuvent verrouiller le système à mesure que les dents d'engrenage se développent. D'un autre côté, l'autorisation entraîne un contrecoup, ce qui équivaut à l'erreur.

Problèmes de dégagement dans les pignons jumeaux et divisés
Pour les applications de précision, une correction typique de dédouage est d'ajouter un deuxième pignon qui tire dans l'autre sens - contre le premier système, pour agir comme un contrôle.

Une itération de cette idée est d'utiliser un pignon fendu. Ici, un pignon est essentiellement coupé le milieu latéral, avec un ressort positionné entre les deux moitiés. Alors que le pignon fendu se déplace le long d'une grille, la première moitié du pignon pousse d'un côté d'une dent de rack et l'autre moitié sur la dent de rack suivante. De cette façon, une configuration de pinion fractionné élimine les contrecoups et l'erreur.

Ici, car seulement la moitié du pignon effectue un travail - tandis que l'autre moitié agit comme le contrôle - la capacité de couple est limitée. De plus, comme la dynamique de conduite doit surmonter la force du ressort, la perte de mouvement se produit, diminuant l'efficacité globale. Tout en se déplaçant sous accélération, le ressort peut également donner une légère précision de mouvement dégradant. Enfin, lorsque le pignon est arrêté pour effectuer une opération, comme le forage, le système de ressort dans le pignon peut se fléchir légèrement, au lieu de rester rigide.

Un autre correctif de dégagement consiste en un système à deux pinions. Dans cet arrangement, deux pignons séparés se déplacent le long du même rack. Les pignons agissent de manière maître / esclave, avec le pignon principal (maître) effectuant le positionnement, et le deuxième pignon (esclave) contrecoup de contrecoup. En règle générale, les pignons sont contrôlés électroniquement, de sorte que la précision est maintenue et les paramètres de contrôle peuvent être ajustés pour compenser l'usure du système.

Quelle est la prise? Les systèmes à deux pinions peuvent être coûteux, car les concepteurs doivent généralement acheter un deuxième moteur, un pignon et une boîte de vitesses. L'empreinte de conception doit également être augmentée: un deuxième moteur nécessite plus de longueur pour exécuter la conduite. Par exemple, si un utilisateur a besoin que le système de contrôle de mouvement lui rende compte dans les deux ans, une longueur de rack de 1,2 ou 1,3 m est nécessaire pour accueillir le deuxième pignon, qui roule 200 à 300 mm derrière le premier. Enfin, le coût de l'alimentation de deux moteurs est substantiel sur un cycle de vie de conception typique de cinq à 10 ans.

Le fonctionnement sans contrecoup de disques-pinons à roulettes convient aux applications à long terme, telles que cette machine de routage.
Une autre option: pignon à rouleaux
La technologie du pignon à rouleaux comprend un pignon composé de rouleaux soutenus par le roulement qui engagent un rack avec un profil dentaire personnalisé. Deux rouleaux ou plus se connectent avec les dents de rack en opposition à tout moment, pour offrir une précision plus élevée que les systèmes de pignon et de pignon fendu: en bref, chaque rouleau s'approche de chaque face de la dent dans un chemin tangent Fonctionnement avec plus de 99% d'efficacité dans la conversion du Rotary en mouvement linéaire.

Le pignon à rouleaux est composé de rouleaux soutenus par des roulements qui engagent un profil dentaire personnalisé.
La conception n'a pas non plus de ressort pour s'effondrer et dégrader la précision, et aucune efficacité n'est perdue pour surmonter une force de printemps. De plus, l'action du rouleau ne nécessite aucun dégagement, ce qui élimine donc les contrecoups et l'erreur. En revanche, pour un système traditionnel de rack et de pignon, une dent de pignon doit pousser d'un côté d'une dent de rack et passer instantanément sur le côté suivant de la dent.

Un pignon à rouleaux afflige les dents différentes simultanément, chevauchant un côté d'une dent et attribuant le dégagement avec un autre. Aucun deuxième pignon n'est nécessaire pour contrer le premier; Un pignon transmet avec précision la capacité de couple nécessaire.

Les conceptions à base de roller-pinion prolongent également la durée de vie et réduisent l'entretien. Dans des applications plus lentes, le système peut fonctionner sans lubrification. Les racks traditionnels s'usent au fil du temps et nécessitent une compensation pour la précision de position et le couple, mais les pignon à rouleaux maintiennent la précision. Les pignons des deux conceptions nécessitent un remplacement périodique, mais au moins en comparaison avec les pignons jumeaux, les coûts de remplacement globaux pour un pignon à rouleaux sont plus bas.

Exemples d'application
Considérez la production de grands panneaux de fuselage d'avions. Cette application peut nécessiter une longue longueur de déplacement et une haute précision sur les machines de style portique. Les entraînements à roller-pinion offrent un positionnement linéaire précis sur ces longues distances.

En revanche, la précision de position traditionnelle du rack et du pignon peut être insuffisante en raison des exigences de dédouanement; Le dégagement minimal maintient la précision sur de courtes longueurs de voyage, mais la conception peut être coûteuse à fabriquer et à installer sur de longues distances. Un système à double pinion (avec deux punons préchargés les uns contre les autres) peut également être mis en œuvre, mais est coûteux et ne permet généralement pas non plus le dégagement variable qui se produit sur de longues distances.

Une autre utilisation courante d'un système à double pinion consiste à positionner une tête de coupe dans une machine de routage en fibre de verre. Bien que le lecteur à deux pinions puisse initialement bien fonctionner dans cette application, la combinaison de poussière de fibre de verre et de frottement glissant constant créé par le pignon adverse peut provoquer une usure prématurée. En utilisant un système de roller-Pinion, qui utilise le roulement plutôt que le glissement, l'espérance de vie peut être augmentée de 300% ou plus.

Une version rotative du système de roller-pinion peut également être utilisée pour effectuer un positionnement multi-axe. Ici, plusieurs pignons (tous se déplaçant indépendamment) sont montés sur un équipement. La conception utilise moins d'espace que les lecteurs à deux pinions parfois utilisés dans ces applications.