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Bien que les moteurs linéaires sans fer aient été utilisés dans des applications semi-conducteurs et électroniques depuis plus d'une décennie, ils sont toujours considérés par de nombreux concepteurs et OEM comme des produits «de niche». Mais la perception des moteurs linéaires en tant que solution coûteuse pour les applications uniques change lentement, car de plus en plus d'industries les adoptent comme remplacements pour les vis de bille dans les applications d'emballage, d'assemblage et de charge partielle. Et bien que le coût de la technologie du moteur linéaire ait chuté au cours de la dernière décennie, le choix entre un moteur linéaire et une vis à billes doit prendre en compte à la fois les exigences de performance de l'application et le coût total de possession sur la durée de vie de la machine ou du système. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des paramètres clés à considérer lors de la comparaison et du choix entre les vis à billes et les moteurs linéaires.

Où les moteurs linéaires excellent

Un moteur linéaire est essentiellement un servomoteur «déroulé», où le rotor avec des aimants permanents devient la partie stationnaire (également appelée le secondaire), et le stator devient la partie mobile (également appelée primaire, ou forcer), avec des bobines encapsulées par l'époxy. L'avantage le plus reconnu des moteurs linéaires est l'absence de pièces mobiles, ce qui leur permet d'obtenir une précision de positionnement et une répétabilité beaucoup plus élevées que les vis à billes. Un autre avantage dans la précision du positionnement est fourni par l'encodeur. Alors que les vis à billes utilisent généralement un codeur rotatif monté sur le moteur pour le positionnement des commentaires, les moteurs linéaires utilisent une échelle linéaire magnétique ou optique pour la rétroaction de position. L'échelle linéaire mesure la position à la charge, ce qui donne une lecture plus précise de la position réelle. Pour les applications de très haute précision, cette rétroaction de position plus précise peut faire la différence entre une partie qui répond aux spécifications et qui nécessite une reprise ou une ferraille.

Moteur rotatif linéaire

Dans un article précédent, nous avons discuté du compromis entre la vitesse et la distance de déplacement dans les applications de vis à billes. C'est un autre domaine où les moteurs linéaires offrent un avantage. La longueur de voyage admissible des moteurs linéaires est théoriquement illimitée, avec d'autres composants du système - roulements linéaires, gestion des câbles et encodeurs - dictant le voyage maximal. De même, la vitesse et l'accélération maximales des moteurs linéaires sont beaucoup plus élevées que celles des vis à billes, avec des notes typiques jusqu'à 10 m / s de la vitesse et une accélération de 10 g, tant que les autres composants du système sont dimensionnés correctement pour répondre à ces spécifications. Malgré les limites imposées par d'autres composants du système, les moteurs linéaires surpassent toujours les vis à billes dans des applications qui nécessitent à la fois une longue longueur de déplacement et une vitesse élevée. Ils ont également l'avantage d'autoriser des voitures (primaires) motivées indépendamment sur la même partie secondaire. Ceci est particulièrement utile dans certaines applications d'emballage, où le matériau à emballer doit être comprimé avant de l'insérer dans le milieu d'emballage (pensez aux couches emballées à l'intérieur d'un sac poly).

Coût total des facteurs de possession

La maintenance et la fiabilité sont des critères importants dans le coût total de l'analyse de la propriété, et les moteurs linéaires offrent plusieurs avantages sur la durée de vie du système. Tout d'abord, car ils ne contiennent pas de pièces mobilières mécaniques, les moteurs linéaires eux-mêmes ne nécessitent pas de maintenance. Seuls les roulements de support linéaires nécessitent une lubrification périodique, et de nombreux roulements sont désormais proposés avec une lubrification «à long terme» ou des options «lubrifiées à vie». L'absence de pièces mobiles dans le système d'entraînement améliore également la fiabilité, car il n'y a pas d'éléments de roulement, de roulements ou de phoques qui porteront et nécessiteront un remplacement au fil du temps.

Avec n'importe quel système linéaire, il est important de considérer l'environnement et la nécessité de sceaux et de couvertures de protection. Les moteurs linéaires ne font pas exception, car ils peuvent être plus difficiles à enfermer et à protéger que les assemblages traditionnels de vis à billes. Dans de nombreux cas, cependant, tant que les roulements linéaires sont correctement scellés pour l'environnement de travail, les moteurs linéaires peuvent résister à une contamination plus agressive que les vis à billes.

Pour les moteurs linéaires, le facteur environnemental le plus critique est la température. Étant donné que l'époxy utilisé pour encapsuler les bobines dans un moteur linéaire sans fer ne dissipe pas facilement la chaleur, un refroidissement peut être nécessaire - soit via de l'air forcé ou de l'eau - pour maintenir une température de fonctionnement acceptable pour le moteur et la structure de montage. Certains fabricants utilisent des époxys avec des capacités de dissipation de chaleur élevées, mais il est important de vérifier la dissipation thermique du moteur et l'effet que la température aura sur la force disponible du moteur.

Plus d'industries et d'applications exigent de longues longueurs de voyage, des vitesses élevées et une précision de positionnement élevée. Alors que de nombreux types de systèmes linéaires peuvent répondre à deux de ces trois critères, les moteurs linéaires sont la seule technologie qui peut fournir les trois sans compromis. Comme le débit et le coût total de la propriété deviennent les facteurs décisifs dans la sélection de la technologie, les concepteurs et les OEM se familiarisent avec les technologies moteurs linéaires et les aident à passer de «niche» au statut grand public, aux côtés des ceintures, des racks et des pignon, et même des vis de balle.