Le défi pour les systèmes d'automatisation mécanique dans le passé a été la conversion réussie du mouvement de rotation des moteurs électriques ou mécaniques en formes utiles de mouvement linéaire. Une percée à cet égard, le système de courroie de convoyeur a représenté l'une des premières implémentations utiles de la conversion de mouvement rotative à linéaire pour une utilisation dans un environnement de production. Ces systèmes sont capables de transporter une grande variété de matières premières et de pièces de manière beaucoup plus efficace que ce qui pourrait être réalisée auparavant par l'utilisation de forces mécaniques brutes et est extrêmement utile dans les environnements de production.

Aujourd'hui, des travaux d'ingénierie importants dans le domaine de la conversion de mouvement rotatif ont donné une classe diversifiée d'actionneurs mécaniques linéaires qui sont utiles pour un large éventail d'applications d'automatisation avancées. Le défi consiste à sélectionner un actionneur approprié pour la fonctionnalité souhaitée, que ce soit simplement le mouvement des matières premières dans un environnement de fabrication ou la construction de systèmes de mouvement plus avancés conçus pour déplacer l'outillage dans des positions précises.

Afin de sélectionner l'actionneur mécanique linéaire approprié, certaines considérations importantes, telles que la capacité de chargement souhaitée, ou la force de poussée, et la distance nécessaire de l'AVC, doivent être prises en compte. Bien qu'il s'agisse de considérations primaires, d'autres tels que le fardeau de maintenance jouent certainement un rôle important également.

Deux types largement utilisés d'actionneurs linéaires mécanisés sont différenciés par leurs mécanismes d'entraînement - les actionneurs entraînés par la courroie et à billes. Les deux types sont utilisés dans des types d'applications similaires, mais les deux diffèrent considérablement en fonction. Chaque type possède des forces uniques et des limitations importantes qui doivent être soigneusement prises en compte dans la sélection d'un actionneur.

Actionneurs axés sur la courroie

L'actionneur à courroie fonctionne sous les mêmes principes que le système de courroie de convoyeur. Le lecteur de courroie traduit le mouvement rotatif en mouvement linéaire via une courroie de distribution connectée entre deux poulies circulaires. La courroie de distribution est généralement fabriquée à partir d'un élastomère renforcé de fibre, mais de nombreux autres matériaux de ceinture sont disponibles pour des applications plus exigeantes. La courroie contient des dents qui interfacent avec les poulies du rotor pour transférer efficacement le couple et empêcher le glissement. Le lecteur de la courroie est enfermé dans un corps en aluminium tandis que le chariot monte sur le dessus, et l'interface d'arbre de transmission est généralement située perpendiculairement sur le côté de l'actionneur.

Actionneurs à bille à vis

Le principe fondamental derrière l'actionneur basé sur les vis à billes est essentiellement une amélioration par rapport à un système à vis de plomb. Dans les actionneurs entraînés par la vis à billes, la rotation de la vis à billes entraîne l'écrou à billes / chariot monté en raison du fait que l'interface entre le goujon et la vis à bille est essentiellement un système de roulement à billes, où des boules en acier durcies dans le rouleau d'écrou le long du chemin de course du goujon. Semblable à l'actionneur piloté par la courroie, les composants de conduite de l'actionneur entraîné par la vis à billes sont enfermés dans un corps en aluminium tandis que le chariot se déplace sur le dessus. Contrairement aux actionneurs pilotés par la courroie, l'interface de l'arbre de transmission est située en ligne avec la vis à billes, à l'extrémité de l'actionneur.

Forces et limites de chacun

Les actionneurs axés sur la courroie sont généralement préférés pour les applications nécessitant de longues distances de déplacement, qui peuvent être réalisées plus rentables que ce qui pourrait être accompli avec un actionneur à bille à billes similaire. De plus, l'actionneur axé sur la courroie est généralement plus efficace, possédant moins de pièces mobiles critiques, ce qui rend ainsi moins d'entretien à forte intensité de main-d'œuvre. Malgré cela, une tension adéquate de la courroie est essentielle afin d'assurer un transfert approprié du couple, et la retenue de la courroie à des périodes de maintenance périodiques est généralement nécessaire.

Alternativement, l'unité de vis à billes ressemble étroitement à un système de roulement à billes de roulement et est donc capable de transporter des charges plus élevées et d'obtenir une force de poussée plus élevée. Pour cette raison, les actionneurs entraînés par les vis à billes sont idéaux dans les applications où le positionnement de grandes charges lourdes peut être nécessaire à un niveau élevé de précision. Une lubrification périodique de la vis à billes peut être nécessaire en fonction de la conception spécifique de l'actionneur.

Une comparaison supplémentaire entre les deux types d'actionneur révèle des inconvénients supplémentaires à l'actionneur axé sur la courroie, malgré sa simplicité et son efficacité. Des ceintures significativement plus épaisses sont nécessaires pour des demandes de charge / poussée plus élevées. Les ceintures sont également sensibles aux charges de choc, bien que cette préoccupation puisse être atténuée dans une certaine mesure par la sélection minutieuse des matériaux de ceinture qui peuvent ajouter de la résistance au détriment de l'élasticité. De plus, en raison de la vulnérabilité de la ceinture à l'allongement, la précision de positionnement des actionneurs de vis à billes a tendance à être supérieure à celle des actionneurs axés sur la ceinture. Pour cette raison, les actionneurs entraînés par les vis à billes sont préférés pour les applications nécessitant des degrés élevés de fiabilité et de répétabilité sur des périodes prolongées. Les actionneurs entraînés par les vis à billes sont le choix préféré pour une accélération élevée et des demandes de poussée élevée, car la poulie d'entraînement de la courroie est vulnérable au glissement au niveau du rotor sous de telles demandes répétées.

En conclusion, les actionneurs entraînés par les vis à billes sont le meilleur choix dans les applications où des forces de chargement et / ou de poussée élevées sont nécessaires, ainsi qu'un positionnement très précis. Cependant, en raison de leur grande efficacité et de leur simplicité, les actionneurs pilotés par la courroie restent le meilleur choix pour les applications avec des charges plus faibles, en particulier lorsque des vitesses plus élevées sont nécessaires. Les actionneurs axés sur la courroie peuvent également être une solution rentable pour les applications à long terme. Bien que la tâche de sélectionner entre les actionneurs mécaniques entraînés par la courroie et à bille à billes puisse sembler intimidant. À première vue, les forces et les faiblesses de chaque conception fournissent des choix clairs pour chaque application unique.