Résumé technique

Le mouvement linéaire est un domaine de contrôle de mouvement englobant plusieurs technologies, notamment les moteurs linéaires, les actionneurs linéaires et les guides et roulements à rouleaux linéaires, entre autres.

Moteurs linéaires — une option précise

Les moteurs linéaires traditionnels sont essentiellement des moteurs rotatifs à aimant permanent déroulés et aplatis. C'est comme si le stator et le rotor étaient coupés selon un plan radial, puis déroulés pour fournir une poussée linéaire. La mise sous tension de la partie fixe du moteur provoque un mouvement dans la partie mobile, qui contient un matériau conducteur.

Les avantages des moteurs linéaires comprennent des vitesses élevées et des temps de réponse rapides, une grande précision et une grande rigidité, et, comme il n'y a pas de composants de transmission mécanique, l'élimination du jeu.

L'inconvénient des moteurs linéaires est qu'ils peuvent être plus coûteux que les autres solutions traditionnelles. Ils exigent également une meilleure réactivité des contrôleurs, notamment une bande passante accrue et des fréquences de rafraîchissement plus élevées. De plus, ils ne produisent généralement pas autant de force que d'autres solutions, comme les vis à billes. Un autre problème peut être l'échauffement dû aux pertes I₂R, qui peut nécessiter des mesures de refroidissement spécifiques.

Le choix du meilleur moteur linéaire pour une application implique un certain nombre de facteurs, notamment la force et les considérations thermiques, les charges sur les roulements et les considérations d'espace et de jeu.

Les premiers moteurs linéaires étaient cylindriques. Dans ces moteurs, le forceur est de construction cylindrique et se déplace de haut en bas sur une barre cylindrique abritant les aimants. Les moteurs linéaires à canal en U possèdent deux pistes magnétiques parallèles se faisant face, le forceur étant placé entre les plaques. Le forceur est supporté dans la piste magnétique par un système de roulements. Enfin, il existe des moteurs linéaires plats, qui se déclinent en trois types : sans encoches, sans encoches et en fonte.

Actionneurs linéaires — configurations intégrées avec des composants de mouvement traditionnels

Les actionneurs linéaires produisent essentiellement un mouvement linéaire. Parfois, la source principale du mouvement est non linéaire ou rotative, comme un moteur. Dans ce cas, d'autres moyens mécaniques, tels que des courroies, des poulies, des chaînes ou d'autres composants mécaniques, convertissent le mouvement rotatif en mouvement linéaire. D'autres types d'actionneurs linéaires produisent eux-mêmes un mouvement linéaire, par exemple grâce à la pression d'un fluide (hydraulique ou pneumatique). Les actionneurs linéaires les plus courants sont mécaniques, électromécaniques, hydrauliques, pneumatiques et piézoélectriques.

Un actionneur linéaire à source rotative utilise généralement un moteur électrique pour fournir son énergie d'entrée. Cet actionneur peut utiliser une vis mère pour transformer le mouvement rotatif du moteur en mouvement rectiligne.

La solution la mieux adaptée à l'application dépend de facteurs tels que le rendement requis, la taille et la puissance requise. Plusieurs facteurs importants sont à prendre en compte lors du choix d'un actionneur linéaire. Il faut d'abord déterminer la course ou la longueur de mouvement requise. Ensuite, quelle force l'actionneur doit-il fournir ? Quel est le poids de l'objet à déplacer ? Comment l'actionneur sera-t-il monté : horizontalement ou verticalement ?

Les actionneurs linéaires sont utilisés dans un large éventail d'applications industrielles telles que les équipements de manutention et la robotique, ainsi que dans les applications grand public quotidiennes telles que les appareils électroménagers et les équipements informatiques tels que les têtes d'impression et les scanners.

Guides à roulement à mouvement linéaire — pour une flexibilité de conception OEM

Les guides à roulement linéaires ne sont pas des actionneurs à proprement parler, mais des composants mécaniques qui guident un mouvement linéaire, par exemple un rail ou un arbre relié à un dispositif d'actionnement. Les guides à roulement pour les applications de mouvement linéaire peuvent contribuer à réduire les frottements dans les machines. Ils sont utilisés dans divers domaines, allant des dispositifs de fabrication de semi-conducteurs de pointe aux grandes machines-outils ou aux engins de chantier.

Les guides à roulement linéaires se présentent sous différentes formes, notamment des systèmes de guidage sur rail à rouleaux linéaires et à billes et des systèmes de guidage d'arbre à cannelures à billes.

Les critères importants à prendre en compte lors du choix d'un guidage linéaire à rouleaux comprennent la charge, la charge statique, la course et la vitesse, ainsi que la précision et l'exactitude souhaitées. Une précharge peut également être nécessaire selon les exigences de l'application. La lubrification est un autre élément important à prendre en compte, tout comme toute méthode visant à minimiser la contamination du système de guidage linéaire par des facteurs environnementaux tels que la poussière et autres contaminants, à l'aide de soufflets ou de joints spéciaux.