Le mouvement linéaire est un domaine du contrôle du mouvement qui englobe plusieurs technologies, notamment les moteurs linéaires, les actionneurs linéaires et les guides et roulements linéaires.

Moteurs linéaires — une option précise

Les moteurs linéaires traditionnels sont essentiellement des moteurs rotatifs à aimant permanent déroulés à plat. C'est comme si le stator et le rotor étaient découpés radialement puis déroulés pour générer une poussée linéaire. Lorsque la partie fixe du moteur est alimentée, elle provoque le mouvement de la partie mobile, qui contient un matériau conducteur.

Les avantages des moteurs linéaires comprennent des vitesses élevées et des temps de réponse rapides, une précision et une rigidité élevées, et, grâce à l'absence de composants de transmission mécanique, l'élimination du jeu.

En revanche, les moteurs linéaires peuvent s'avérer plus coûteux que d'autres solutions traditionnelles. Ils exigent également une meilleure réactivité des contrôleurs, notamment une bande passante accrue et des fréquences de mise à jour plus élevées. De plus, les moteurs linéaires ne peuvent généralement pas produire une force aussi importante que d'autres types de solutions, comme les vis à billes. Un autre problème potentiel est l'échauffement dû aux pertes par effet Joule (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 des considérations de force et de température, les charges sur les roulements et des considérations d'espace et de dégagement.

Les premiers moteurs linéaires étaient cylindriques. Dans ces moteurs, le dispositif d'entraînement, de forme cylindrique, se déplace verticalement le long d'une barre cylindrique qui abrite les aimants. Les moteurs linéaires à profil en U possèdent deux pistes magnétiques parallèles face à face, le dispositif d'entraînement étant placé entre les plaques. Ce dernier est supporté dans la piste magnétique par un système de paliers. Enfin, il existe des moteurs linéaires plats, qui se déclinent en trois types : sans encoches et sans fer, sans encoches et avec fer.

Actionneurs linéaires — systèmes intégrés avec composants de mouvement traditionnels

Les actionneurs linéaires produisent essentiellement un mouvement linéaire. Parfois, la source de mouvement initiale 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, convertissent le mouvement rotatif en mouvement linéaire. D'autres types d'actionneurs linéaires produisent un mouvement linéaire directement, par exemple grâce à la pression d'un fluide (hydraulique ou pneumatique). Parmi les actionneurs linéaires courants, on trouve les actionneurs mécaniques, électromécaniques, hydrauliques, pneumatiques et piézoélectriques.

Un actionneur linéaire à source rotative utilise généralement un moteur électrique comme source d'énergie. Cet actionneur peut utiliser une vis sans fin pour convertir le mouvement de rotation du moteur en mouvement rectiligne.

Le choix du vérin le mieux adapté à l'application dépend de facteurs tels que le rendement requis, la taille et la consommation d'énergie. Plusieurs éléments importants sont à prendre en compte lors du choix d'un vérin linéaire. Il faut d'abord déterminer la course ou l'amplitude de déplacement nécessaire. Ensuite, quelle force le vérin doit-il exercer ? Autrement dit, quel est le poids de l'objet à déplacer ? Enfin, comment le vérin sera-t-il monté : horizontalement ou verticalement ?

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

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

Les guides à rouleaux linéaires ne sont pas des actionneurs à proprement parler, mais les composants mécaniques qui assurent le guidage d'un mouvement linéaire. Il peut s'agir d'un rail ou d'un arbre relié à un dispositif d'actionnement. Les guides à rouleaux pour applications de mouvement linéaire contribuent à réduire les frottements dans les machines. Ils sont utilisés dans divers domaines, allant des équipements de fabrication de semi-conducteurs de pointe aux grandes machines-outils et aux engins de chantier.

Les guides linéaires à rouleaux se présentent sous différentes formes, notamment les systèmes de guidage linéaires et à rouleaux, ainsi que les systèmes de guidage d'arbres à billes.

Le choix d'un guidage linéaire à rouleaux doit prendre en compte plusieurs facteurs importants, notamment la charge, la charge statique, la course et la vitesse, ainsi que la précision et l'exactitude souhaitées. Un préchargement peut également être nécessaire selon l'application. La lubrification est un autre élément essentiel, de même que toute méthode permettant de 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.