Intégration moteur-vis externe, intégration moteur-vis non captive et intégration moteur-vis captive

Les assemblages à vis à billes et à vis-mère sont souvent entraînés par un moteur connecté en ligne avec l'arbre de la vis par un accouplement. Bien que ce montage soit simple et facile à entretenir, l'ajout d'un composant mécanique non rigide (l'accouplement) peut entraîner des enroulements, du jeu et de l'hystérésis, autant de facteurs qui affectent la précision et la répétabilité du positionnement. L'accouplement augmente également la longueur, réduit la rigidité et augmente l'inertie du système. Une solution pour éliminer ces problèmes potentiels consiste à supprimer l'accouplement externe et à intégrer la vis directement au moteur.

Les ensembles moteur-vis intégrés sont disponibles dans diverses configurations et conceptions. Le moteur peut être de type servomoteur ou pas à pas, et la vis peut être une vis à billes ou une vis-mère. Les configurations les plus courantes associent une vis-mère à un moteur pas à pas ou une vis à billes à un servomoteur.

Intégration moteur-vis externe

L'une des conceptions intégrées les plus populaires utilise un moteur à arbre creux et intègre la vis mère directement dans le moteur. La vis est usinée de manière à ce qu'une extrémité s'adapte à l'alésage creux du moteur. Cette extrémité usinée est fixée de manière permanente à l'alésage du moteur par soudure ou collage, ou par fixation. La fixation de l'arbre de la vis à l'alésage du moteur par une fixation permet de démonter les composants pour la maintenance et de remplacer l'un ou l'autre (plutôt que de remplacer l'ensemble). Cependant, cette méthode peut entraîner une perte d'alignement et de rigidité au fil du temps.

Quelle que soit la méthode utilisée pour connecter l'arbre de la vis au moteur, cette intégration moteur-vis est généralement qualifiée de conception « externe », car l'écrou de la vis à billes ou à billes reste externe au moteur. Comme dans une configuration vis-moteur traditionnelle, la rotation du moteur entraîne la vis, ce qui fait avancer l'écrou (et la charge) sur toute la longueur de l'arbre de la vis.

Bien que les applications avec des courses courtes et des charges légères puissent parfois fonctionner sans support supplémentaire pour la vis (essentiellement un agencement fixe-libre) ou sans guides linéaires, la plupart des applications nécessiteront un support pour l'extrémité opposée de la vis et l'utilisation de guides linéaires pour éviter les charges radiales sur la vis.

Intégration moteur-vis non captive

Dans la méthode d'intégration non captive, l'écrou de la vis à billes ou de la vis-mère est intégré au moteur (ou monté sur la face avant du moteur) et ne se déplace pas le long de la vis. Au lieu de cela, la vis est bloquée en rotation (généralement par la charge appliquée) et, lorsque le moteur et l'écrou tournent, la vis se déplace linéairement, en va-et-vient, « à travers » l'ensemble moteur-écrou. Dans cette configuration, la conception non captive offre un meilleur rapport course/longueur totale, à condition que la vis puisse dépasser de l'arrière du moteur.

Par ailleurs, si la vis est fixée de manière à ne pas se déplacer, l'assemblage devient un écrou entraîné, où la rotation du moteur entraîne un mouvement de va-et-vient de l'ensemble moteur-écrou le long de la vis fixe. Comme un écrou entraîné classique, cette configuration permet des vitesses de déplacement plus élevées, car le fouettement de la vis est presque entièrement éliminé. Elle permet également de monter plusieurs combinaisons moteur-écrou sur le même arbre de vis et de les entraîner indépendamment.

Intégration moteur-vis captive

Une variante de la combinaison moteur-vis décrite ci-dessus est la conception captive. Comme la conception non captive, l'écrou est directement intégré au moteur, mais un arbre cannelé est fixé à la vis, empêchant celle-ci de tourner et créant un mouvement linéaire lorsque le moteur tourne.

Dans cette conception, la vis s'étend et se rétracte d'une extrémité de l'assemblage sans être supportée. La conception captive est une version plus compacte de l'actionneur à tige de poussée, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications de poussée ou de pressage où la charge est guidée et où aucune force radiale ne s'exerce sur la vis.