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

Les ensembles à billes et à vis mère sont souvent entraînés par un moteur connecté en ligne à l'arbre de la vis via un accouplement. Bien que cet agencement de montage soit simple et facile à entretenir, l'ajout d'un composant mécanique non rigide (l'accouplement) peut introduire un enroulement, un jeu et une hystérésis, qui affectent tous la précision et la répétabilité du positionnement. L'accouplement ajoute également de la longueur, réduit la rigidité et augmente l'inertie du système. Une façon d'éliminer ces problèmes potentiels consiste à supprimer l'accouplement externe et à intégrer la vis directement dans le moteur.

Les ensembles moteur et vis intégrés sont disponibles dans diverses configurations et conceptions. Le moteur peut être de type servo ou pas à pas, et la vis peut être une vis à billes ou une vis mère, bien que 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 telle sorte qu'une extrémité s'accouple à l'alésage creux du moteur, et l'extrémité usinée est soit fixée de manière permanente à l'alésage du moteur par soudage ou par adhésif, soit fixée avec une attache. La connexion de l'arbre de vis à l'alésage du moteur via une fixation permet de démonter les composants pour la maintenance et permet de remplacer l'un ou l'autre composant (plutôt que de remplacer l'ensemble entier), mais cette méthode peut également subir 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 méthode d'intégration moteur-vis est généralement appelée conception « externe » car l'écrou à bille ou la vis mère reste externe au moteur. Comme dans une configuration traditionnelle à vis et moteur, la rotation du moteur fait tourner 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 et 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 empêcher charges radiales sur la vis.

Intégration moteur-vis non captive

Dans la méthode d'intégration non captive, l'écrou à bille ou à vis mère est intégré au moteur (ou monté sur la face du moteur) et ne se déplace pas le long de la vis. Au lieu de cela, la vis est empêchée de tourner (généralement par la charge attachée), et lorsque le moteur et l'écrou tournent, la vis se déplace linéairement, d'avant en arrière « à travers » la combinaison moteur-écrou. Dans cette configuration, la conception non captive offre un meilleur rapport course/longueur totale, à condition que la conception laisse de l'espace pour que la vis s'étende au-delà de l'arrière du moteur.

Alternativement, si la vis est fixée de manière à ne pas se déplacer, l'ensemble devient essentiellement une conception à écrou entraîné, dans laquelle la rotation du moteur amène l'ensemble moteur-écrou à se déplacer d'avant en arrière le long de la vis fixe. Comme un ensemble d'écrous entraînés conventionnel, cette configuration permet des vitesses de déplacement plus élevées, car le fouet de la vis est presque entièrement éliminé. Il 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 ci-dessus est la conception captive. Comme pour la conception non captive, l'écrou est intégré directement dans le moteur, mais un arbre cannelé est fixé à la vis, empêchant la vis 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 et n'est pas supportée. La conception captive est essentiellement une version plus compacte de l'actionneur à tige de poussée, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications de poussée ou de pressage dans lesquelles la charge est guidée et où il n'y a pas de force radiale sur la vis.