Intégration externe du moteur et de la vis, intégration non captive du moteur et de la vis, et intégration captive du moteur et de la vis.

Les ensembles vis à billes et vis-mère sont souvent entraînés par un moteur relié à l'arbre de la vis par un accouplement. Bien que ce montage soit simple et facile d'entretien, l'ajout d'un composant mécanique non rigide (l'accouplement) peut engendrer des phénomènes de torsion, de jeu et d'hystérésis, affectant ainsi la précision et la répétabilité du positionnement. L'accouplement allonge également le système, réduit sa rigidité et augmente son inertie. Une solution pour éliminer ces problèmes potentiels consiste à supprimer l'accouplement externe et à intégrer directement la vis au moteur.

Les ensembles moteur-vis intégrés sont disponibles en différentes configurations et conceptions. Le moteur peut être un servomoteur ou un moteur 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 externe du moteur et de la vis

L'une des conceptions intégrées les plus répandues utilise un moteur à arbre creux et intègre directement la vis-mère dans celui-ci. La vis est usinée de manière à ce qu'une de ses extrémités s'emboîte dans l'alésage creux du moteur. Cette extrémité usinée est soit fixée de façon permanente à l'alésage par soudage ou collage, soit fixée par une vis. La fixation de la vis à l'alésage du moteur par une vis permet le démontage des composants pour la maintenance et le remplacement de chaque composant individuellement (plutôt que de remplacer l'ensemble complet). Cependant, cette méthode peut entraîner une perte d'alignement et de rigidité au fil du temps.

Quelle que soit la méthode utilisée pour fixer l'arbre à vis au moteur, ce type d'intégration moteur-vis est généralement qualifié de « externe » car l'écrou à billes ou l'écrou de la vis-mère reste extérieur au moteur. À l'instar d'un système moteur-vis classique, la rotation du moteur entraîne la rotation de la vis, ce qui fait avancer l'écrou (et la charge) le long de l'arbre.

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 le mode d'intégration non captif, l'écrou à billes ou à vis-mère est intégré au moteur (ou fixé sur sa face) et ne se déplace pas le long de la vis. La rotation de la vis est empêchée (généralement par la charge) et, lorsque le moteur et l'écrou tournent, la vis effectue un mouvement linéaire de 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 de prévoir un espace suffisant pour que la vis dépasse à l'arrière du moteur.

En revanche, si la vis est fixe, l'ensemble se transforme en un système à écrou entraîné : la rotation du moteur provoque alors un mouvement de va-et-vient de l'ensemble moteur-écrou le long de la vis immobile. À l'instar d'un système à écrou entraîné classique, cette configuration permet des vitesses de déplacement plus élevées, car le fouettement de la vis est quasiment éliminé. Elle permet également de monter plusieurs ensembles moteur-écrou sur le même arbre et de les faire fonctionner indépendamment.

Intégration du moteur captif et de la vis

Une variante de cette combinaison moteur-vis est la conception à vis captive. Comme dans la conception à vis non captive, l'écrou est intégré directement au moteur, mais un arbre cannelé est fixé à la vis, empêchant ainsi sa rotation et la création d'un mouvement linéaire lorsque le moteur tourne.

Dans cette conception, la vis se déploie et se rétracte à partir d'une extrémité de l'ensemble et n'est pas supportée. Ce système captif est essentiellement une version plus compacte de l'actionneur à tige de poussée, ce qui le rend idéal pour les applications de poussée ou de pression où la charge est guidée et où aucune force radiale ne s'exerce sur la vis.