Moteur linéaire vs vis à billes

Moteur linéaire à vis à billes

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Bien que les moteurs linéaires sans fer soient utilisés dans les applications de semi-conducteurs et d'électronique depuis plus d'une décennie, ils sont toujours considérés par de nombreux concepteurs et OEM comme des produits de «niche». Mais la perception des moteurs linéaires comme une solution coûteuse pour des applications uniques évolue lentement, car de plus en plus d'industries les adoptent pour remplacer les vis à billes dans les applications d'emballage, d'assemblage et de chargement de pièces. Et si le coût de la technologie des moteurs linéaires a chuté au cours de la dernière décennie, le choix entre un moteur linéaire et une vis à billes doit prendre en compte à la fois les exigences de performance de l'application et le coût total de possession sur la durée de vie de la machine ou du système. Vous trouverez ci-dessous quelques-uns des paramètres clés à prendre en compte lors de la comparaison et du choix entre des vis à billes et des moteurs linéaires.

Où les moteurs linéaires Excel

Un moteur linéaire est essentiellement un servomoteur «déroulé», où le rotor avec des aimants permanents devient la partie stationnaire (également appelée secondaire), et le stator devient la partie mobile (également appelée primaire, ou forcer), avec des bobines encapsulées par époxy. L'avantage le plus reconnu des moteurs linéaires est l'absence de pièces mobiles, ce qui leur permet d'obtenir une précision de positionnement et une répétabilité beaucoup plus élevées que les vis à billes. Un autre avantage de la précision de positionnement est fourni par le codeur. Alors que les vis à billes utilisent généralement un codeur rotatif monté sur le moteur pour la rétroaction de positionnement, les moteurs linéaires utilisent une échelle linéaire magnétique ou optique pour la rétroaction de position. L'échelle linéaire mesure la position à la charge, ce qui donne une lecture plus précise de la position réelle. Pour les applications de très haute précision, ce retour de position plus précis peut faire la différence entre une pièce qui répond aux spécifications et une qui nécessite une reprise ou une mise au rebut.

Moteur linéaire rotatif

Dans un article précédent, nous avons discuté du compromis entre la vitesse et la distance de déplacement dans les applications de vis à billes. C'est un autre domaine où les moteurs linéaires offrent un avantage. La longueur de course autorisée des moteurs linéaires est théoriquement illimitée, d'autres composants du système - roulements linéaires, gestion des câbles et codeurs - dictant la course maximale. De même, la vitesse et l'accélération maximales des moteurs linéaires sont beaucoup plus élevées que celles des vis à billes, avec des valeurs nominales typiques allant jusqu'à 10 m / s de vitesse et 10 g d'accélération, à condition que les autres composants du système soient correctement dimensionnés pour répondre à ces spécifications. Malgré les limites imposées par les autres composants du système, les moteurs linéaires surpassent toujours les vis à billes dans les applications qui nécessitent à la fois une longue course et une vitesse élevée. Ils présentent également l'avantage de permettre des chariots à entraînement indépendant (primaires) sur la même pièce secondaire. Ceci est particulièrement utile dans certaines applications d'emballage, où le matériau à emballer doit être comprimé avant de l'insérer dans le support d'emballage (pensez aux couches emballées dans un poly-sac).

Facteurs de coût total de possession

La maintenance et la fiabilité sont des critères importants dans l'analyse du coût total de possession, et les moteurs linéaires offrent plusieurs avantages sur la durée de vie du système. Premièrement, comme ils ne contiennent aucune pièce mécanique en mouvement, les moteurs linéaires eux-mêmes ne nécessitent pas d'entretien. Seuls les roulements de support linéaire nécessitent une lubrification périodique, et de nombreux roulements sont désormais proposés avec des options de lubrification «longue durée» ou «lubrifiées à vie». L'absence de pièces mobiles dans le système d'entraînement améliore également la fiabilité, car il n'y a pas d'éléments roulants, de chemins de roulement ou de joints qui s'useront et devront être remplacés au fil du temps.

Avec tout système linéaire, il est important de prendre en compte l'environnement et le besoin de joints et de capots de protection. Les moteurs linéaires ne font pas exception, car ils peuvent être plus difficiles à enfermer et à protéger que les assemblages à vis à billes traditionnels. Dans de nombreux cas, cependant, tant que les roulements linéaires sont correctement scellés pour l'environnement de travail, les moteurs linéaires peuvent résister à une contamination plus agressive que les vis à billes.

Pour les moteurs linéaires, le facteur environnemental le plus critique est la température. Parce que l'époxy utilisé pour encapsuler les bobines dans un moteur linéaire sans fer ne dissipe pas facilement la chaleur, un refroidissement peut être nécessaire - soit par air forcé ou par eau - pour maintenir une température de fonctionnement acceptable à la fois pour le moteur et la structure de montage. Certains fabricants utilisent des époxydes avec des capacités de dissipation thermique élevées, mais il est important de vérifier la dissipation thermique du moteur et l'effet que la température aura sur la force disponible du moteur.

De plus en plus d'industries et d'applications exigent de longues distances de déplacement, des vitesses élevées et une précision de positionnement élevée. Alors que de nombreux types de systèmes linéaires peuvent répondre à deux de ces trois critères, les moteurs linéaires sont la seule technologie qui peut fournir les trois sans compromis. Alors que le débit et le coût total de possession deviennent les facteurs décisifs dans le choix de la technologie, les concepteurs et les équipementiers se familiarisent de plus en plus avec les technologies de moteurs linéaires et les aident à passer du statut de «niche» au statut traditionnel, aux côtés des courroies, des crémaillères et des pignons et même des vis à billes.


Heure du Message: 09 nov.2020