Actionneurs linéaires : plus intelligents, plus puissants

Nov 18, 2023

Par Miles Budimir | 21 juin 2018

Les actionneurs électromécaniques continuent d'évoluer avec plus d'intégration ainsi que plus de puissance, défiant certains piliers de l'énergie hydraulique.

Mettre en place un système de mouvement linéaire n'a jamais été aussi simple, compte tenu des options disponibles pour les concepteurs ainsi que de nouveaux outils puissants avec lesquels concevoir de tels systèmes. La disponibilité de composants plus intégrés et d'actionneurs dits intelligents y est pour beaucoup.

Parallèlement à la tendance actuelle à intégrer davantage de composants dans des unités uniques, les capacités de force des actionneurs s'améliorent, gagnant du terrain sur les technologies hydrauliques telles que l'hydraulique, dans ce qui est désormais une histoire familière. Les actionneurs hydrauliques sont encore à leur meilleur en matière de capacité de force élevée, mais les actionneurs électromécaniques rattrapent leur retard, principalement dans le domaine de la contrôlabilité.

La réalité est qu'il existe une large gamme d'options d'actionneurs linéaires pour répondre aux divers besoins d'application et aux défis de conception. Voici quelques-uns des meilleurs exemples récents.

Servo-actionneurs programmables Les actionneurs intégrés sont plus courants maintenant. Prenons par exemple un nouveau vérin électrique de 35 mm de diamètre avec un contrôleur intégré de SMAC Corp. Le CBL35C de la société peut contrôler la force, la position et la vitesse et se caractérise par une installation simple.

Les actionneurs durables offrent une longue durée de vie de plus de 100 millions de cycles. Avec un diamètre de 35 mm et des longueurs de 135 à 217 mm, selon la longueur de course nécessaire, une force de pointe de 61 N et une résolution d'encodeur de 5 um, ils conviennent aux applications avec un espace limité mais nécessitant un contrôle précis.

Beaucoup de ces actionneurs comme la série CBL35C permettent le remplacement direct des vérins pneumatiques existants et les mises à niveau sans aucune modification de la machine requise. De plus, une interface graphique permet aux utilisateurs de modifier facilement les profils de produit et les paramètres de configuration à la volée, améliorant ainsi la disponibilité en usine.

Une autre innovation parmi les vérins électriques vient d'AMK Automation. Le nouveau vérin électrique SPINDASYN SEZ de la société est un système de moteur à entraînement linéaire prêt à installer dans lequel le rotor est pressé directement sur la vis.

Le nouveau vérin électrique SPINDASYN SEZ d'AMK Automation est un système de moteur d'entraînement linéaire prêt à installer dans lequel le rotor est pressé directement sur la vis. Il offre également la possibilité de définir plusieurs profils de voyage, particulièrement utiles pour les applications d'emballage.

Doté d'une force élevée et constante, d'une précision et d'une précision de position élevées et d'une efficacité énergétique élevée, le positionnement en boucle fermée et le contrôle de la force du SEZ en font une alternative appropriée aux autres technologies linéaires telles que les vérins pneumatiques ou hydrauliques, les entraînements à crémaillère et à courroie et les moteurs linéaires. Avec plusieurs options disponibles pour la longueur de vis et la force, le type de moteur et l'accélération, le SEZ offre une rigidité élevée sans pièces d'usure supplémentaires.

Avec la possibilité de définir plusieurs profils de déplacement, le SEZ peut être facilement intégré dans les processus d'automatisation des machines et les applications telles que l'emballage de sacs tubulaires, l'emballage sous blister, la formation de cartons, le prélèvement et le placement ainsi que l'étiquetage, l'emballage et d'autres tâches d'emballage.

Concurrent de l'hydraulique à haute forceComme mentionné précédemment, les actionneurs électromécaniques continuent d'offrir des capacités de force plus élevées, ce qui en fait des alternatives intéressantes aux actionneurs hydrauliques.

Par exemple, considérez les actionneurs à tige électrique à force élevée de Tolomatic, qui offrent désormais des longueurs de course jusqu'à 1,5 m (60 po). Ils offrent plus de flexibilité pour convertir les applications de contrôle de mouvement avec des vérins hydrauliques ou pneumatiques en mouvement linéaire électrique. Conçues pour des performances de cycle de service élevées dans des applications exigeantes, les gammes de produits à tige électrique RSX, RSA et ERD utilisent des vis à rouleaux planétaires pour une durée de vie plus longue dans un boîtier compact par rapport aux actionneurs électriques utilisant la technologie des vis à billes.

L'actionneur électrique à force élevée RSX de Tolomatic utilise une conception à tirant, fournit des forces allant jusqu'à 133,5 kN (30 000 lbf) et est idéal pour les applications de remplacement hydraulique. Les vis à rouleaux planétaires garantissent une durée de vie plus longue dans un boîtier compact par rapport aux actionneurs électriques utilisant des vis à billes.

Plus précisément, l'actionneur à force la plus élevée, le RSX, est étendu à une longueur de course de 1,5 m (à partir de 600 mm). Le RSA et l'ERD sont étendus à 1,5 m et 1,2 m, respectivement, à partir de 450 mm.

Le RSX utilise une conception à tirants, fournit des forces allant jusqu'à 133,5 kN (30 000 lbf) et convient aux applications de remplacement hydraulique. Le RSA HT est disponible en quatre tailles, avec des forces allant jusqu'à 58 kN (13 039 lbf) et constitue la gamme de produits la plus flexible pour le remplacement de l'énergie hydraulique. L'actionneur électrique hygiénique en acier inoxydable ERD, classé IP60k pour les applications sur le marché de l'alimentation et des boissons, est disponible avec des forces allant jusqu'à 35 kN (7868 lbf). L'actionneur linéaire servo IMA de Tolomatic et les plates-formes d'actionneur servo de soudage par points ServoWeld sont également disponibles avec des configurations de vis à rouleaux à différentes valeurs de poussée et longueurs de course.

Les gammes d'actionneurs à vis à rouleaux de la société sont disponibles avec des caractéristiques uniques pour faciliter la conversion des vérins hydrauliques et maximiser la durée de vie, y compris une relubrification facile et un IP (indices de protection) de IP65 à IP69k.

Un autre exemple de technologie de vis à rouleaux avec une capacité de force élevée provient de la division Sensors & Controls de Curtiss-Wright. Le nouveau moteur/actionneur intégré Exlar GTX080 de nouvelle génération de la société présente un certain nombre d'améliorations de conception. Intégrant la technologie brevetée de vis à rouleaux inversés de la société, la densité de puissance élevée et le facteur de forme compact du GTX080 en font un remplacement approprié pour les vérins hydrauliques dans certaines applications.

Les actionneurs de la série GTX offrent la puissance, la précision et la programmabilité d'un système d'asservissement tout en minimisant la maintenance associée à l'hydraulique. Avec des forces nominales continues jusqu'à 5 680 N (1 277 lbf), des vitesses allant jusqu'à 4 200 tr/min et des longueurs de course de 100 mm (4 pouces) à 450 mm (18 pouces), les actionneurs peuvent être appliqués dans une large gamme d'applications d'automatisation industrielle.

Le moteur/actionneur intégré Exlar GTX080 de Curtiss-Wright présente des forces nominales continues jusqu'à 5 680 N (1 277 lbf), adaptées au remplacement des actionneurs hydrauliques dans certaines applications.

Les vis à rouleaux planétaires haute capacité offrent jusqu'à 15 fois la durée de vie et une résistance aux chocs nettement supérieure à celle d'une vis à billes de taille comparable. Ils disposent également d'une protection environnementale IP65S. Quant à l'intégration avec d'autres systèmes, ils s'intègrent de manière transparente dans la plupart des principales architectures de contrôle de mouvement. Les bagues d'étanchéité avant amovibles facilitent l'entretien et le regraissage de l'ensemble d'écrou pour maximiser la durée de vie de l'actionneur. De plus, une conception modulaire avec du matériel de montage boulonné permet une reconfiguration ou un remplacement du style de montage sur le terrain à l'aide d'outils couramment disponibles.

D'autres fabricants ajoutent également une capacité de force à leurs gammes d'actionneurs. Exemple : Thomson Industries a étendu la capacité de sa gamme d'actionneurs linéaires électromécaniques Electrak HD à des charges allant jusqu'à 16 kN (3 600 lb). Elle offre une capacité de manutention de charges lourdes comparable aux actionneurs hydrauliques, mais avec une plus grande contrôlabilité, un encombrement réduit et une maintenance réduite.

Les actionneurs électromécaniques intelligents accomplissent toutes les fonctions de fonctionnement et de contrôle avec l'électronique embarquée, réduisant ainsi l'empreinte de l'actionneur ainsi que les coûts d'installation et de maintenance. Les actionneurs Electrak HD se connectent à une alimentation électrique et à un API ou à une autre source de contrôle pour apporter les avantages de l'électronique embarquée aux applications à charge élevée pour la construction et l'agriculture, la manutention et l'automatisation industrielle.

Les longueurs de force et de course ont été étendues de 10 kN (2 250 lb) à 16 kN et les longueurs de course jusqu'à 500 mm (20 po). La société affirme que le cycle de service minimum de 25 % parmi les longueurs de course jusqu'à 500 mm est le plus élevé de l'industrie, assurant une continuité de fonctionnement maximale avec une consommation de courant minimale. Pour des charges de 16 kN à ces longueurs de course, Thomson propose également des options de vitesse jusqu'à au moins 5 mm/sec (0,197 in./sec.)

Avec des fonctionnalités améliorées fournies par un système de contrôle modulaire Electrak (EMCS) avancé et ses fonctions optionnelles, la gamme Electrak HD offre une méthode de contrôle et de communication plus simple, qui réduit les coûts d'exploitation, nécessite moins d'espace et simplifie la configuration et l'installation. La communication par bus CAN J1939 prête à l'emploi en option permet le contrôle et la surveillance, tandis que la commutation de bas niveau en option, la sortie d'indication de fin de course, le choix de retour analogique ou numérique et une interface de contrôle client offrent une polyvalence supplémentaire.

Contribuant à la durabilité dans les opérations à charge élevée, les indices de résistance environnementale IP69K statique, IP67 statique et IP66 dynamique. Même avec des charges élevées, les actionneurs fonctionneront à des températures allant de -40 à +85 °C (-40 à +185 °F), peuvent résister au brouillard salin pendant 500 heures et sont conformes aux normes CE, RoHS et REACH (UE).

SMAC Corp. www.smac-mca.com

Curtiss-Wright www.curtisswright.com

Thomson Industries www.thomsonlinear.com

AMK Automation us.amk.systems

Tolomatic www.tolomatic.com