Quelles sont les différences entre les actionneurs linéaires et rotatifs ?

Sep 14, 2023

Selon la nature du mouvement de sortie, les actionneurs peuvent être divisés en linéaires et rotatifs. Chacun d'entre eux est disponible dans différentes versions et configurations qui permettent d'obtenir le résultat souhaité.

Peter Jacob, directeur principal du marketing | Maîtres CNC

Un actionneur est un élément de machine qui convertit l'énergie en mouvements physiques. Cette source d'énergie pourrait être des forces électriques, pneumatiques, hydrauliques ou mécaniques, pour n'en nommer que quelques-unes. Vous en avez peut-être entendu parler dans les fraiseuses CNC de table, différents types de vannes ou même dans les stores automatisés ! Selon la nature du mouvement de sortie, les actionneurs peuvent être divisés en linéaires et rotatifs. Chacun d'entre eux est disponible dans différentes versions et configurations qui permettent d'obtenir le résultat souhaité.

Examinons cela de près dans les sections suivantes :

Source

Comme leur nom l'indique, les actionneurs linéaires déplacent un objet le long d'une ligne droite - généralement d'avant en arrière. Il utilise une courroie et une poulie, une crémaillère et un pignon ou des mécanismes à vis à billes pour convertir le mouvement du moteur électrique de rotatif en linéaire. Ils sont conçus pour parcourir une distance linéaire fixe puis s'arrêter.

Le mouvement de haut en bas des pistons représente l'actionneur linéaire en action.

Les actionneurs linéaires bénéficient des caractéristiques suivantes :

Haute répétabilité et précision de positionnement

Montage, intégration et fonctionnement sans effort

Peu ou pas d'entretien

Peut résister aux conditions météorologiques et aux environnements difficiles et défavorables

Conception compacte avec une plus grande fiabilité et un fonctionnement à toute épreuve

Maintient la robustesse

Les actionneurs linéaires sont généralement utilisés dans des applications où des charges doivent être poussées, tirées, levées, abaissées, positionnées ou tournées. De tels mouvements sont souvent nécessaires dans les industries suivantes :

Transformation et conditionnement des aliments

Automobile

Manipulation du matériel

Automatisation d'usine

La défense

Aérospatial

Dispositifs pharmaceutiques et médicaux

Énergie propre

Impression

Source

Les actionneurs rotatifs convertissent l'énergie en un mouvement rotatif à travers un arbre qui contrôle la vitesse, la position et la rotation de l'équipement attaché. Ceux-ci offrent un moteur à rotation continue, une alimentation intermittente, un mélange, un serrage à vis, un retournement et des actions de déversement. Étant donné que la direction de la force appliquée est éloignée de l'axe de rotation, le mouvement résultant n'est pas limité par la distance parcourue, ce qui leur confère une plus grande polyvalence d'utilisation.

Un moteur électrique est un exemple classique d'actionneur rotatif. Le signal électrique alimente un champ magnétique dans le stator du moteur et le rotor tourne en réponse à cette entrée.

Les actionneurs rotatifs offrent les fonctionnalités suivantes :

Couple élevé même avec des configurations compactes

Couple constant pendant la rotation à angle complet

Compatibilité avec une variété de diamètres

Arbre creux sans jeu

Deux fois la sortie car le couple de maintien est le double du couple d'entraînement vers l'avant

Peu ou pas d'entretien

N'importe quel degré de rotation, de 90 degrés à 360 degrés, est réalisable

Les actionneurs rotatifs trouvent une utilisation dans diverses applications où l'action rotative et le couple correspondant sont utilisés pour faciliter l'action. En conséquence, les actionneurs rotatifs trouvent une utilisation dans :

Matériel de médecine

Radars et systèmes de surveillance

Robotique

Simulateurs de vol

Industrie des semi-conducteurs

Fabrication de machines spéciales

La défense

L'une des distinctions les plus claires entre les actionneurs linéaires et rotatifs est la direction du mouvement. Les actionneurs linéaires se déplacent en ligne droite, généralement dans un mouvement de va-et-vient. En revanche, les actionneurs rotatifs se déplacent en degrés angulaires par rapport à un point médian, c'est-à-dire le long d'un cercle.

Cependant, il convient de souligner ici que dans leur forme la plus simple, les actionneurs linéaires sont une extension des actionneurs rotatifs. Ceux-ci contiennent un convertisseur de mouvement supplémentaire qui traduit le mouvement de rotation en mouvement linéaire. Comme indiqué ci-dessus, les vis à billes, les vis à rouleaux, les courroies et poulies, la crémaillère et le pignon convertissent le mouvement rotatif en ses homologues linéaires.

Quelques autres différences entre les actionneurs linéaires et rotatifs sont décrites ci-dessous :

Un actionneur linéaire fournit un mouvement push-pull, tandis qu'un actionneur rotatif aide à un mouvement de roulement.

Pour les actionneurs linéaires, l'extrémité de l'outillage du bras de la fraiseuse CNC glisse entre deux points sur une ligne en forme de règle. Comme pour les actionneurs rotatifs, l'outillage en bout de bras tourne en rond.

Les actionneurs linéaires se composent d'un moteur et d'un filetage d'axe d'engrenage. Les actionneurs rotatifs contiennent des chambres cylindriques creuses avec des barrières fixes et un arbre central.

Le mouvement de sortie des actionneurs linéaires est aligné avec l'arbre de sortie. Comme pour les actionneurs rotatifs, le mouvement de sortie est perpendiculaire à l'arbre.

Étant donné que l'obtention d'un mouvement linéaire est l'une des fonctions de conception les plus courantes, les actionneurs linéaires ont une construction et une conception compactes.

Les actionneurs rotatifs suivent une trajectoire angulaire et la distance parcourue peut être infinie et répétée pour une action de rotation continue. En revanche, les actionneurs linéaires ne parcourent qu'une distance limitée et s'arrêtent.

L'utilisation de la conversion de mouvement pour les actionneurs linéaires affecte la bande passante et la réactivité de la configuration. En effet, une certaine quantité de compromis a lieu pendant la traduction.

Le montage des actionneurs linéaires est plus facile car il n'est pas nécessaire de calculer l'angle de rotation comme dans le cas des actionneurs rotatifs.

Maintenant que vous comprenez la différence et l'impact des deux, vous pouvez prendre une décision plus intelligente tout en choisissant l'un parmi l'autre. Dans certains cas, vous pouvez trouver une combinaison d'actionneurs linéaires et rotatifs. Par exemple, le foret d'une fraiseuse de table offre un mouvement de haut en bas pendant que la perceuse est en mouvement rotatif.

Le défi et la solution proposée déterminent en fin de compte votre choix d'actionneur.

À propos de Peter Jacobs

Peter Jacobs est le directeur principal du marketing chez CNC Masters. Il est activement impliqué dans les processus de fabrication et contribue régulièrement à divers blogs sur l'usinage CNC, l'impression 3D, l'outillage rapide, le moulage par injection, la coulée de métal et la fabrication en général.

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