Qu’est-ce qu’un moteur à arbre ?
Un moteur à arbre est l’un des servomoteurs linéaires qui produisent un mouvement linéaire au moyen de l’électricité.
Le premier moyen d’obtenir un mouvement linéaire par l’électricité est la vis à billes. Les moteurs à arbre offrent des avantages par rapport aux vis à billes, comme une grande précision de positionnement, une grande vitesse de fonctionnement et un grand silence, ainsi que la possibilité de commander plusieurs actionneurs sur un seul arbre sous la forme d’un entraînement multiple.
Une autre différence majeure entre les moteurs à arbre et les moteurs linéaires plats, qui ont le même mouvement linéaire que les moteurs à arbre, est la structure sans noyau. Les moteurs à arbre ne souffrent pas de “cogging”, qui est un inconvénient des moteurs linéaires avec un noyau en fer.
Utilisations des moteurs à arbre
Les moteurs à arbre sont utilisés dans les mécanismes de contrôle des mouvements linéaires. Ils peuvent être divisés en deux grandes catégories : les équipements de traitement et de fabrication et les équipements de mesure et d’inspection.
1. Équipements de traitement et de fabrication
Les exemples d’applications dans les équipements de traitement et de fabrication comprennent les équipements de travail des métaux, les outils d’usinage par décharge électrique, les machines de découpe au laser, les platines XY de précision, les steppers et les développeuses/enrobeuses.
2. Équipements de mesure et d’inspection
Les équipements de mesure et d’inspection comprennent, par exemple, les équipements d’inspection pour les cristaux liquides et les semi-conducteurs, les microscopes pour les organismes ostéoïdes, les machines de mesure spectroscopique et optique, les équipements d’inspection pour les circuits imprimés, les équipements d’inspection de surface, les équipements de mesure tridimensionnelle, les sondeurs et les scanners.
De plus, les moteurs à arbre sont également utilisés lorsque plusieurs unités motrices sont nécessaires sur le même arbre, lorsque deux arbres sont utilisés pour déplacer des objets lourds et de grande taille, et lorsqu’une performance environnementale élevée est requise.
Principe des moteurs à arbre
Les moteurs à arbre se composent d’une section d’arbre et d’une section de bobine. La section de l’arbre est constituée de plusieurs aimants cylindriques disposés de manière à ce que leurs pôles N et S se fassent face et sont logés dans un cylindre en acier inoxydable.
La caractéristique de la section de l’arbre est que les aimants sont disposés de telle sorte qu’ils se font face avec les mêmes pôles et génèrent ainsi une forte force magnétique. La section de la bobine est la partie qui se déplace en tant que moteur et est enroulée autour de la section de l’arbre. Lorsqu’un courant est appliqué à la bobine et qu’un champ magnétique est créé, une force de poussée est générée selon la règle de Fleming. Le principe de fonctionnement du moteur à arbre est de contrôler la position et la vitesse du moteur en contrôlant le courant.
Caractéristiques des moteurs à arbre
Les moteurs à arbre présentent quatre caractéristiques principales :
1. Structure simple
La structure d’un moteur à arbre se compose uniquement d’une section d’arbre et d’une section de bobine. La partie arbre est un aimant permanent et la partie bobine est une bobine enroulée, il n’y a donc pas de pièces mécaniques compliquées. Le moteur à arbre présente également l’avantage que les pièces n’entrent pas en contact les unes avec les autres, de sorte qu’il n’y a pas de frottement, que l’entretien est facile et qu’il n’y a pas de bruit ou de poudre d’usure.
2. Haute précision de positionnement
Les vis à billes sont des mécanismes de contact, et les erreurs dues aux écarts entre les pièces, connues sous le nom de jeu, sont inévitables. La structure sans noyau du moteur à arbre, qui n’a pas de noyau en fer, signifie qu’il n’y a pas de force d’adsorption entre la bobine et l’arbre, ce qui présente l’avantage d’éviter le “cogging”, ou mouvement irrégulier.
3. Adaptation à divers systèmes d’entraînement
Les moteurs à arbre peuvent être utilisés pour des systèmes d’entraînement parallèles, tandem et multi-arbres, en plus de l’entraînement à arbre unique, qui est un mouvement linéaire d’un seul arbre. L’entraînement parallèle est un système dans lequel deux moteurs à arbres parallèles sont entraînés simultanément ; il est utilisé pour entraîner des objets lourds et de grande taille.
La transmission tandem est un système dans lequel deux moteurs sont entraînés côte à côte sur le même arbre, de sorte qu’ils sont reliés entre eux et fournissent ainsi une grande force de poussée. L’entraînement multiple est un système d’entraînement dans lequel deux unités motrices sont entraînées séparément sur le même axe.
4. Installation facile
Les moteurs à arbre peuvent être montés en les centrant dans le jeu entre l’arbre et le moteur. Avec les vis à billes, un centrage imprécis peut avoir un impact significatif sur la durée de vie de l’équipement. De plus, les moteurs linéaires plats à noyau nécessitent un jeu de montage uniforme entre le moteur et le stator sur toute la longueur.