Qu’est-ce qu’un actionneur linéaire ?
Un actionneur linéaire est un dispositif qui génère de la puissance dans une direction linéaire. En général, un moteur rotatif est converti en mouvement linéaire à l’aide de composants mécaniques. D’autres actionneurs utilisent des cylindres pneumatiques ou hydrauliques pour générer une puissance linéaire. Ils sont utilisés comme source d’entraînement pour une large gamme de composants nécessitant un mouvement linéaire. Par exemple, les machines industrielles et les ordinateurs. Récemment, les actionneurs linéaires ont été utilisés dans les machines industrielles et les instruments de mesure où une vitesse élevée et une grande précision de positionnement sont nécessaires. Cela en raison des performances accrues de ces dispositifs.
Utilisations des actionneurs linéaires
Les actionneurs linéaires sont utilisés dans les composants qui nécessitent une puissance linéaire. Par exemple, les équipements industriels, les automobiles et les périphériques de PC. Voici quelques exemples d’utilisation des actionneurs linéaires :
- L’ouverture et la fermeture des portes des machines de construction, etc.
Les actionneurs linéaires sont utilisés pour ouvrir et fermer les portes des machines lourdes telles que les engins de chantier et pour ajuster l’angle des objets montés. Récemment, des actionneurs électriques ont été adoptés. Ces derniers peuvent être facilement intégrés aux systèmes de commande des machines de construction. - La commande de l’accélérateur des moteurs des engins de chantier
Les systèmes de commande de l’accélérateur sont utilisés pour contrôler l’accélérateur des moteurs des engins de construction et d’autres machines. Par rapport aux systèmes hydrauliques conventionnels, l’actionneur linéaire est plus petit et plus léger.
Principe des actionneurs linéaires
Le principe des actionneurs linéaires peut être mécanique, pneumatique, hydraulique ou électromagnétique. Chacune de ces méthodes est décrite ci-dessous.
- Le type mécanique
Le mouvement de rotation d’un moteur pas à pas est combiné à une crémaillère, une vis à billes, une vis coulissante, etc. Cela dans le but de produire un mouvement et une puissance linéaires. - Le type pneumatique
La pression dans le cylindre creux est augmentée par une pompe ou un compresseur pour élever ou abaisser le piston. Quant au cylindre, il est déplacé sur l’axe du piston pour générer une puissance linéaire. - Le type hydraulique
De construction similaire au type pneumatique, la pression hydraulique est utilisée pour élever et abaisser le piston dans le cylindre. Elle déplace également le cylindre sur l’axe du piston pour générer une puissance linéaire. Il est utilisé à des pressions plus élevées que le type pneumatique. - Le type électromagnétique (moteurs linéaires)
Il génère une puissance linéaire par force électromagnétique. La structure se compose d’un aimant et d’une bobine. Lorsqu’un courant électrique circule dans la bobine, celle-ci devient un électro-aimant et les forces de répulsion ainsi que d’attraction de l’aimant génèrent un mouvement et une puissance linéaires.
Types d’actionneurs linéaires et leur utilisation
La manière dont les actionneurs linéaires sont utilisés varie fortement en fonction de leur type (structure).
- Le type mécanique
Le mouvement de rotation d’un moteur pas à pas étant converti mécaniquement en mouvement linéaire, les méthodes de commande et de positionnement sont similaires à celles des moteurs pas à pas. Un bloc d’alimentation ou un contrôleur pour moteur pas à pas est donc utilisé.
Le nombre d’impulsions transmises au moteur détermine l’angle de rotation du moteur. En ce qui concerne l’origine mécanique, le diamètre du pignon et le nombre de dents des deux côtés dans le cas d’un mécanisme à crémaillère, et le pas de la vis d’alimentation dans le cas d’un mécanisme à vis à billes, déterminent la quantité de mouvement par angle de rotation.
Le moteur peut être arrêté avec une grande précision en le stoppant au milieu de la plage de déplacement. Un courant peut ainsi être appliqué au moteur pas à pas pour agir comme un frein. -
Le type pneumatique
L’air comprimé est utilisé comme fluide de travail. Un compresseur d’air ou une tuyauterie d’air comprimé existante est donc nécessaire. Pour ce faire, des électrovannes et des régulateurs de vitesse sont utilisés pour son contrôle.
En principe, la position d’arrêt est soit en pleine extension, soit en pleine rétraction. Il est donc difficile de contrôler un arrêt en plein milieu. En frappant mécaniquement la butée, n’importe quelle position peut être définie comme “point final”.
Il en existe deux types : en premier, les modèles à double effet, qui disposent d’un orifice de raccordement à l’avant ainsi qu’à l’arrière et dont la position est contrôlée par le côté à pressuriser. En second, les modèles à simple effet, qui disposent d’un orifice de raccordement à une seule extrémité et sont montés sur ressorts pour atteindre une position fixe.Si la pression de l’air comprimé est trop élevée, le vérin peut fonctionner vigoureusement et dangereusement.
Dans ce cas, un régulateur de vitesse peut être installé pour contrôler la vitesse de fonctionnement. Il réduira la quantité d’air entrant dans le cylindre afin d’atteindre la vitesse de fonctionnement correcte.
L’air est comprimé lorsqu’il est pressurisé, il peut donc ne pas être en mesure de fournir la force attendue. Par exemple, lorsqu’une charge importante est appliquée au vérin. Tandis que si une fuite de fluide se produit, c’est de l’air et donc moins susceptible de contaminer la zone environnante. De plus, le fluide peut être libéré dans l’air après utilisation. -
Le type hydraulique
Le type hydraulique utilise de l’huile comme fluide de travail et est utilisé lorsqu’il est nécessaire de travailler à des pressions plus élevées. C’est-à-dire, avec une puissance différentielle plus importante. L’huile est mise sous pression par une pompe électrique spéciale.
Le principe de fonctionnement est similaire à celui du type pneumatique et présente donc des caractéristiques similaires. Cependant, l’huile n’est pas comprimée sous pression, ce qui permet d’obtenir une force différentielle plus importante.
Le fluide de travail étant de l’huile, il peut contaminer la zone environnante en cas de fuite.
Contrôle des actionneurs linéaires
Dans les actionneurs linéaires mécaniques basés sur un moteur, la position est contrôlée par une entrée de contact indiquant la position ou en contrôlant la rotation du moteur.
Dans les types pneumatiques et hydrauliques, la position est contrôlée par la commutation des circuits d’air comprimé ou hydrauliques à l’aide de vannes ou d’électrovannes.
Des détecteurs de proximité et des potentiomètres sont également disponibles en tant que capteurs intégrés pour la détection de la position, qui peuvent être montés ultérieurement si nécessaire.