Qu'est-ce qu'un actionneur ?

Un actionneur est un composant qui permet aux machines d'effectuer des mouvements physiques en convertissant de l'énergie, souvent électrique, pneumatique ou hydraulique, en force mécanique. En d'autres termes, c'est le composant de toute machine qui rend le mouvement possible.

Pour expliquer le rôle d'un actionneur, on compare parfois son fonctionnement à celui du corps humain. À l'instar des muscles qui permettent de convertir l'énergie en mouvement (bras, jambes, etc.), les actionneurs, au sein d'une machine, réalisent une action mécanique.

En termes simples, un actionneur est un dispositif qui convertit de l'énergie, qui peut être électrique, hydraulique ou pneumatique, to mechanical output in such a way that it can be controlled. The quantity and the nature of input depend on the kind of energy to be converted and the function of the actuator. Electric actuators work on the input of electric current or voltage; for hydraulic actuators, it's incompressible liquid, and for pneumatic actuators, the input is air. 

Voici les composants habituels qui participent au fonctionnement d'un actionneur :

• Source d'alimentationSouvent présents sous forme de distributeurs proportionnels hydrauliques et d'onduleurs électriques, ils fournissent l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'actionneur. Ces dispositifs, généralement électriques ou hydrauliques dans le secteur industriel, convertissent leur source d'entrée en une valeur de sortie conformément aux mesures définies par le contrôleur.
• Actionneur : Le dispositif qui convertit l'énergie fournie en force mécanique.
• Charge mécanique : L’énergie convertie par l’actionneur sert généralement à faire fonctionner un dispositif mécanique. La charge mécanique désigne le système mécanique mis en mouvement par l’actionneur.
• ContrôleurUn contrôleur garantit le bon fonctionnement du système avec les quantités d'entrée appropriées et les autres points de consigne définis par un opérateur.

Types d'actionneurs linéaires

Selon le type de mouvement Ils sont fabriqués selon la source d'énergie utilisée pour leur fonctionnement ; il existe différents types d'actionneurs. Voici une liste des différents types d'actionneurs linéaires :

Comme son nom l'indique, actionneurs linéaires électriques utiliser l'énergie électrique pour permettre des mouvements en ligne droite en utilisant une variété de composants internes Ces actionneurs fonctionnent de concert. Leur fonctionnement repose sur le mouvement de va-et-vient d'un arbre, commandé par des signaux électriques. Les actionneurs linéaires électriques sont composés d'un moteur générant une rotation à grande vitesse et d'un réducteur qui en ralentit l'impact. Ceci permet d'augmenter le couple nécessaire à la rotation d'une vis sans fin, ce qui entraîne le mouvement linéaire d'un arbre ou d'un écrou d'entraînement.

Moteurs CC à balais et sans balais Ces vis sont couramment utilisées comme entraînement rotatif pour les actionneurs électriques. L'utilisation de différents engrenages permet d'obtenir différentes vitesses ; les vitesses plus élevées génèrent une force moindre. Un interrupteur de fin de course, situé à l'extrémité supérieure et inférieure de l'arbre principal de l'actionneur, arrête la vis lorsqu'elle atteint la fin de sa course. Lorsque l'arbre atteint cette butée, l'interrupteur coupe l'alimentation du moteur ; cependant, une diode montée en parallèle avec l'interrupteur permet au courant de circuler dans le sens inverse, ce qui permet d'inverser le sens de rotation si nécessaire.

Le but d'un actionneur linéaire hydraulique est le même que celui d'un actionneur linéaire électrique : générer un mouvement mécanique rectiligne. La différence réside dans le fait que les actionneurs linéaires hydrauliques y parviennent grâce à une pression asymétrique appliquée par un fluide hydraulique sur un piston situé dans un cylindre creux. Cette pression peut engendrer un couple suffisamment important pour déplacer un objet externe.

Le principal avantage d'un vérin hydraulique linéaire réside dans le couple élevé qu'il peut générer, grâce à la quasi-incompressibilité des liquides. Les vérins hydrauliques simple effet sont dotés de pistons qui ne peuvent se déplacer que dans un seul sens ; un ressort est nécessaire pour le mouvement inverse. Un vérin hydraulique double effet, quant à lui, applique une pression aux deux extrémités afin de permettre un mouvement similaire dans les deux sens. 

Les actionneurs pneumatiques sont souvent considérés comme les plus économiques et les plus simples. Ils utilisent de l'air comprimé pour créer un mouvement, soit par extension et rétraction d'un piston, soit, plus rarement, par l'intermédiaire d'un chariot se déplaçant sur une piste ou dans un tube cylindrique. La rétraction du piston est assurée soit par un ressort, soit par l'alimentation en fluide depuis l'autre extrémité.

Les actionneurs linéaires pneumatiques sont parfaitement adaptés pour atteindre une vitesse et un couple élevés dans un encombrement réduit. Leur principal atout réside dans leur capacité à effectuer des mouvements rapides et précis, et ils résistent aux arrêts brusques. Cette robustesse les rend particulièrement adaptés aux applications nécessitant une protection contre les explosions ou une résistance aux conditions extrêmes, comme les hautes températures.

Un guide complet, de A à Z, sur la sélection, le test et la mise en œuvre du mouvement linéaire pour toute application. Rédigé par des ingénieurs, pour des ingénieurs.

Facilité d'utilisation

L'un des avantages des actionneurs linéaires électriques réside dans leur simplicité d'utilisation, offrant une alternative pratique pour la production de mouvements linéaires. Les actionneurs électriques standard utilisent un moteur à courant continu à balais et fonctionnent par simple raccordement à deux fils pour l'extension et la rétraction. Le câblage de l'actionneur à un interrupteur à bascule ou à un boîtier de commande permet une installation propre et soignée, sans avoir recours aux tubes, vannes ou flexibles généralement utilisés en hydraulique et en pneumatique. 

Bien que certaines alternatives puissent présenter un coût initial inférieur pour la production de mouvements linéaires, les actionneurs linéaires électriques éliminent les inconvénients liés à la main-d'œuvre supplémentaire requise pour leur intégration en tant que solutions rapides et faciles à mettre en œuvre.

entretien minimal

Les actionneurs linéaires électriques sont autolubrifiés en interne pendant toute leur durée de vie et ne nécessitent aucun entretien lorsqu'ils sont utilisés dans les limites de leurs spécifications. Cela permet de réaliser des économies de temps et de ressources tout au long de leur durée de vie. Des modèles étanches (indice de protection IP) et résistants au brouillard salin sont également disponibles pour une meilleure résistance à la corrosion. De ce fait, leur durée de vie est prolongée, ce qui réduit la fréquence des remplacements.

Fonctionnement écologique

Les systèmes alternatifs comme l'hydraulique et la pneumatique nécessitent davantage de composants pour fonctionner, tels que des échangeurs de chaleur, des réservoirs de fluide, des régulateurs et des compresseurs. L'utilisation de matériaux supplémentaires et la chaleur générée par ces composants ont un impact environnemental plus important. Les actionneurs électriques offrent une solution écologique pour assurer un mouvement linéaire sans risque de pollution des océans par des fuites d'hydrocarbures. Leur fonctionnement respectueux de l'environnement peut également simplifier les démarches de certains constructeurs pour se conformer aux réglementations en matière de santé et de sécurité.

Lors de l'achat d'un actionneur, il est essentiel de bien comprendre quel modèle correspond le mieux à vos besoins en fonction de sa conception et de ses caractéristiques. Voici quelques points clés à prendre en compte pour choisir l'actionneur adapté à vos besoins :

1. Exigences de chargeCela indique la force nécessaire à votre application et influencera votre choix de modèle d'actionneur.
2. VitesseSelon l'application, vous aurez peut-être besoin d'un actionneur linéaire rapide ou lent. Choisissez celui qui correspond à vos besoins.
3. Longueur de la courseCeci indique la course nécessaire de l'actionneur. Veillez à ce que la longueur de course corresponde aux exigences de déplacement de votre projet.
4. Besoins en énergie électriqueLes exigences en matière de tension et de courant de chaque modèle d'actionneur peuvent varier. Tenez compte de la tension et options d'alimentation disponible pour votre actionneur.
5. Résistance environnementaleTenez compte de votre application et de l'environnement pour déterminer si votre actionneur linéaire doit résister à un certain niveau de poussière, d'infiltration de liquide et/ou de corrosion. 
6. Retour d'information positionnelDéterminez si votre application nécessitera un certain niveau de précision de mouvement/des capacités avancées ou si une commande manuelle de base en marche avant et en marche arrière est suffisante.
7. Compatibilité du système de contrôle: Choisir les systèmes de contrôle qui sont compatibles avec le ou les actionneurs électriques choisis. Si vous disposez déjà de systèmes de commande, assurez-vous que le ou les actionneurs choisis sont compatibles.

Découvrez notre chaîne YouTube Pour une présentation générale de notre gamme d'actionneurs, consultez notre site web. Nous proposons également un guide téléchargeable contenant des questions pour aider les ingénieurs, les acheteurs et les responsables d'exploitation à choisir le modèle d'actionneur linéaire le plus adapté à leurs besoins.

Exigences de charge

Plusieurs facteurs entrent en jeu dans trouver la bonne force Calibrage pour répondre aux exigences de charge d'une application. Les variables peuvent inclure la charge, l'angle d'application de la charge et ses dimensions. Les exigences de charge sont mesurées par la force exercée directement sur l'arbre de l'actionneur (exemples d'unités : livres, kilogrammes, newtons). Utilisez notre Outil de calcul d'actionneur pour obtenir des estimations initiales servant de point de référence pour les modèles d'actionneurs que vous pouvez envisager. 

Indice de vitesse

La vitesse de déplacement dépend généralement des options de force nominale configurées pour l'actionneur. Certains modèles proposent plusieurs options de force nominale, sélectionnables lors d'une commande en ligne. Ces différentes options de force nominale ont des rapports d'engrenage internes adaptés à un couple spécifique, ce qui influe également sur la vitesse de déplacement de l'actionneur. La vitesse d'un actionneur est mesurée par la distance parcourue par unité de temps (par exemple : pouces/seconde, millimètres/seconde).

Longueur de la course

La longueur entre trous (H2H) d'un actionneur, mesurée du centre du trou de fixation arrière au centre du trou de fixation avant, est influencée par la course. En effet, une course plus longue nécessite un actionneur avec un corps plus long pour loger l'arbre. La course se calcule en soustrayant la longueur H2H de l'actionneur complètement fermé à celle de l'actionneur complètement ouvert (par exemple, en pouces ou en millimètres).

Besoins en énergie électrique

Une application peut être alimentée par une source d'alimentation électrique préexistante ou par une nouvelle alimentation électrique présentant des caractéristiques et exigences spécifiques. Vérifiez la tension (VDC ou VAC) et l'intensité (ampères ou A) de la ou des sources d'alimentation et du ou des actionneurs afin de vous assurer qu'elles sont compatibles. En règle générale, l'alimentation doit avoir une intensité nominale supérieure à la somme des intensités maximales requises par tous les appareils qui y sont connectés.

Actionneurs 12 V ou 24 V : lequel choisir ?

Résistance environnementale

Le Indice de protection (IP) Le système utilise un système à deux chiffres pour définir l'indice de protection de tous les produits. Le premier chiffre indique la protection contre les corps solides, et le second contre les liquides. Le code IP a été conçu pour standardiser les indices de protection et limiter les erreurs d'interprétation ou les représentations erronées du niveau de protection d'un produit. Indice de brouillard salin Elle est essentielle pour se protéger contre la corrosion qui peut survenir à cause du sel sur les routes, les plages, l'eau salée, etc.

Retour d'information positionnel

Des dispositifs de retour d'information de position intégrés, tels que des codeurs, des capteurs à effet Hall et des potentiomètres, transmettent des signaux qui sont lus par un contrôleur afin de déterminer la position de la course de l'actionneur. Ceci permet notamment le fonctionnement de plusieurs actionneurs se déplaçant simultanément à la même vitesse en mouvement synchrone, la mémorisation de réglages et/ou l'affichage de la position.

Compatibilité du système de contrôle

Vérifiez si votre actionneur dispose de protocoles de communication et d’une rétroaction de position compatibles avec les contrôleurs que vous envisagez. Par exemple, les PA-12-T (TTL/PWM) et PA-12-R (RS-485) micro actionneurs servo de précision offrent une commande de position précise avec une exactitude de positionnement allant jusqu’à 100 μm et exigent des protocoles de communication avancés pour atteindre de telles performances. Un autre point à considérer est de savoir si le type de moteur de votre actionneur sera compatible avec un système de commande. Les moteurs sans balais à fonctionnement continu, comme ceux que l’on trouve dans nos PA-14 vérins linéaires personnalisés, nécessitent des boîtiers de commande compatibles avec leur fonctionnement, tels que le boîtier de commande LC-241.

Pour voir quelles combinaisons de nos boîtiers de commande et de nos actionneurs sont compatibles entre elles, consultez ci-dessous nos tableaux comparatifs et nos tableaux de compatibilité :

Fonctions programmables

Les boîtiers de commande, comme ceux de notre série FLTCON, permettent de programmer des fonctions, des dispositifs de sécurité et d'autres paramètres utilisateur accessibles via l'appareil connecté. télécommandeLorsque plusieurs actionneurs à effet Hall sont connectés à un boîtier de commande FLTCON, ce dernier garantit que synchronisation des moteurs Ils se déplacent donc ensemble à la même vitesse.

Commandes manuelles de base

Tenez compte des contraintes budgétaires du projet et choisissez un système de contrôle offrant le meilleur rapport qualité-prix tout en répondant à vos exigences de performance. Par exemple, pour des projets d'intérieur simples ne nécessitant pas une grande précision, un système plus performant conviendrait parfaitement. câblage d'un interrupteur à bascule de base sans protection élevée contre les infiltrations pour contrôler un microcontrôleur à 2 fils ou mini actionneur linéaire à un prix abordable.

Les vérins linéaires électriques existent dans une grande variété de conceptions, chacune étant conçue pour répondre à des exigences de performance spécifiques, des conditions environnementales et des contraintes d’espace. Des unités micro compactes qui s’intègrent dans les espaces les plus étroits aux modèles industriels robustes capables de déplacer des milliers de livres, chaque catégorie offre des atouts et des applications uniques.

Des facteurs tels que la forme, la capacité de force, la longueur de course et l’environnement d’utilisation jouent tous un rôle dans le choix du bon actionneur pour la tâche. Comprendre les caractéristiques et les spécialités des différents types d’actionneurs — comme les tubulaires, micro, industriels, mini, standard, à rail et télescopiques — peut vous aider à choisir la meilleure solution pour votre projet, qu’il s’agisse de robotique de précision, de machines à grande échelle ou de systèmes d’automatisation sur mesure.

Pour comparer nos différents modèles de vérins linéaires, nous proposons notre outil comparer les vérins et avons compilé un tableau comparatif de référence des vérins.

Micro-actionneurs

Micro-actionneurs Conçus pour les applications où l'espace est extrêmement limité, les micro-actionneurs se distinguent par leur format compact, permettant leur intégration dans des systèmes réduits. Toutefois, leur force de sortie est généralement faible à moyenne. Certaines variantes excellent dans le positionnement de haute précision plutôt que dans le levage de charges lourdes et sont souvent privilégiées pour leur légèreté et leur adaptabilité. 

Mini-actionneurs

Mini-actionneurs Ces actionneurs comblent l'écart entre les micro-actionneurs et les actionneurs standard, offrant un équilibre parfait entre compacité et force modérée. Leur conception leur permet de s'intégrer dans des applications à espace réduit tout en garantissant des performances adaptées à divers besoins d'automatisation. Les mini-actionneurs offrent une grande flexibilité sans trop sacrifier la force ni la course, ce qui en fait une solution polyvalente pour les applications de moyenne intensité nécessitant un espace restreint. Nous proposons également un questionnaire en ligne pour vous aider à choisir parmi notre gamme de micro-actionneurs et de mini-actionneurs le modèle le plus adapté à vos besoins.

Actionneurs standard

Actionneurs standard Il s'agit de la catégorie la plus courante et la plus polyvalente, conçue pour une utilisation générale dans de nombreux secteurs industriels. Disponibles avec différentes longueurs de course et puissances, elles offrent une large compatibilité avec les systèmes de commande et s'intègrent facilement dans des configurations simples ou complexes avec fonctions de retour d'information. Leur excellent rapport performance/disponibilité/prix en fait le choix idéal pour les projets exigeant une grande fiabilité sans contraintes spécifiques. 

Actionneurs industriels

Actionneurs industriels Conçus pour les applications intensives exigeant une force maximale et une grande résistance aux intempéries, ces actionneurs sont fabriqués avec des matériaux robustes, des moteurs haute capacité et des systèmes d'engrenages performants capables de générer des forces supérieures à 1 360 kg (3 000 lb). Nombre d'entre eux offrent des options de montage personnalisables et sont conformes aux normes industrielles. Dans les environnements où la disponibilité et la capacité de charge sont essentielles, les actionneurs industriels garantissent la durabilité et la fiabilité nécessaires aux conditions les plus difficiles.

Actionneurs tubulaires

Actionneurs tubulaires Dotés d'un boîtier cylindrique, ces actionneurs arborent une silhouette élégante et discrète, alliant fonctionnalité et esthétique. Leur conception fermée leur confère souvent un indice de protection élevé, tel que IP65 ou supérieur, garantissant une protection fiable contre la poussière et l'eau. Leur forme tubulaire permet une largeur et une hauteur réduites, au prix d'une longueur rétractée plus importante. Ils sont ainsi parfaitement adaptés aux environnements extérieurs, aux applications où l'actionneur est exposé aux intempéries et aux installations disposant d'un espace limité en largeur et en hauteur.

Actionneurs de chenilles

Actionneurs de chenilles Leur fonctionnement diffère de celui des actionneurs à tige traditionnels : un chariot coulissant interne assure le mouvement au sein d'un corps de longueur fixe. La longueur de leur corps restant constante quelle que soit la course, ils sont idéaux pour les espaces restreints. Cette conception améliore la stabilité, le chariot mobile ayant de multiples points de contact avec une trajectoire prédéfinie, contrairement aux actionneurs classiques suspendus dans le vide. L'architecture ouverte des actionneurs sur rails les rendant plus sensibles à la poussière et à l'eau que les modèles étanches conventionnels, ils sont davantage adaptés aux applications intérieures.

Actionneurs télescopiques

Actionneurs télescopiques Ils utilisent plusieurs étages d'arbres emboîtés les uns dans les autres, à la manière des sections d'un télescope. Cela leur permet d'atteindre de grandes courses sans nécessiter une grande longueur rétractée, ce qui les rend idéaux pour les applications où l'espace est très limité lors du stockage. colonnes élévatricesBien que souvent plus complexes mécaniquement, les actionneurs télescopiques offrent des fonctionnalités uniques que les actionneurs standard ne peuvent égaler. En combinant un rangement compact et une grande capacité d'extension, ils constituent une solution efficace pour atteindre des zones plus éloignées dans les espaces restreints.

La façon la plus simple de vous assurer que vous disposez des bons supports de montage pour votre vérin linéaire est de les obtenir auprès du fabricant d’origine de l’actionneur et de vérifier leur compatibilité. Pour plus d’informations, nous proposons notre tableau de compatibilité des supports de montage ainsi que les descriptions de produits au bas de chacun de nos vérins. D’autres fabricants peuvent également proposer des ressources similaires ; toutefois, vous pouvez aussi contacter notre service client si nécessaire. Dans certains cas, les utilisateurs ayant des besoins uniques ou des applications spécialisées peuvent envisager de fabriquer leurs propres supports sur mesure selon les dimensions, la conception et la forme requises. Découvrez nos dessins 3D de vérins comme ressource de référence supplémentaire.

Il est tout aussi important de choisir la méthode de montage adaptée à votre application que de trouver des supports de fixation compatibles pour vos actionneurs linéaires. Vous trouverez ci-dessous deux méthodes courantes de montage d'un actionneur linéaire électrique. 

• Montage à double pivot 
• Montage stationnaire

Montage à double pivot

Le montage à double pivot consiste à fixer un actionneur des deux côtés à l'aide d'un point de fixation libre de pivoter, généralement une goupille ou une chape. Ce montage permet à l'actionneur de pivoter de chaque côté lors de son extension et de sa rétraction, assurant ainsi un mouvement de trajectoire fixe grâce à ses deux points de pivot libres.

Une application possible de cette méthode consiste à ouvrir et fermer automatiquement les fenêtres. portes de poulaillerLorsque le vérin se déploie, les deux points de fixation permettent l'ouverture de la porte. L'ouverture et la fermeture de la porte entraînent des variations d'angle, mais le pivot offre un espace suffisant pour la rotation des deux points de fixation. Lors de l'utilisation de cette méthode, assurez-vous que le vérin dispose de suffisamment d'espace pour se déployer, sans aucun obstacle.

Montage fixe

Dans le cas d'un montage stationnaire, l'arbre peut se déployer et se rétracter du boîtier en ligne droite, tandis que le reste de l'actionneur demeure fixe. Un support de montage pour le boîtier de l'arbre peut être utilisé pour maintenir l'alignement optimal de l'actionneur sur la surface de montage. Ce type de montage est couramment utilisé pour réaliser des actions telles que la poussée et la traction frontales d'un accessoire. Par exemple, ce montage est idéal pour les opérations de poussée et de traction. loquet de porte coulissante Pour verrouiller et déverrouiller une porte. Si vous optez pour cette méthode, assurez-vous que le dispositif de fixation puisse supporter la charge exercée par l'actionneur. 

La polyvalence des actionneurs linéaires électriques, leur fonctionnement efficace, leur construction robuste, leurs options de personnalisation et leurs hautes performances ouvrent un champ des possibles infini. Voici quelques exemples d'applications et de secteurs d'activité où ils sont utilisés : 

• Domotique : le confort et la sécurité accrus de… serrures de sécurité pour portes, pergolas à toit à lames orientables motorisées, portes automatiques, et stores Les actionneurs font des solutions populaires pour les maisons intelligentes. Les appareils électroménagers comme les téléviseurs peuvent être placés à la hauteur optimale sans problème grâce à eux. Téléviseurs qui utilisent des actionneurs électriques linéaires. Il existe également tables élévatrices qui utilisent des actionneurs pour ajuster la hauteur aux besoins des utilisateurs.

Applications des actionneurs électriques dans la domotique :

• Projets personnalisés/de bricolage : Dans de nombreux cas, prototypage un nouveau produit ou la création versions à petite échelle Il s'agit d'une étape cruciale du processus permettant d'identifier les difficultés potentielles à résoudre avant de finaliser un projet. Les parcs d'attractions personnalisés et les costumes d'Halloween utilisent animatroniques, robots de cinémaet des accessoires à effets spéciaux qui captivent le public grâce à des mouvements plus vrais que nature.
  
• industries médicales: Dans le domaine médical, précision Le contrôle des microactionneurs est essentiel pour les équipements conçus pour la gestion des fluides, le pilotage de robots chirurgicaux ou le positionnement d'instruments médicaux. Les lits réglables, les fauteuils, les équipements de rééducation et d'imagerie peuvent intégrer des mini-actionneurs pour des mouvements silencieux et fluides. milieux hospitaliers.
  
• Industrie automobileLes applications automobiles couvrent une grande variété de cas d'utilisation et nécessitent des solutions innovantes avec des actionneurs linéaires sur mesure, adaptés à leur demande croissante. Parmi ces cas d'utilisation, on peut citer l'ouverture de portes. compartiments de rangement, élever des campeurs, l'inclinaison des rétroviseurs, le réglage des vitres, le réglage des sièges et l'automatisation des transformations de toit.
• Applications marinesLes options de conception étanches et résistantes à l'eau, combinées à des performances polyvalentes, rendent également les actionneurs linéaires électriques populaires dans applications marines et les cas d'utilisation OEM. Tours de wakeboard F, compartiments intérieurs et commandes inversées, les actionneurs offrent flexibilité et fonctionnement propre, conformes aux réglementations maritimes et environnementales.
  
• Industrie manufacturièreLes usines de fabrication les utilisent pour la manutention des matériaux, notamment pour les équipements de découpe à mouvement vertical et les vannes qui régulent le flux des matières premières. Les robots et les bras robotisés, tant dans le secteur manufacturier qu'en dehors, font également appel à des systèmes d'actionneurs linéaires pour réaliser des mouvements rectilignes. 
• Énergie renouvelableLes systèmes de suivi solaire sont essentiels aux installations solaires modernes. Conçus pour optimiser l'alignement des panneaux solaires avec le soleil, ils permettent de maximiser la production d'énergie. Les actionneurs linéaires électriques améliorent considérablement le fonctionnement de ces systèmes grâce à un contrôle précis, une automatisation avancée et des dispositifs de sécurité robustes.

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