Le contrôle de mouvement est un domaine polyvalent aux nombreuses applications; la synchronisation est l’une des plus utiles ! Tout est dans le nom : des dispositifs de contrôle de mouvement actionnés de manière « synchronisée » et fonctionnant à la même vitesse. En surface, cela peut paraître simple, mais c’est tout l’inverse. La synchronisation ne s’obtient pas en reliant simplement plusieurs actionneurs au même interrupteur, comme on pourrait le croire. Dans un monde idéal ou un contexte très simple, cela pourrait fonctionner. Mais, le plus souvent, cela amènera plusieurs vérins linéaires à se déplacer à des vitesses différentes. Le responsable ? Il y en a plusieurs. Même si deux vérins linéaires de même marque et modèle sont connectés à la même alimentation, il faut s’attendre à une différence de vitesse notable s’ils subissent des charges inégales, présentent des usures différentes ou encore fonctionnent à des températures d’exploitation distinctes, pour ne citer que ces problèmes.
Cet article va approfondir le sujet, en détaillant précisément pourquoi la synchronisation est essentielle pour de nombreuses applications et comment elle peut être mise en œuvre.
Comment atteindre la synchronisation ?
Pour obtenir un mouvement synchronisé d’un vérin linéaire, une forme de contrôle de mouvement est indispensable. Pour un système de commande en boucle ouverte, l’option de synchronisation la plus répandue est un contrôleur de vitesse. Dans un tel contexte, la vitesse de chaque vérin linéaire est ajustée sur la base de calculs préalables, du bon sens de conception et de l’intuition. Par exemple, un signal plus fort peut être envoyé à un actionneur confronté à une plus grande résistance afin de compenser son inertie plus élevée. Les applications courantes incluent l’utilisation simultanée de plusieurs vérins linéaires avec Arduino. Cependant, les systèmes en boucle ouverte sont dépourvus de rétroaction et ne peuvent pas produire des résultats exacts, ce qui les rend inadaptés aux applications nécessitant de la précision.
Une forme plus sophistiquée de contrôle de mouvement synchronisé est le système en boucle fermée, qui exploite la rétroaction des actionneurs pour déterminer les besoins individuels de chaque appareil et procéder à des ajustements en temps réel. Cette forme de synchronisation est remarquablement précise, sans marge d’erreur. Il existe de nombreuses applications industrielles, domestiques et DIY où la synchronisation des vérins linéaires est un impératif. Progressive Automations propose une gamme variée de produits spécialement conçus pour les applications de synchronisation. Nos vérins linéaires intègrent des options de rétroaction de premier ordre et nos contrôleurs sont conçus pour des performances inégalées.
Comment utiliser la synchronisation ?
Une configuration d’actionneurs synchronisés peut faire des merveilles pour vos applications à vérins linéaires. En réalité, la majorité des applications utilisant plus d’un vérin linéaire dépendent du mouvement synchronisé; sans cela, elles deviennent défaillantes, endommageant soit les pièces, soit les actionneurs.
Si vous envisagez d’utiliser des techniques d’actionnement basées sur la synchronisation, vous devez connaître les options disponibles. Dans le cas d’une synchronisation en boucle ouverte, comme le contrôle de plusieurs actionneurs avec Arduino, vous devez vous assurer que le contrôleur de vitesse, en l’occurrence l’Arduino, est capable de gérer le système. Il doit y avoir suffisamment de broches pour accueillir le nombre d’actionneurs utilisés et le code doit être irréprochable.
Lors de l’utilisation de systèmes de rétroaction en boucle fermée, le facteur le plus important à considérer est le type de codeur de rétroaction intégré à vos vérins linéaires. À cet égard, la rétroaction par effet Hall et par potentiomètre figure en tête de liste.
Dans les vérins linéaires à effet Hall, le codeur de rétroaction enregistre le nombre de tours que réalise le moteur d’entraînement de l’actionneur pendant le mouvement. À partir de ces informations, il est très facile pour le contrôleur de calculer la position exacte, et donc la vitesse, de la tige du vérin. Les codeurs de tous les vérins linéaires envoient en permanence une rétroaction au contrôleur, qui détermine quel(s) actionneur(s) prend/prennent du retard ou accélère(nt), puis ajuste leurs vitesses respectives en conséquence afin d’assurer un mouvement fluide et synchronisé.
Lorsque vous utilisez des actionneurs à effet Hall, il est également nécessaire d’employer un contrôleur compatible. Vous ne pouvez pas les utiliser avec n’importe quel contrôleur ordinaire : il en faut un conçu spécifiquement à cet effet. La boîte de commande doit aussi disposer du nombre de canaux souhaité, en fonction du nombre d’actionneurs utilisés.
La rétroaction par potentiomètre fonctionne de manière similaire. À mesure que la tige du vérin rentre et sort, la résistance électrique du potentiomètre varie proportionnellement. Ces informations sont transmises au contrôleur, qui exécute alors exactement la même fonction que décrite ci‑dessus pour synchroniser les actionneurs.
Nos options de synchronisation
Actionneurs
En commençant par notre gamme de vérins linéaires, nous proposons des actionneurs à effet Hall haute performance en versions 12 VDC/24 VDC, idéaux pour piloter plusieurs actionneurs. Par exemple, notre vérin linéaire PA-04-HS est équipé d’un capteur à effet Hall intégré qui permet la synchronisation. Les clients peuvent également choisir entre des options d’alimentation 12 V et 24 V.
Les vérins linéaires alimentés en 12 VDC sont beaucoup plus courants, car la plupart des alimentations sont en 12 V. Ils s’intègrent plus facilement aux systèmes d’actionnement et offrent des spécifications de performance convenables. Les vérins 24 VDC nécessitent une alimentation spécialisée, ce qui implique souvent un investissement et des équipements supplémentaires. Cependant, ces variantes peuvent fournir plus de puissance et de couple, présentent une consommation de courant plus faible et des exigences de câblage plus fines, ce qui compense largement les inconvénients mentionnés ci‑dessus. Le choix entre un actionneur 12 V ou un appareil 24 V dépend de la conception spécifique de votre application.
Solutions de commande
Pour la synchronisation, nous proposons des boîtes de commande multicanaux conçues pour gérer des actionneurs à rétroaction, comme nos célèbres PA-40 et séries de boîtes de commande FLTCON. Conçus pour les actionneurs à effet Hall, ces contrôleurs peuvent fonctionner avec des vérins 12 VDC/24 VDC. Le PA-40 est d’ailleurs une solution de synchronisation spécialisée pour les applications à double effet Hall.
En allant un peu plus loin dans notre gamme, nos produits de synchronisation de mouvement les plus populaires sont nos colonnes de levage. Elles sont utilisées pour les bureaux assis‑debout et les tables réglables en hauteur, où la synchronisation est primordiale en raison d’une répartition de la charge souvent non uniforme, qui peut faire échouer presque instantanément les systèmes non synchronisés.
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Mot de la fin
Si votre application exige que deux actionneurs ou plus fonctionnent à la même vitesse, la synchronisation est votre meilleure option pour garantir un mouvement réellement synchronisé et précis. Toute autre approche peut entraîner des vitesses d’actionneur variables et endommager votre application.
Vous pouvez obtenir plus d’informations sur la synchronisation en nous contactant avec vos questions spécifiques ou vos problèmes de conception, et notre service client se fera un plaisir de vous aider à optimiser votre application de synchronisation de vérins linéaires.