Presque toutes les applications mécaniques que nous rencontrons comportent des pièces mobiles et des composants avec un certain niveau d’exigence en matière de précision et d’exactitude pour garantir un fonctionnement correct. C’est particulièrement vrai pour les équipements et machines faisant appel à des vérins linéaires électriques. Des facteurs tels que le jeu (backlash), la tolérance de fabrication, l’alignement de montage et la dynamique de l’application peuvent fortement affecter la précision et l’exactitude des systèmes de mouvement linéaire utilisant des vérins linéaires électriques. Dans cet article, nous aborderons les aspects essentiels de la précision et de l’exactitude à prendre en compte lors de l’intégration de vérins linéaires électriques dans toute application.
Qu’entend-on par précision et exactitude des actionneurs ?
Pour les vérins linéaires électriques, la capacité à atteindre la position cible au plus près est considérée comme l’exactitude, tandis que la précision représente l’aptitude à reproduire à chaque fois des résultats identiques les uns par rapport aux autres. L’exactitude sert à mesurer l’erreur entre la position cible et la position atteinte. La précision sert à mesurer l’intervalle d’erreur entre les écarts de toutes les positions précédemment atteintes les unes par rapport aux autres.
Une cible de tir à l’arc peut servir d’analogie pour décrire la différence entre précision et exactitude pour les actionneurs, où la position cible de l’actionneur est représentée par le centre de la cible (le « bullseye »). Une forte exactitude et une faible précision se voient lorsqu’un actionneur peut s’approcher très près de la position cible, mais peut ne pas atterrir au même endroit à chaque fois.
Une faible exactitude et une forte précision se voient lorsque l’actionneur n’atteint pas la position cible mais parvient à se déplacer de manière constante vers la même position qu’auparavant, encore et encore.
Dans un monde idéal, une combinaison de haute précision et d’exactitude se traduira par un actionneur qui se déplace vers la position cible et parvient à atteindre systématiquement le même point, encore et encore.
Tolérance de fabrication dans la production de pièces et les vérins
La tolérance de fabrication d’un vérin est l’un des facteurs qui peuvent affecter la précision et l’exactitude une fois installé. Pendant le processus de fabrication de tout produit, la plupart des articles produits en série présentent une limitation physique quant à la proximité avec laquelle le fabricant peut reproduire les spécifications indiquées. La plupart de nos vérins polyvalents ont une tolérance de fabrication de +/- 3 mm ; toutefois, si votre application est sensible à la précision et à l’exactitude, il est important de nous contacter, ou de contacter le fabricant de l’article que vous achetez.
Il est également essentiel de savoir que la précision et l’exactitude d’un vérin linéaire, une fois entièrement installé, peuvent être affectées par diverses circonstances extérieures à l’unité elle-même. D’autres composants utilisés dans un système peuvent aussi présenter une certaine tolérance de fabrication, ce qui peut introduire une autre source d’erreur lorsqu’ils sont installés avec un vérin, comme :
- Poulies
- Supports de montage
- Tiges
- Bagues
- Vannes
- Matériaux de structure
- Roulements
Jeu (backlash) dans l’utilisation des vérins linéaires
Le backlash, également appelé jeu (lash, play ou slop), correspond à une perte de mouvement ou un jeu dans un mécanisme due aux espaces entre les différentes pièces, comme on peut l’observer avec la distance entre des dents d’engrenages appariées. Lorsque l’on essaie d’inverser le sens de rotation d’engrenages, on constate que la perte de mouvement ou le mou est d’abord absorbé avant que les engrenages ne commencent à inverser leur direction. Ce phénomène lié aux engrenages internes est l’une des raisons pour lesquelles le jeu d’un actionneur est assez courant et peut varier en amplitude selon le modèle de votre vérin.
Les châssis, supports de montage et autres accessoires fixables peuvent également être conçus avec un certain jeu pour permettre des points de pivotement et un fonctionnement adéquat. Ce léger jeu peut s’ajouter au backlash du vérin déjà présent et réduire davantage la précision et l’exactitude globales.
Des erreurs de positionnement peuvent aussi survenir en raison de sources non mécaniques d’erreur, telles que la rétroaction du potentiomètre, les capteurs à effet Hall et les pilotes de moteur utilisés pour contrôler et lire, via programmation, les positions d’un actionneur. Le temps mort et d’autres délais temporels pouvant provenir du système de commande doivent également être pris en compte pour les applications exigeant une grande précision et exactitude.
Pour tenir compte de l’usure générale, effectuer des inspections régulières dans le cadre de la maintenance globale du système et procéder aux réglages nécessaires d’affinage peut aider à augmenter la précision et l’exactitude à long terme. Même si le pire des cas, lorsque toutes les tolérances sont à leur maximum, se produit rarement, il est crucial de considérer toutes les tolérances potentielles pour une compréhension approfondie du système et une évaluation des défauts possibles.
Quelle est l’importance de la précision et de l’exactitude ?
L’importance de la précision et de l’exactitude peut varier selon le cas d’usage des vérins linéaires électriques. Certaines applications peuvent juger précision et exactitude tout aussi importantes, tandis que d’autres peuvent considérer que l’une est relativement plus importante que l’autre. Bien qu’il soit possible d’utiliser des composants à haute précision et exactitude, le faire lorsqu’il n’est pas nécessaire augmentera les coûts globaux et la complexité du système sans avantage majeur. Voici quelques exemples illustrant comment l’importance de la précision et de l’exactitude peut varier :
- Mobilier automatisé – Le verrouillage et le déverrouillage des portes de grands placards en bois en faisant coulisser un loquet avec des vérins ne nécessitent pas beaucoup de précision ni d’exactitude pour des mécanismes de verrouillage offrant beaucoup de jeu.
- Domotique – Des fenêtres automatisées en verre avec vérins peuvent ne pas exiger une grande exactitude, puisque l’utilisateur peut simplement ajuster leur position initiale lors de l’installation, mais nécessiteront de la précision pour atteindre la même position à chaque fois.
- Industrie alimentaire – Les actionneurs utilisés dans des doseurs de garnitures pour pizzas n’ont pas besoin de précision pour se rendre exactement au même endroit à chaque fois, mais auront besoin d’exactitude pour que les garnitures tombent bien sur la zone prévue de la pizza.
- Applications médicales – La chirurgie assistée par robot et les doseurs de fluides pour la fabrication de médicaments utilisent des modèles tels que nos PA-12-R et micro-actionneurs de précision PA-12-T, car des niveaux élevés de précision et d’exactitude sont essentiels.
Les actionneurs utilisés pour des tâches de base n’exigent généralement pas de hauts niveaux de précision et d’exactitude pour fonctionner dans leurs spécifications et peuvent être mieux servis par des vérins de modèle standard pour une simplicité et une rentabilité globales. La plupart des applications générales peuvent nécessiter de la précision mais pas l’exactitude, ou inversement, selon le cas d’usage exact. Dans des applications plus spécialisées, précision et exactitude peuvent devenir toutes deux cruciales pour un fonctionnement correct. Par conséquent, il est essentiel de bien comprendre les exigences de votre application ainsi que les effets potentiels que l’installation, l’orientation et les tolérances peuvent avoir sur la précision et l’exactitude du système.
EN RÉSUMÉ
Les vérins linéaires électriques peuvent présenter des niveaux variables de précision et d’exactitude ; toutefois, il est également important de tenir compte d’autres sources d’erreurs faisant partie de votre système global. En vérifiant pleinement les exigences en matière de précision et d’exactitude de votre application, vous pourrez choisir les composants et techniques d’intégration adaptés, puis concevoir en tenant compte de leurs limites.
Nous espérons que cet article vous a informé, surtout si vous souhaitiez savoir comment la précision et l’exactitude jouent un rôle dans l’utilisation des vérins linéaires. Si vous avez des questions ou souhaitez discuter davantage de nos produits, n’hésitez pas à nous contacter ! Nous sommes experts dans notre domaine et serons heureux de vous aider de toutes les manières possibles.
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