Ces dernières années, l’utilisation de vérins linéaires dans des applications industrielles et non industrielles s’est révélée indispensable. Choisir le bon vérin linéaire pour une application peut être assez déroutant en raison de la grande variété de types et de paramètres à prendre en compte (c.-à-d. longueur de course, type de moteur, force et vitesse). Les vérins linéaires à grande vitesse sont devenus très populaires, mais quelles sont les différences entre choisir un vérin linéaire rapide et un vérin linéaire standard ? Et quelles applications conviennent le mieux à un vérin à grande vitesse ? Répondre à ces questions implique d’approfondir certaines différences subtiles, et d’autres moins, au niveau des composants et de leurs caractéristiques. Pour vous aider dans votre recherche de vérins à grande vitesse, nous vous présentons deux des meilleures options du catalogue de Progressive Automations.
Caractéristiques des vérins linéaires à grande vitesse
Les vérins linéaires à grande vitesse sont connus pour être durables/robustes et fonctionner plus silencieusement grâce à un nombre réduit de pièces mobiles. Ils sont faciles à intégrer dans des systèmes de commande existants et fonctionnent généralement sous des tensions plus faibles (c.-à-d. pas besoin de tension industrielle triphasée). Cependant, un paramètre important à garder à l’esprit est le Cycle de service du vérin linéaire. Les moteurs CC à balais génèrent de la friction et peuvent entraîner un échauffement du moteur s’ils tournent pendant de longues périodes.
Les vérins linéaires standard utilisent un servomoteur. Les servomoteurs se composent d’un moteur CC relié à un entraînement par engrenages et parfois à un potentiomètre, ce qui permet une commande par rétroaction. Cela signifie qu’en combinaison avec un contrôleur, la course aller-retour du vérin linéaire peut être positionnée avec précision. À l’inverse, les vérins linéaires à grande vitesse sont conçus pour exécuter la totalité du mouvement aller-retour sans contrôle de position intermédiaire.
Comment sont-ils classés comme vérins linéaires à grande vitesse ?
La vitesse étant relative, comment déterminer si un vérin linéaire doit être classé « à grande vitesse » ? Il n’existe actuellement aucune norme industrielle pour les vérins linéaires à grande vitesse ou ultra-rapides qui définisse des spécifications minimales ; il appartient donc au fabricant de décider comment le vérin doit être classé. Ces classifications reposeraient principalement sur les éléments suivants :
- Vitesse de l’actionnement aller-retour.
- Force en charge/à vide.
- Le mécanisme d’entraînement.
- Le type de vérin.
- L’engrenage.
Il est important de comprendre ces paramètres pour prendre une décision d’achat éclairée concernant un vérin linéaire à grande vitesse et à forte force. En utilisant la Fonction Comparer sur le site de Progressive Automations, vous pouvez comparer jusqu’à quatre vérins à la fois en gardant à l’esprit les paramètres ci-dessus lors de votre choix.
Comment puis-je modifier la vitesse de mon vérin linéaire ?
Comme indiqué ci-dessus, la vitesse dépend du mécanisme d’entraînement. De nombreux vérins linéaires à grande vitesse utilisent un moteur CC à balais directement connecté, en ligne, à une vis d’entraînement, elle-même reliée à une tige/piston. Lorsque l’alimentation est appliquée au moteur, celui-ci fait tourner la vis d’entraînement et force la tige à sortir (c.-à-d. conversion de l’énergie électrique en mouvement de rotation puis en mouvement linéaire) et, lorsque la polarité de l’alimentation est inversée, la tige rentre.
Les interrupteurs de fin de course sont situés aux extrémités du déplacement de la tige, coupant ainsi l’alimentation du moteur lorsque la tige est complètement déployée/rentrée. La vitesse de l’actionnement linéaire peut être modifiée en ajustant un ou plusieurs paramètres, notamment :
Modifier le pas de la vis d’entraînement
En bref, un pas plus grand augmente la vitesse de l’actionnement linéaire, et inversement.
Faire varier la tension appliquée
Si la tige d’un moteur tourne à pleine vitesse à sa tension nominale, la vitesse de rotation peut être réduite en appliquant simplement une tension plus faible. Souvent, on peut utiliser un vérin linéaire 12 volts à grande vitesse avec des commandes par potentiomètre (c.-à-d. un contrôleur de moteur). Les contrôleurs basiques utilisent un circuit en pont en H pour inverser la polarité du moteur et un potentiomètre pour faire varier la tension appliquée au moteur.
Transmission par engrenages du moteur
Certains vérins linéaires à grande vitesse, comme le modèle PA-04 de Progressive Automations (abordé plus loin), utilisent une approche par engrenages pour ralentir ou accélérer la rotation de sortie du moteur. L’engrenage augmente également la force de la tige/piston en mouvement en utilisant le même moteur.
Applications des vérins linéaires à grande vitesse
Lorsqu’il s’agit de choisir un vérin linéaire à grande vitesse, il est crucial de savoir pour quelle application vous allez utiliser le vérin. Des vitesses d’actionnement plus élevées signifient une force de sortie plus faible et inversement. Cependant, l’ajout d’un engrenage à ce même vérin linéaire peut vous fournir exactement la force nécessaire pour répondre à vos besoins.
Les applications des vérins linéaires à grande vitesse sont infinies. Ils offrent une excellente mobilité pour les applications nécessitant un mouvement linéaire fluide. De plus, ils sont généralement plus légers que les vérins linéaires standard puisqu’ils ne contiennent pas une grande boîte d’engrenages. Leur conception plus légère et conviviale permet de les utiliser dans des applications où l’espace doit être économisé ou pour réduire l’encombrement d’un système. Le Cycle de service correspond au pourcentage de temps en marche par rapport au temps total (marche + arrêt). Rester en dessous de ce pourcentage évite la surchauffe du moteur. Par conséquent, les vérins linéaires à grande vitesse sont conçus pour des applications pouvant fonctionner dans le Cycle de service spécifié (généralement 20 %). Les applications adaptées à ce Cycle de service comprennent :
- Automatisation de tri intermittente.
- Automatisation de la maison/des meubles (bien qu’une rétroaction du vérin linéaire soit nécessaire pour garantir un positionnement précis).
- Effecteurs terminaux de bras robotisés.
- Usages non industriels comme les simulations de vol/de conduite nécessitant un actionnement à grande vitesse pour des expériences réalistes.
Les applications ci-dessus ne sont que quelques exemples d’endroits où des vérins linéaires à grande vitesse pourraient être utilisés.
Les vérins linéaires à grande vitesse de Progressive Automations
Progressive Automations propose deux vérins linéaires à grande vitesse (modèles PA-15 et PA-04), hautement personnalisables pour s’adapter à votre application.
PA-15
Le vérin linéaire PA-15 à grande vitesse dispose d’un moteur CC 12 V (2 A à vide et 9 A à pleine charge) à entraînement direct, à balais, positionné en ligne avec une vis d’entraînement, permettant un modèle peu encombrant et très robuste. Des longueurs de course de 1 à 24 pouces sont disponibles. De plus, 3 options sont proposées selon la force requise (c.-à-d. 11 lb, 22 lb ou 33 lb). La vitesse à vide de ce vérin linéaire est de 9,05 pouces/s pour l’option 11 lb, 5,50 pouces/s pour l’option 22 lb et 3,20 pouces/s pour l’option 33 lb.
Cependant, lors du choix d’un vérin linéaire à grande vitesse, il faut garder à l’esprit la vitesse à pleine charge. À la pleine charge de 11 lb, la vitesse est de 4,70 pouces/s ; à 22 lb, la vitesse est de 4,00 pouces/s ; et à 33 lb, la vitesse est de 2,00 pouces/s. Malheureusement, ce modèle ne possède pas de circuit de rétroaction, mais des interrupteurs de fin de course sont situés aux extrémités du mouvement. Le Cycle de service est de 20 % et le produit bénéficie de l’indice de protection (IP) 54, ce qui signifie qu’il est protégé contre la poussière, les dépôts nuisibles et une pénétration limitée d’eau. Le produit est également fourni avec une garantie standard de 18 mois.
PA-04
Techniquement, le vérin linéaire PA-04 n’est pas à grande vitesse, mais, à force équivalente, il est plus rapide que d’autres modèles. Le modèle PA-04 utilise un moteur CC 12 V (4 A à vide et 12 A à pleine charge) à balais, positionné perpendiculairement à la vis d’entraînement. Le moteur est engrené pour permettre une force accrue jusqu’à 100 lb à une vitesse linéaire de 2,16 pouces/s et 400 lb à une vitesse linéaire de 0,78 pouce/s. Des longueurs de course de 2 à 40 pouces sont disponibles.
Ce modèle offre des capacités de rétroaction en option et la possibilité d’utiliser des capteurs à effet Hall au lieu d’interrupteurs de fin de course mécaniques aux extrémités du mouvement du vérin. Le Cycle de service est également de 20 % et le produit bénéficie de l’indice de protection (IP) 66, ce qui signifie qu’il est totalement protégé contre la poussière et la pénétration d’eau ; c’est le meilleur vérin linéaire étanche, à grande vitesse, pour charges légères de Progressive Automations.
Conclusion
Les vérins linéaires à grande vitesse peuvent être utilisés dans une variété d’applications, à la fois industrielles (vérin linéaire à grande vitesse pour charges lourdes) et non industrielles (mini-vérin à grande vitesse), grâce à leur conception robuste et à leurs capacités d’actionnement rapide. Cependant, lors du choix d’un vérin linéaire à grande vitesse, il convient de prendre en compte les paramètres discutés pour mettre en balance la vitesse d’actionnement et la force à pleine charge, afin de s’assurer que le vérin linéaire peut accomplir la tâche. Enfin, n’achetez des vérins linéaires à grande vitesse que auprès de marques offrant une garantie supplémentaire, signe que les fabricants ont confiance en leurs produits.