Une commande de mouvement peu fiable peut entraîner des défaillances mécaniques, des risques pour la sécurité et des temps d'arrêt coûteux. Sans l'actionneur adéquat, la rotation devient incohérente. Les actionneurs rotatifs offrent un mouvement angulaire précis et fiable pour les systèmes critiques.

Un actionneur rotatif convertit l'énergie - électrique, pneumatique ou hydraulique - en un mouvement de rotation contrôlé. Il est essentiel pour les applications d'automatisation, de robotique, de contrôle des vannes et de fabrication de précision.

Découvrez ci-dessous les principes fondamentaux, les principes de fonctionnement, les types, les avantages et les inconvénients, ainsi que les utilisations des actionneurs rotatifs.

Qu'est-ce qu'un actionneur rotatif ?

A actionneur rotatif est un dispositif électromécanique ou alimenté par un fluide qui génère un mouvement rotatif ou angulaire, généralement sur une plage limitée. Contrairement aux actionneurs linéaires, qui produisent un mouvement de poussée/traction, les actionneurs rotatifs sont conçus pour faire tourner des arbres, des bras ou des structures mécaniques.

La conception de base comprend

• A logement ou un corps qui renferme des composants internes mécaniques ou actionnés par des fluides.

• Un source d'entrée-l'électricité, l'air sous pression ou le fluide hydraulique.

• A mécanisme de transmissionLes éléments de l'appareil, tels qu'un engrenage, une crémaillère ou un rotor, sont des éléments de l'appareil, tels qu'une crémaillère ou un rotor.

• Un arbre de sortie qui fournit la rotation contrôlée à une charge.

Les actionneurs rotatifs peuvent offrir un simple mouvement de 90° ou 180°, ou une rotation continue de 360°, en fonction de l'application. Ils sont largement utilisés dans l'automatisation de la fabrication, les bras robotisés, les lignes d'emballage et même les appareils grand public tels que les écrans rotatifs ou les systèmes d'éclairage LED réglables.

Principe de fonctionnement de l'actionneur rotatif

Le principe de fonctionnement d'un actionneur rotatif dépend de sa source d'énergie :

1. Actionneur rotatif électrique

Utilise l'énergie électrique pour faire tourner l'arbre d'un moteur. Les servomoteurs et les moteurs pas à pas sont couramment utilisés. Un contrôleur interne (ou un pilote externe) contrôle précisément la position, la vitesse et le couple. De nombreux systèmes intègrent un retour d'information provenant d'encodeurs ou de capteurs.

Processus de travail:

• L'électricité alimente le stator.

• Un champ magnétique rotatif est généré.

• Le rotor suit le champ et produit un couple.

• Les signaux de commande déterminent la direction, l'angle et la vitesse.

2. Actionneur rotatif pneumatique

Cet actionneur utilise de l'air comprimé pour générer un couple par l'intermédiaire d'un système à palettes, à piston ou à crémaillère.

Processus de travail:

• L'air comprimé pénètre dans les chambres situées de part et d'autre du piston.

• La pression différentielle entraîne le déplacement du piston.

• Ce mouvement linéaire est converti en rotation à l'aide de liaisons mécaniques.

3. Actionneur rotatif hydraulique

Fonctionne de manière similaire au type pneumatique mais utilise un fluide hydraulique au lieu de l'air, produisant un couple plus élevé en raison de l'incompressibilité des fluides.

Processus de travail:

• La pression hydraulique agit sur un piston ou une palette.

• La force est convertie en couple par l'intermédiaire d'engrenages ou de palettes rotatives.

Quel que soit le type, tous les actionneurs rotatifs convertissent l'énergie en sortie rotative à l'aide de mécanismes de translation mécanique. Les modèles avancés comprennent souvent des butées, des boucles de rétroaction et une protection du couple.

Types d'actionneurs rotatifs

Il existe plusieurs catégories de actionneurs rotatifsChacun d'entre eux est optimisé pour des applications et des besoins différents.

1. Actionneurs rotatifs de type Vane

• Une girouette en rotation à l'intérieur d'une chambre est poussée par un fluide sous pression.

• Rotation de 90° à 280°.

• Simple et compact.

• Courant dans les applications d'automatisation et de serrage.

2. Actionneurs rotatifs à crémaillère

• Un piston linéaire (crémaillère) se déplace sous la pression du fluide et fait tourner un pignon.

• Fournit un couple plus élevé et des angles de rotation plus larges.

• Convient aux machines industrielles et à usage intensif.

3. Actionneurs rotatifs électriques

• Inclure les conceptions entraînées par des servomoteurs et des moteurs pas à pas.

• Fournissent un contrôle angulaire précis, couramment utilisé dans la robotique et la fabrication.

• Peut être intégré à des contrôleurs programmables.

4. Servomoteurs rotatifs à cannelure hélicoïdale

• Combinez les mouvements linéaires et rotatifs grâce à un arbre cannelé hélicoïdal.

• Compact et puissant, il est utilisé dans l'aérospatiale et les systèmes de déploiement de satellites.

5. Servomoteurs rotatifs à arcade Scotch

• Convertir le mouvement linéaire d'un piston en une sortie rotative par le biais d'un mécanisme à étrier.

• Efficace pour des applications telles que l'actionnement de grandes vannes.

6. Actionneurs à rotation continue

• Rotation de 360° ou illimitée.

• Généralement électrique, avec contrôle intégré du retour d'information.

Chaque type a ses avantages en termes de couple, d'angle de rotation, de vitesse et de complexité de commande. Le choix du bon actionneur rotatif dépend du profil de mouvement et des conditions environnementales.

Avantages et inconvénients d'un actionneur rotatif

Avantages

• Positionnement précis: En particulier dans les variantes électriques avec encodeurs ou systèmes servo.

• Couple élevé: Les modèles hydrauliques et pneumatiques offrent une forte rotation dans des boîtiers compacts.

• Conception compacte: La plupart des modèles s'intègrent dans des espaces restreints avec une structure de support minimale.

• Contrôle flexible: Les actionneurs électriques offrent une vitesse, une accélération et un angle programmables.

• Polyvalence: Applicable dans de nombreux secteurs, de l'industrie manufacturière à l'aérospatiale.

• Temps de réponse rapide: Particulièrement pour les types pneumatiques et électriques dans les tâches à cycle rapide.

• Intégration: S'associe facilement à des automates, des capteurs et des contrôleurs de mouvement.

Inconvénients

• Plage de rotation limitée: De nombreux modèles ne permettent que des virages partiels (par exemple, 90°, 180°).

• Complexité de la mise en place: Les systèmes hydrauliques/pneumatiques nécessitent des pompes, des compresseurs ou des valves.

• Exigences en matière de maintenance: Les joints, les moteurs et les circuits de fluides doivent faire l'objet de contrôles périodiques.

• Des coûts initiaux plus élevés: Spécialement pour les servomoteurs rotatifs de précision.

• Sensibilité à la température et à la contamination: Les modèles pneumatiques et électriques peuvent être affectés par des conditions extérieures.

Le bon actionneur rotatif offre des performances constantes avec un minimum de maintenance, lorsqu'il est choisi en fonction des exigences opérationnelles.

Applications des actionneurs rotatifs

Actionneurs rotatifs sont utilisés dans de nombreux secteurs. Voici quelques applications typiques :

Automatisation industrielle

• Utilisé dans les robots pick-and-place, les tables d'indexation ou les machines d'emballage pour assurer un mouvement angulaire.

• Les actionneurs à crémaillère et à palette sont courants dans ce domaine.

Robotique

• Assurer la rotation des articulations dans les bras robotiques et les effecteurs.

• Les actionneurs rotatifs électriques permettent un positionnement souple, programmable et précis.

Aérospatiale et défense

• Les actionneurs rotatifs permettent de déployer des panneaux solaires, des antennes ou des surfaces de contrôle sur les avions et les satellites.

• Les actionneurs à cannelure hélicoïdale sont particulièrement utiles en raison de leur conception compacte et de leur densité de couple.

Dispositifs médicaux

• Contrôler le mouvement des instruments de précision dans les équipements d'imagerie ou les robots chirurgicaux.

Pétrole et gaz / Actionnement des vannes

• Ouvrir et fermer de grandes vannes industrielles à l'aide d'actionneurs hydrauliques ou à arcade à couple élevé.

Produits de consommation

• Vu sous forme ajustable Miroirs de salle de bains à LEDoù de petits actionneurs rotatifs permettent de contrôler la rotation ou l'inclinaison pour un éclairage personnalisé.

Automobile

• Employé dans les systèmes d'éclairage adaptatif, la commande de l'accélérateur et le réglage des rétroviseurs extérieurs.

Les actionneurs rotatifs jouent un rôle essentiel partout où un mouvement angulaire contrôlé est nécessaire.

Résumé

Les actionneurs rotatifs convertissent l'énergie électrique, hydraulique ou pneumatique en un mouvement rotatif contrôlé. Le choix du bon type d'actionneur garantit une rotation efficace, précise et fiable dans tous les secteurs d'activité.Pour toute question complémentaire, veuillez contacter [email protected]