AS 0628 Actionneur rotatif 24 V CC 45 degrés pour machine de tri

Partie 1 : Caractéristiques de l'actionneur rotatif

1.1 : L'actionneur rotatif est actionné par force électromagnétique. Lorsqu'un courant traverse la bobine, un champ magnétique se forme autour du piston. Ce champ magnétique interagit avec l'armature pour générer un couple qui entraîne la rotation de l'armature autour de l'arbre. Ce mode d'entraînement, sans contact, réduit l'usure des pièces mécaniques par rapport aux entraînements mécaniques traditionnels. Par exemple, dans certains équipements automatisés, l'actionneur rotatif peut fonctionner de manière stable et durable sans nécessiter le remplacement fréquent de pièces endommagées par le frottement.

Sa vitesse d'entraînement peut être ajustée en modifiant l'intensité et la fréquence du courant. En augmentant le courant, on renforce le champ magnétique, ce qui accélère la rotation de l'armature ; inversement, en diminuant le courant, on réduit la vitesse de rotation. Ceci permet à l'actionneur rotatif d'adapter sa cadence de fonctionnement à différentes applications. Par exemple, dans les équipements de tri à grande vitesse, on peut augmenter le courant pour accélérer le tri ; lorsque la précision est primordiale, on peut réduire le courant pour garantir la précision de la rotation.

1.2 : Caractéristiques de contrôle d'angle

Un actionneur rotatif permet un contrôle angulaire précis. En contrôlant avec précision la durée d'activation/désactivation et l'intensité du courant, l'armature peut être orientée selon un angle spécifique. Cette caractéristique est essentielle dans de nombreuses applications exigeant un positionnement précis. Par exemple, dans le dispositif de réglage d'un instrument optique, un actionneur rotatif permet d'orienter avec précision des éléments optiques, tels que des lentilles, afin de répondre aux exigences de différentes expériences ou mesures optiques.

Certains actionneurs rotatifs de pointe sont également équipés de dispositifs de retour d'information angulaire, tels que des codeurs. Le codeur surveille en temps réel l'angle de rotation de l'armature et transmet le signal au système de commande. Ce dernier ajuste le courant de l'actionneur en fonction de cette information afin d'améliorer la précision du contrôle angulaire et d'atteindre une très haute résolution, par exemple une précision de rotation de l'ordre de quelques dixièmes de degré.

1.3 : Vitesse de réponse rapide

La vitesse de réponse d'un actionneur rotatif est généralement rapide. Lors de la mise sous tension ou hors tension de la bobine, la variation du champ magnétique est quasi instantanée, et l'armature peut démarrer ou s'arrêter de tourner en un temps très court. Dans un système de contrôle automatisé, cette rapidité de réponse permet au dispositif de réagir instantanément aux signaux externes. Par exemple, sur la ligne de tri d'une chaîne de production automatisée, lorsqu'un capteur détecte la position ou le type d'un produit, l'actionneur rotatif peut se mettre en marche rapidement pour trier le produit à l'emplacement correspondant, améliorant ainsi considérablement la productivité.

Son temps de réponse peut généralement atteindre quelques millisecondes. Ce temps de réponse précis dépend de facteurs tels que l'inductance de la bobine et les performances de l'alimentation. En optimisant la conception du solénoïde rotatif, notamment en réduisant l'inductance de la bobine et en utilisant des alimentations hautes performances, il est possible d'améliorer encore la vitesse de réponse.

1.4 : Conception de structure compacte

La structure du solénoïde rotatif est relativement compacte. Elle se compose principalement de bobines, de noyaux de fer, d'armatures et d'arbres rotatifs, et peut être intégrée dans un espace réduit. Cette compacité permet son utilisation dans de nombreux équipements à espace limité. Par exemple, pour la commande articulaire de petits robots, l'actionneur rotatif s'installe facilement au niveau des articulations afin d'assurer la propulsion et le contrôle des mouvements du robot.

Grâce à sa structure compacte, l'électrovanne rotative s'intègre facilement à d'autres pièces mécaniques ou composants électroniques. Elle peut former un système d'automatisation complet avec capteurs, contrôleurs, etc., et offre une plus grande flexibilité d'agencement, s'adaptant ainsi aux exigences de structures d'équipements complexes.

1.5 : Haute fiabilité et stabilité

L'actionneur rotatif présente une grande fiabilité en conditions normales d'utilisation. Son principe de fonctionnement repose sur l'induction électromagnétique, sans liaisons mécaniques complexes, ce qui réduit les risques de dommages matériels liés à une défaillance mécanique. Dès lors que l'état normal des composants tels que les bobines et les noyaux de fer est garanti, l'actionneur fonctionne de manière stable. Par exemple, dans certains instruments de surveillance environnementale exigeant une grande stabilité, les actionneurs rotatifs peuvent fonctionner de manière fiable et prolongée, enregistrer et ajuster divers paramètres de l'instrument.

Afin d'améliorer la fiabilité, les actionneurs rotatifs peuvent également bénéficier de mesures de protection. Par exemple, un traitement anti-humidité et anti-poussière de la bobine du solénoïde, ainsi qu'un traitement antirouille du noyau et de l'armature, sont appliqués. Ces mesures permettent d'allonger la durée de vie de l'actionneur et de garantir son fonctionnement stable dans des environnements difficiles.

Partie 2 : Avantages de l'application dans les machines de tri

2.1 : Contrôle précis : permet de contrôler avec précision l’angle et la vitesse de rotation. Par exemple, dans certains équipements de tri de haute précision, les actionneurs rotatifs permettent de trier les articles selon des angles et des positions très précis. En ajustant l’intensité et la direction du courant, l’angle de rotation de l’armature peut être contrôlé avec précision. Par exemple, lors du tri de petits composants électroniques, ce système permet de les répartir avec précision dans les conteneurs de collecte correspondants.

2.2 : Réponse rapide : présente des caractéristiques de réponse rapide. Sur une ligne de tri à grande vitesse, lorsque le capteur détecte les articles à trier, l’actionneur rotatif peut démarrer et terminer le tri en un temps très court. Ceci contribue à améliorer l’efficacité du tri et à répondre aux exigences de la production à grande échelle.

2.3 : Haute fiabilité : Sa structure relativement simple lui confère une grande fiabilité dans des conditions d’entretien normal. Moins sujette à l’usure mécanique et aux pannes que certains systèmes de transmission complexes, elle réduit les temps d’arrêt des équipements.

2.4 : Paramètres de fonctionnement et points de sélection

Exigences de couple : Il est nécessaire de tenir compte du couple requis par l’actionneur rotatif en fonctionnement. Ce couple dépend de facteurs tels que le poids et la taille des articles à trier, ainsi que la vitesse de tri. Par exemple, pour trier des colis lourds, il est nécessaire de choisir un actionneur rotatif avec un couple plus élevé afin de garantir un tri fluide des colis vers leur emplacement désigné.

2.5 : Plage d’angles de rotation : Différentes tâches de tri peuvent nécessiter différents angles de rotation. Certaines opérations de tri, comme le transfert d’articles d’un convoyeur à un autre, peuvent ne nécessiter qu’un angle de rotation réduit ; d’autres situations, comme le tri d’articles du convoyeur principal vers un conteneur éloigné, peuvent nécessiter un angle de rotation plus important. Il est donc nécessaire de choisir un actionneur dont la plage d’angles de rotation est adaptée aux exigences spécifiques du tri.

2.6 : Fréquence de fonctionnement : La fréquence de fonctionnement de la trieuse est un critère de sélection important. Dans un environnement de tri à haute fréquence, il est nécessaire de choisir un actionneur rotatif capable de supporter une telle fréquence afin de garantir sa durée de vie et ses performances. Par exemple, dans un atelier de tri alimentaire automatisé, des dizaines, voire des centaines d’aliments peuvent être triés par minute ; un actionneur rotatif fonctionnant à haute fréquence est alors indispensable.

Partie 3 : Maintenance et gestion des problèmes courants

3.1 : Inspection régulière : Vérifiez régulièrement l’absence de court-circuit ou de circuit ouvert sur la bobine de l’actionneur. Vous pouvez utiliser un multimètre ou d’autres outils de mesure. Vérifiez également le serrage de la liaison entre l’armature et l’arbre, car un jeu excessif peut entraîner un angle de rotation imprécis.

3.2 : Nettoyage : Veillez à maintenir la surface de l’actionneur propre afin d’empêcher la poussière et les débris de pénétrer à l’intérieur et d’affecter son fonctionnement. Un nettoyage plus rigoureux est particulièrement nécessaire dans les environnements difficiles, comme les usines de tri de minerais très poussiéreuses.

3.3 Problèmes courants et solutions

Aspiration insuffisante : Si l’actionneur rotatif présente une aspiration insuffisante, cela peut être dû au vieillissement de la bobine, à une tension d’alimentation insuffisante, etc. En cas de vieillissement de la bobine, celle-ci doit être remplacée ; en cas de problème de tension d’alimentation, vérifiez le système d’alimentation et ajustez la tension.

3.4 : Rotation bloquée : Si un corps étranger est coincé entre l’induit et le noyau, ou si l’arbre est rouillé, la rotation sera bloquée. Il est alors nécessaire de retirer le corps étranger et de lubrifier l’arbre rouillé, par exemple avec de l’huile ou de la graisse, afin d’améliorer la rotation.

Partie 4 : Comment choisir un actionneur rotatif adapté à une application spécifique ?

4.1 : Considérer les caractéristiques de la charge

Exigences de couple : Il convient tout d’abord de déterminer le couple requis pour l’application. S’il s’agit d’un dispositif servant à manipuler des objets lourds, comme un bras robotisé industriel, un actionneur rotatif à couple élevé est nécessaire pour assurer la préhension et le déplacement stable de ces objets. Le couple requis peut être estimé en calculant le poids de la charge, la distance entre son centre de gravité et l’axe de rotation, puis en appliquant le principe du levier (couple = force × bras de levier). Par exemple, pour un objet de 10 kg dont le centre de gravité se situe à 0,5 mètre de l’axe de rotation et qui subit une accélération de la pesanteur de 9,8 m/s², le couple requis est d’environ 10 × 9,8 × 0,5 = 49 N.・m.

4.2 : Adaptation du moment d'inertie : Pour les applications nécessitant des démarrages et arrêts de rotation rapides, il convient de tenir compte du moment d'inertie de la charge. Ce moment d'inertie est lié à la répartition des masses et à la forme de l'objet. Si le moment d'inertie de la charge est élevé et que le couple de l'actionneur rotatif sélectionné est insuffisant ou que l'adaptation d'inertie est inadéquate, cela peut entraîner un démarrage lent ou un dépassement. Par exemple, dans le cas d'un porte-outils sur un tour automatisé, la répartition des masses et la forme de l'outil déterminent son moment d'inertie ; il est donc nécessaire de choisir un actionneur adapté pour un changement d'outil rapide et précis.

4.3 : Facteurs liés à l'environnement de travail

Plage de températures : Les différentes températures ambiantes ont des effets variés sur les actionneurs rotatifs. Dans les environnements à haute température, comme à proximité des fours d'une usine métallurgique, la résistance de la bobine de l'actionneur augmente, ce qui peut entraîner une surchauffe importante, voire des dommages. Il est donc nécessaire de choisir un actionneur capable de résister aux hautes températures, par exemple en utilisant des matériaux isolants haute température pour la fabrication de la bobine. Dans les environnements à basse température, certains matériaux peuvent devenir cassants et affecter les propriétés mécaniques de l'actionneur. Il est alors important d'utiliser des matériaux qui conservent une bonne élasticité et une bonne ténacité à basse température pour la fabrication de composants tels que l'armature.

4.4 : Niveau de protection : En présence de poussière, d’eau, de liquides ou de gaz corrosifs dans l’environnement de travail, il est nécessaire de choisir un actionneur rotatif doté d’un niveau de protection adapté. Par exemple, dans un atelier de transformation alimentaire, l’humidité et les résidus alimentaires peuvent être importants ; il convient donc de choisir un actionneur avec un niveau de protection minimal IP65 (indice de protection contre la poussière 6 : protection totale contre la poussière ; indice de protection contre l’eau 5 : protection contre les fortes vagues) afin de prévenir tout dommage matériel.

4.5 : Interférences électromagnétiques : Dans certains environnements exigeant une compatibilité électromagnétique élevée, comme à proximité d’équipements médicaux dans les hôpitaux ou les laboratoires d’électronique, il est nécessaire de tenir compte des interférences électromagnétiques générées par les actionneurs rotatifs. Il convient de choisir des actionneurs dotés d’un blindage efficace ou d’adopter des mesures de réduction des interférences, telles que l’installation de filtres, afin de ne pas perturber le fonctionnement normal des autres équipements sensibles environnants.

4.6 : Exigences en matière de précision et de contrôle

Précision angulaire : Pour les applications exigeant un contrôle angulaire précis, telles que l’étalonnage d’instruments optiques ou les machines-outils de précision, privilégiez les actionneurs rotatifs à haute précision angulaire. Certains actionneurs intègrent des codeurs ou des capteurs de haute précision permettant un contrôle angulaire précis, avec une précision pouvant atteindre ±0,1° voire plus. Il est également essentiel de vérifier que le système de commande est compatible avec cette haute précision, notamment en s’assurant de sa résolution suffisante pour le réglage du courant et la surveillance de l’angle.

Exigences de contrôle de la vitesse : Si l’application impose des exigences strictes en matière de vitesse de rotation, comme dans le cas des équipements de tri automatisés à grande vitesse, il est nécessaire de choisir un actionneur rotatif capable de contrôler précisément cette vitesse. Une régulation précise peut être obtenue en sélectionnant un actionneur présentant des caractéristiques de réponse en fréquence adaptées et en l’associant à des algorithmes de contrôle de vitesse avancés, tels que le contrôle PID (proportionnel-intégral-dérivé). Parallèlement, il convient de vérifier que la vitesse maximale de l’actionneur est compatible avec les exigences de l’application. Par exemple, la vitesse maximale de l’actionneur rotatif de certains robots de tri à grande vitesse peut devoir atteindre plusieurs milliers de tours par minute.

4.7 : Conditions d'alimentation électrique

Plage de tension et de courant : Choisissez un actionneur rotatif adapté à votre système d’alimentation existant. Assurez-vous que la tension et le courant nominaux de l’actionneur sont compatibles avec l’alimentation. Par exemple, si la tension de sortie de l’alimentation est de 24 V, choisissez un actionneur dont la tension nominale est proche de 24 V afin d’éviter tout dysfonctionnement ou dommage dû à une inadéquation de tension. Par ailleurs, vérifiez que le courant de sortie de l’alimentation est suffisant pour répondre aux besoins en courant de l’actionneur au démarrage et en fonctionnement, notamment pour les actionneurs à couple élevé, dont le courant de démarrage peut être important.

4.8 : Stabilité de l’alimentation : La stabilité de l’alimentation influe considérablement sur les performances de l’actionneur rotatif. En cas de fortes fluctuations de la tension d’alimentation, le couple et la vitesse de l’actionneur peuvent devenir instables. Pour les applications exigeant une grande stabilité de l’alimentation, comme les équipements de test de précision, il est recommandé d’utiliser une alimentation stabilisée ou un module d’alimentation avec régulation de tension afin de garantir le fonctionnement stable de l’actionneur.

Coût et durée de vie.

4.9 : Budget : Sous réserve du respect des exigences de l'application, le coût est un facteur important. Les prix des actionneurs rotatifs varient considérablement selon les marques et les spécifications. Il est donc essentiel d'évaluer le rapport performance/prix. Par exemple, pour certains produits électroniques grand public ne nécessitant pas une haute précision et ayant une durée de vie courte, des actionneurs relativement bon marché peuvent être choisis. En revanche, pour des applications à long terme, comme les équipements d'automatisation industrielle, il peut être préférable d'investir davantage dans des actionneurs de haute qualité et à longue durée de vie.

4.9 : Estimation de la durée de vie : La durée de vie de l’actionneur rotatif doit être estimée en fonction de facteurs tels que la fréquence de fonctionnement, les conditions de charge et l’environnement d’utilisation. De manière générale, plus la fréquence de fonctionnement est élevée, plus la charge est importante et plus l’environnement est défavorable, plus la durée de vie de l’actionneur est courte.. Vous pouvez obtenir des données de référence sur la durée de vie de l'actionneur dans différentes conditions en consultant le manuel du produit ou en contactant le fabricant. Par exemple, en conditions normales d'utilisation, la durée de vie d'un actionneur rotatif d'une certaine marque peut atteindre 10 millions de cycles, mais dans un environnement difficile, avec une charge et une fréquence élevées, elle peut être réduite à 1 million de cycles.

Diagramme détaillé du produit