Modules linéaires à vis à billes ou à courroie : lequel choisir ?

Choisir entre unmodule linéaire à vis à billeset unmodule linéaire entraîné par courroieest l'une des décisions les plus importantes lors de la conception d'un système de mouvement linéaire automatisé. Bien que les deux types convertissent la rotation du moteur en mouvement linéaire contrôlé, ils offrent des performances très différentes en termes de précision de positionnement, de vitesse de déplacement, de longueur de course, de capacité de charge, de rigidité, de maintenance, de coût et d'adéquation à l'environnement.

Un module linéaire entraîné par vis à billes est généralement préféré lorsque l'application nécessite une précision de positionnement élevée, une forte rigidité axiale, un mouvement stable à basse vitesse et une répétabilité précise. Un module linéaire entraîné par courroie est généralement plus adapté aux mouvements à grande vitesse, aux longues distances de déplacement, aux temps de cycle courts et à l'automatisation sensible aux coûts où une précision de positionnement extrêmement élevée n'est pas requise.

Cependant, le bon choix ne peut être fait en comparant uniquement la précision ou la vitesse. Les ingénieurs doivent évaluer l'ensemble des exigences de mouvement, y compris la charge utile, la course, l'accélération, le cycle de service, l'orientation de montage, les conditions environnementales, la durée de vie, la méthode de contrôle et le coût total du système.

Ce guide fournit une description détailléevis à billes vs module linéaire entraîné par courroiecomparaison pour aider les constructeurs de machines, les ingénieurs en automatisation, les fabricants d'équipements et les équipes d'achat à sélectionner la solution de mouvement linéaire la plus appropriée.

Qu'est-ce qu'un module linéaire à vis à billes ?

UNmodule linéaire à vis à billesutilise un ensemble vis à billes et écrou à billes de précision pour convertir le mouvement rotatif d'un servomoteur ou d'un moteur pas à pas en mouvement linéaire. Des billes d'acier à recirculation roulent entre l'arbre de vis et l'écrou, réduisant ainsi la friction de glissement et améliorant l'efficacité de la transmission.

Le moteur est normalement connecté à la vis à billes via un accouplement flexible ou une structure d'entraînement intégrée. Lorsque la vis tourne, l'écrou à bille se déplace le long de l'axe de la vis. Le chariot du module linéaire est relié à l'écrou et supporté par un ou plusieurs rails de guidage linéaire.

Cette structure offre un positionnement précis, une bonne répétabilité, une forte transmission de poussée et une rigidité mécanique élevée. Les modules de vis à billes sont largement utilisés dans l'assemblage de précision, les équipements semi-conducteurs, les machines-outils, les systèmes de distribution, les équipements d'inspection, le traitement laser, l'automatisation de laboratoire et d'autres applications nécessitant un mouvement contrôlé et reproductible.

Principales caractéristiques des modules linéaires à vis à billes

• Haute précision de positionnement et répétabilité
• Bonne rigidité axiale
• Mouvement stable à basse et moyenne vitesse
• Efficacité de transmission élevée
• Convient aux mouvements verticaux et horizontaux
• Forte capacité de poussée
• Disponible avec précharge pour réduire le jeu
• Convient pour le contrôle d'asservissement de précision

Qu'est-ce qu'un module linéaire entraîné par courroie ?

UNmodule linéaire entraîné par courroieutilise une courroie de distribution, une poulie d'entraînement, une poulie menée et un bloc de connexion du chariot pour convertir la rotation du moteur en mouvement linéaire. Le moteur fait tourner la poulie d'entraînement, provoquant le déplacement de la courroie de distribution autour des poulies. Le chariot est relié à la courroie et se déplace le long du système de guidage.

Étant donné que la transmission par courroie ne nécessite pas d'arbre à vis rotatif long, les modules entraînés par courroie peuvent atteindre des vitesses de déplacement élevées sur de longues courses. Leur structure est relativement simple, légère et économique, ce qui les rend adaptés à la manutention, à l'emballage, aux systèmes de prélèvement et de placement, aux équipements de tri, à l'automatisation logistique et aux systèmes de portiques à longue course.

Les dents de la courroie de distribution s'engagent dans les dents de la poulie pour réduire le glissement pendant le fonctionnement normal. Toutefois, la courroie reste un élément de transmission élastique. L'étirement de la courroie, les variations de tension, les changements de charge et l'usure à long terme peuvent affecter les performances de positionnement.

Principales caractéristiques des modules linéaires entraînés par courroie

• Vitesse de déplacement élevée
• Capacité d'accélération élevée
• Convient aux courses longues
• Masse en mouvement relativement faible
• Structure mécanique simple
• Coût initial réduit dans de nombreuses applications
• Convient pour un transfert point à point rapide
• Intégration facile dans les systèmes d'automatisation multi-axes

Vis à billes et module linéaire entraîné par courroie : comparaison rapide

Facteur de comparaison	Module linéaire à vis à billes	Module linéaire entraîné par courroie
Précision de positionnement	Généralement plus élevé	Modéré, en fonction de la tension et du contrôle de la courroie
Répétabilité	Excellent pour un positionnement précis	Idéal pour les applications de transfert générales
Vitesse de déplacement	Modéré à élevé	Généralement plus élevé
Accélération	Limité par l'inertie de la vis et la vitesse critique	Bien adapté aux accélérations rapides
Longueur de la course	Mieux pour les courses courtes et moyennes	Mieux pour les longs coups
Rigidité axiale	Haut	Inférieur en raison de l'élasticité de la ceinture
Capacité de poussée	Généralement plus élevé	Convient aux charges légères et moyennes
Contrôle du jeu	Peut être minimisé avec précharge	Affecté par la tension et l'élasticité de la courroie
Bruit	Peut produire du bruit de vis et de roulements à grande vitesse	Généralement silencieux en fonctionnement normal
Entretien	Nécessite une lubrification et une inspection des vis	Nécessite une inspection de la tension et de l’usure de la courroie
Coût initial	Généralement plus élevé	Généralement inférieur
Applications typiques	Positionnement et usinage de précision	Transport à grande vitesse et manutention à longue course

Comparaison de précision

La précision est généralement le premier facteur pris en compte dans uncomparaison entre vis à billes et entraînement par courroie. Dans la plupart des applications d'automatisation de précision,modules linéaires à vis à billesoffrent une meilleure précision de positionnement que les systèmes entraînés par courroie.

Une vis à billes rectifiée avec précision ou fabriquée avec précision a un pas défini qui contrôle la distance parcourue par l'écrou pour chaque tour de vis. Lorsqu'il est combiné avec une servocommande, un encodeur, des guides linéaires appropriés et une précharge appropriée, le système peut obtenir un positionnement stable et reproductible.

Les systèmes entraînés par courroie peuvent également fournir un positionnement fiable, en particulier pour les opérations générales de prélèvement et de placement et de transfert de matériaux. Cependant, leurs performances sont affectées par l'élasticité de la courroie de distribution. La courroie peut s'étirer légèrement sous charge, lors d'une accélération ou après un fonctionnement à long terme. Les changements de température, la tension de la courroie, la qualité des poulies et l'alignement de l'installation peuvent également influencer la cohérence du positionnement.

Précision de positionnement

La précision du positionnement décrit la distance à laquelle le chariot atteint la position commandée. Les modules de vis à billes fonctionnent normalement mieux car la précision du pas de vis est définie mécaniquement et le système d'entraînement a une plus grande rigidité axiale.

Un module entraîné par courroie peut atteindre un emplacement commandé de manière constante dans des conditions stables, mais sa position absolue peut varier lorsque la charge, l'accélération, la tension de la courroie ou la direction de déplacement changent.

Répétabilité

La répétabilité décrit la capacité du module linéaire à revenir à la même position à plusieurs reprises. Un module de bande correctement sélectionné peut offrir une bonne répétabilité pour les opérations d’emballage, de chargement, de tri et de transfert.

Pour des applications telles que la distribution de précision, l'assemblage électronique, l'inspection optique, la focalisation laser ou l'alignement de composants, un module à vis à billes préchargé est généralement le choix le plus sûr.

Jeu et déformation élastique

Le jeu des vis à billes peut être réduit grâce à une précharge, des structures à double écrou, une fabrication précise et un support de roulement approprié. Les systèmes entraînés par courroie n'ont pas de jeu vis-écrou, mais ils subissent une déformation élastique et une variation de position liée à la tension.

Par conséquent, un entraînement par courroie ne doit pas automatiquement être considéré comme sans jeu. La question la plus utile est de savoir si le système complet peut maintenir les performances de positionnement requises dans des conditions réelles de charge utile et d’accélération.

Comparaison de vitesse

Lorsqu'une vitesse de déplacement élevée est la principale exigence, un module linéaire entraîné par courroie présente généralement un avantage. La structure de la courroie et de la poulie permet un mouvement rapide du chariot sans faire tourner un arbre à vis long et lourd.

Une vis à billes tourne sur toute sa longueur. À mesure que la vis devient plus longue ou tourne plus rapidement, les vibrations, la déflexion, la génération de chaleur et les limitations de vitesse critique deviennent de plus en plus importantes. Ces facteurs peuvent limiter la vitesse pratique des systèmes de vis à billes à course longue.

Les modules entraînés par courroie sont donc couramment sélectionnés pour les opérations de transport à grande vitesse, d'emballage, de tri, de palettisation, de chargement et de prélèvement et de placement sur de longues distances.

Accélération et temps de cycle

Les modules entraînés par courroie supportent souvent une accélération rapide car la transmission a une inertie de rotation inférieure à celle d'une longue vis à billes. Cela permet de réduire le temps de cycle dans les applications impliquant des mouvements point à point répétés.

Un module à vis à billes peut toujours fournir un mouvement rapide, notamment sur des courses courtes et moyennes. Cependant, la sélection d'un diamètre de vis ou d'un pas trop grand peut augmenter l'inertie de rotation et les exigences du moteur.

Une vitesse élevée ne signifie pas toujours une productivité plus élevée

La vitesse nominale maximale d'un module linéaire ne doit pas être le seul critère de sélection. La productivité dépend de l'accélération, de la décélération, du temps de stabilisation, de la stabilité du positionnement, de la charge utile, de la course et du cycle de service.

Un module de courroie peut se déplacer plus rapidement, mais un temps de stabilisation supplémentaire peut être nécessaire si le système vibre après l'arrêt. Un module de vis à billes peut avoir une vitesse maximale inférieure mais atteindre la position cible avec moins d'oscillations dans un processus de précision.

Comparaison de la longueur de course

La longueur de course est une autre différence majeure entre les vis à billes et les entraînements par courroie.modules linéaires. Les systèmes à vis à billes sont généralement plus pratiques pour les courses courtes et moyennes, tandis que les systèmes à entraînement par courroie sont mieux adaptés aux courses longues.

À mesure qu'une vis à billes s'allonge, l'arbre de la vis devient plus sensible à la flexion, aux vibrations, à la dilatation thermique et à la vitesse critique. Un diamètre de vis plus grand ou une structure de support supplémentaire peuvent être nécessaires, ce qui augmente le coût, le poids et l'inertie de l'entraînement.

Une courroie de distribution peut transmettre un mouvement sur une longueur de module beaucoup plus longue sans les mêmes limitations d'arbre rotatif. Cela rend les modules linéaires entraînés par courroie adaptés aux longues lignes de production, aux grands systèmes de portiques, à l'automatisation des entrepôts, au transfert de palettes et à la manutention multiposte.

Pour les courses extrêmement longues, des systèmes à crémaillère et pignon ou à moteur linéaire peuvent également être envisagés, en particulier lorsqu'une capacité de charge élevée, un fonctionnement continu ou des performances dynamiques très élevées sont requis.

Comparaison de la capacité de charge et de la poussée

La capacité de charge d'un module linéaire ne dépend pas seulement de sa méthode d'entraînement. La taille du guide linéaire, la longueur du chariot, la rigidité du profil, la disposition des roulements, l'orientation de montage, la vitesse, l'accélération et la position de la charge influencent tous la charge réelle admissible.

Cependant, lorsque l'on compare des systèmes de taille similaire, un module à vis à billes offre normalement une poussée axiale plus forte et une plus grande rigidité d'entraînement. Il est donc couramment utilisé pour le pressage, l’avance d’usinage, le levage vertical, l’insertion contrôlée, le serrage et d’autres opérations nécessitant beaucoup de force.

Les modules entraînés par courroie sont généralement mieux adaptés au transfert de charges utiles légères et moyennes. Des charges utiles lourdes peuvent toujours être déplacées avec un système de courroie, mais une courroie plus large ou plus solide, des poulies plus grandes, un moteur plus puissant et une accélération plus faible peuvent être nécessaires.

La charge utile n'est pas la même que la poussée

La charge utile décrit la masse transportée par le chariot. La poussée décrit la force linéaire requise pour accélérer, soulever, pousser, tirer ou résister à une force de processus externe.

Un module horizontal entraîné par courroie peut transporter une charge utile relativement lourde à une accélération modérée, mais il peut ne pas convenir à une opération nécessitant une forte force de poussée continue. Un module à vis à billes est généralement préférable pour les applications où la force axiale est une exigence principale.

Capacité de charge de moment

Les moments de tangage, de lacet et de roulis sont principalement supportés par le système de guidage linéaire plutôt que par la vis à billes ou la courroie de distribution. Les ingénieurs doivent évaluer le centre de gravité, la distance en porte-à-faux, l'espacement des chariots, la taille du rail de guidage et la direction de montage.

Un module doté d'un système d'entraînement approprié peut encore tomber en panne prématurément si la charge utile crée des moments de charge excessifs sur le chariot.

Rigidité et stabilité du mouvement

Les modules de vis à billes offrent normalement une rigidité axiale plus élevée car la charge est transmise à travers la vis, l'écrou à bille, les roulements de support et les connexions mécaniques rigides. Cela aide le chariot à résister au déplacement sous des forces de processus changeantes.

Une courroie de distribution a une élasticité inhérente. Lorsque le système accélère, décélère, inverse la direction ou subit une force externe, la courroie peut s'étirer légèrement. Cela peut créer des vibrations, un dépassement ou un temps de stabilisation supplémentaire.

Pour les processus de découpe, de perçage, de distribution de précision, de pressage, de numérisation ou d'inspection, la rigidité plus élevée d'un module à vis à billes peut améliorer la stabilité du mouvement et la cohérence du processus.

Pour des opérations de transfert simples dans lesquelles le chariot se déplace vers une position, libère ou récupère un produit, puis se déplace à nouveau, l'élasticité d'un système de courroie peut ne pas créer de problème pratique.

Comparaison des installations verticales

Les modules linéaires à vis à billes et à courroie peuvent être installés verticalement, mais les exigences de conception sont différentes.

Un système de vis à billes est généralement choisi pour les axes verticaux car il offre une poussée élevée, une bonne rigidité et un positionnement contrôlé. Cependant, la plupart des vis à billes standards ne sont pas entièrement autobloquantes. Un moteur de frein, un contrepoids, un dispositif de sécurité ou un mécanisme de verrouillage mécanique peuvent toujours être nécessaires pour empêcher la charge de tomber en cas de perte de puissance.

Un axe vertical entraîné par courroie peut fournir une vitesse élevée et un long débattement, mais la résistance de la courroie, l'engagement des dents, la tension, la capacité de freinage du moteur et les exigences de maintien d'urgence doivent être soigneusement évaluées. Une défaillance de la courroie sur un axe vertical peut entraîner la chute du chariot si aucun mécanisme de sécurité indépendant n'est installé.

Pour les applications verticales critiques pour la sécurité, la méthode d'entraînement doit être sélectionnée en association avec une stratégie complète de prévention des chutes.

Comparaison du bruit et des vibrations

Les modules linéaires entraînés par courroie sont souvent plus silencieux que les systèmes à vis à billes lors de déplacements à grande vitesse. Les courroies de distribution produisent un mouvement fluide lorsque l'alignement des poulies et la tension de la courroie sont corrects.

Les modules de vis à billes peuvent générer du bruit provenant de la recirculation des billes, des roulements de support, des accouplements et de la rotation des vis. Le bruit peut augmenter à des vitesses de rotation élevées, en cas de lubrification insuffisante, d'un mauvais alignement, de roulements usés ou de surfaces de vis endommagées.

Cependant, une courroie mal tendue peut également créer des vibrations, des résonances, des bruits d’engagement des dents ou une usure des poulies. Les performances sonores dépendent de la qualité du produit, de l’installation, de la vitesse de fonctionnement, de la maintenance et de la résonance structurelle.

Exigences de maintenance

Entretien du module à vis à billes

Les modules linéaires à vis à billes nécessitent une lubrification régulière de la vis à billes et du système de guidage linéaire. Il convient d'empêcher toute contamination de pénétrer dans le chemin de roulement de vis, l'écrou, les roulements et les blocs de guidage.

• Vérifier l'état de lubrification à intervalles réguliers
• Inspectez la vis pour déceler de la saleté, de la corrosion ou des dommages.
• Vérifier les roulements de support et l'état de l'accouplement
• Vérifier les boulons de montage et les connexions du moteur
• Surveiller le jeu, le bruit, la température et la précision du positionnement

Entretien du module entraîné par courroie

Les modules entraînés par courroie ne nécessitent pas de lubrification sur la courroie de distribution elle-même, mais les guides linéaires peuvent néanmoins nécessiter de la graisse. L’état et la tension de la courroie doivent être inspectés régulièrement.

• Inspectez la courroie pour déceler des fissures, de l'usure, des dents manquantes ou des dommages aux bords.
• Vérifier la tension de la courroie
• Inspecter les poulies motrices et menées
• Vérifier l'alignement de la poulie et l'état des roulements
• Surveiller la dérive de positionnement, les bruits anormaux et les vibrations

Aucune des deux conceptions ne nécessite d’entretien. Le programme de maintenance correct dépend de la distance parcourue, de la vitesse de fonctionnement, de la charge, de la contamination, de la température, du cycle de service et des recommandations du fabricant.

Comparaison de la durée de vie

La durée de vie d'un module de vis à billes est affectée par la charge dynamique, la force axiale, la vitesse, la lubrification, la contamination, l'alignement, la précharge et le fonctionnement. Une vis à billes correctement dimensionnée et entretenue peut offrir une durée de vie longue et prévisible.

La durée de vie d'un module entraîné par courroie dépend fortement du matériau de la courroie, de sa tension, du diamètre de la poulie, de l'engagement des dents, de l'accélération, de la charge, de la température et de l'environnement de fonctionnement. Les courroies de distribution sont des composants d'usure et peuvent nécessiter un remplacement périodique.

Un module moins coûteux n’a pas toujours un coût de vie inférieur. Les ingénieurs doivent inclure les pièces de rechange, les temps d'arrêt de production, la main d'œuvre de maintenance, la lubrification, la fréquence d'inspection et la durée de vie prévue lorsqu'ils comparent les systèmes.

Comparaison des coûts

Les modules linéaires entraînés par courroie ont généralement un coût initial inférieur car leur structure de transmission est plus simple et ne nécessite pas d'assemblage de vis à billes et d'écrou à billes de précision. L'avantage en termes de coût peut devenir plus important pour les systèmes à course longue.

Les modules de vis à billes ont généralement un prix d'achat plus élevé, en particulier lorsque l'application nécessite une vis de précision, une précharge, des roulements de support de haute qualité, des capots de protection ou un assemblage de haute précision.

Toutefois, le prix d’achat ne représente qu’une partie du coût total. Un module de courroie moins coûteux peut devenir coûteux si une rigidité ou une précision insuffisante entraîne des défauts du produit, une stabilisation lente, un étalonnage répété ou un remplacement fréquent de la courroie.

De même, l'utilisation d'un module de vis à billes de haute précision pour une tâche de transport simple peut augmenter le coût de l'équipement sans créer de bénéfices de production mesurables.

Le coût total de possession devrait inclure

• Prix ​​d'achat initial du module
• Exigences relatives au moteur et au variateur
• Temps d'installation et de mise en service
• Travaux de lubrification et d'entretien
• Coûts de remplacement de la courroie, de la vis, du roulement ou de l'accouplement
• Temps d'arrêt de production
• Consommation d'énergie
• Qualité du produit et risque de rejet
• Durée de vie prévue

Adéquation environnementale

Poussière et contamination

Les vis à billes sont sensibles aux particules abrasives et à la contamination car la saleté peut pénétrer dans le chemin de circulation des billes et endommager le chemin de roulement. Des couvercles de protection, des joints, des soufflets ou des structures de modules entièrement fermées peuvent être nécessaires.

Les courroies de distribution peuvent également être endommagées par la poussière, les copeaux, l'huile et l'exposition à des produits chimiques. Les particules coincées entre la courroie et la poulie peuvent endommager les dents ou réduire la qualité de l'engagement.

Applications en salle blanche

Les deux types de variateurs peuvent être conçus pour une utilisation en salle blanche, mais le module doit être spécifiquement configuré avec une lubrification, des matériaux d'étanchéité, des composants à faible teneur en particules et un contrôle de la contamination appropriés.

Un module industriel standard ne doit pas automatiquement être considéré comme adapté aux environnements de production de semi-conducteurs, pharmaceutiques, médicaux ou autres.

Exposition aux températures élevées et aux produits chimiques

Une température élevée peut affecter la viscosité du lubrifiant, l'expansion des vis, la tension de la courroie, la résistance du matériau de la courroie, les joints, les roulements et la précision du positionnement. La compatibilité chimique doit également être vérifiée lorsque le module est exposé à des produits de nettoyage, des solvants, de l'huile ou des substances corrosives.

Différences du système de contrôle

Les modules linéaires entraînés par vis à billes et par courroie peuvent être contrôlés par des servomoteurs ou des moteurs pas à pas. L'architecture de commande peut comprendre un codeur de moteur, un codeur linéaire externe, des capteurs de limite, des capteurs domestiques etcontrôleur de mouvement.

Les modules à vis à billes sont souvent plus faciles à régler pour un positionnement précis en raison de leur rigidité mécanique plus élevée. Les systèmes entraînés par courroie peuvent nécessiter un ajustement minutieux de l’accélération, de la décélération, du gain du servo, de l’à-coup et du temps de stabilisation pour éviter les oscillations.

Pour les applications entraînées par courroie de haute précision, un codeur linéaire externe peut mesurer la position réelle du chariot au lieu de se fier uniquement à la rotation du moteur. Cela peut améliorer les performances de positionnement en boucle fermée, même si cela augmente également les coûts et la complexité du contrôle.

Différences d'application

Applications mieux adaptées aux modules linéaires à vis à billes

• Distribution de précision et application d'adhésif
• Assemblage de composants électroniques
• Équipement de traitement des semi-conducteurs
• Systèmes d'inspection et de mesure par vision
• Découpe, gravure et mise au point laser
• Alimentation des machines CNC
• Perçage et taraudage de précision
• Automatisation de laboratoire et médicale
• Processus d'insertion et d'ajustement contrôlés
• Levage vertical nécessitant une grande rigidité

Applications mieux adaptées aux modules linéaires entraînés par courroie

• Systèmes de prélèvement et de placement à grande vitesse
• Machines d'emballage
• Matériel de tri et de distribution
• systèmes de transfert de matériaux
• Automatisation des entrepôts et de la logistique
• Course longuerobots à portique
• Systèmes de manutention de palettes
• Matériel de chargement et de déchargement
• Machines d'étiquetage et d'impression
• Transfert de ligne de production multi-postes

Comment choisir entre des modules linéaires à vis à billes et à courroie

Choisissez un module linéaire à vis à billes lorsque :

• Une grande précision de positionnement est requise
• La répétabilité affecte directement la qualité du produit
• Le système doit résister aux forces externes du processus
• Une poussée axiale élevée est requise
• L'application implique un mouvement de précision à faible vitesse
• Le module est utilisé pour le levage vertical contrôlé
• La longueur de la course est courte ou modérée
• Le temps de stabilisation doit être minimisé
• La rigidité mécanique est plus importante que la vitesse maximale

Choisissez un module linéaire entraîné par courroie lorsque :

• Une vitesse de déplacement élevée est la principale exigence
• Le système nécessite une longue course
• Un temps de cycle point à point court est important
• La charge utile est légère ou modérée
• Les exigences en matière de précision de positionnement ne sont pas extrêmement strictes
• L'application effectue principalement du transport ou du transfert
• Un coût initial inférieur est important
• La machine nécessite un système de déplacement léger
• Le module sera intégré dans un système à portique long ou cartésien

Paramètres importants à confirmer avant la sélection

Avant d'acheter l'un ou l'autre type de module linéaire, préparez une spécification d'application complète. La sélection uniquement en fonction de la taille du modèle ou de la charge utile maximale peut entraîner de mauvaises performances ou une panne prématurée.

1. Course efficace :Confirmez la course de travail requise et réservez de l'espace pour l'accélération, la décélération et les limites de sécurité.
2. Charge utile:Incluez l'outillage, la pièce à usiner, les câbles, les capteurs, les supports et les accessoires mobiles.
3. Orientation de montage :Spécifiez une installation horizontale, verticale, murale, inversée ou inclinée.
4. Vitesse requise :Définissez la vitesse de fonctionnement normale plutôt que seulement la vitesse maximale.
5. Accélération:Une accélération élevée peut créer des forces plus importantes qu’un déplacement à vitesse constante.
6. Précision du positionnement :Faites la distinction entre la précision absolue, la répétabilité et la résolution.
7. Force externe :Incluez la résistance au pressage, à la coupe, à l’insertion, au frottement et au processus.
8. Cycle de service :Confirmez les heures de fonctionnement, les cycles par minute, la distance parcourue et les périodes de repos.
9. Charge de moment :Calculez le décalage du centre de gravité et la distance en porte-à-faux.
10. Environnement:Identifiez les exigences en matière de poussière, d’huile, d’humidité, de salle blanche, de température, de produits chimiques et de lavage.
11. Durée de vie :Définir la durée de vie prévue et les intervalles de maintenance acceptables.
12. Exigences de sécurité :Inclut les freins, les interrupteurs de fin de course, les couvercles, les arrêts d'urgence et la protection contre les chutes verticales.

Erreurs de sélection courantes

Sélection uniquement par vitesse maximale

Un module avec une vitesse maximale élevée peut ne pas fournir le meilleur temps de cycle s'il nécessite une accélération lente, un temps de stabilisation long ou une maintenance fréquente.

Ignorer le décalage de charge

Une charge utile montée loin du chariot crée des moments de charge importants. La charge utile totale peut paraître acceptable alors que le système de guidage est surchargé.

En supposant que les entraînements par courroie ne présentent aucune erreur de positionnement

Les courroies de distribution réduisent le glissement mécanique grâce à l'engagement des dents, mais l'élasticité, la tension, l'usure et la déformation structurelle de la courroie affectent toujours sa position.

En supposant que les vis à billes sont autobloquantes

La plupart des vis à billes peuvent reculer sous l’effet d’une force externe. Les axes verticaux peuvent nécessiter un frein, un contrepoids ou un dispositif de sécurité mécanique.

Comparer uniquement le prix d'achat

Le module le moins cher peut entraîner des coûts de durée de vie plus élevés en raison des temps d'arrêt, des défauts du produit, de la maintenance ou du remplacement anticipé.

Utiliser des exigences de précision excessives

Spécifier une précision au-delà des exigences réelles du processus augmente les coûts des modules, des moteurs, des commandes et de l'installation. Les exigences de précision doivent être basées sur le produit final et la tolérance du processus.

Exemples de sélection de modules linéaires à vis à billes ou à entraînement par courroie

Système de distribution de précision

Un système de distribution doit appliquer l’adhésif le long d’un chemin contrôlé avec une largeur de cordon constante. La stabilité du positionnement, un mouvement fluide à faible vitesse et une erreur de trajectoire minimale sont essentiels. Un module linéaire à vis à billes est généralement la meilleure option.

Transfert d'emballages à grande vitesse

Une machine d'emballage doit déplacer rapidement des produits légers entre les stations sur une longue course. La vitesse et l’accélération élevées sont plus importantes que la précision au micron. Un module linéaire entraîné par courroie est généralement plus économique et productif.

Levage vertical de composants

Un axe vertical soulève un luminaire et le maintient avec précision pendant l'assemblage. Une poussée élevée, une rigidité et une sécurité de freinage sont importantes. Un module de vis à billes avec un moteur de frein et un système antichute approprié est généralement sélectionné.

Robot à portique à longue course

Un robot portique doit déplacer des produits sur plusieurs mètres d’une ligne de production. Un module entraîné par courroie peut fournir une longue course et une vitesse élevée sans les limitations de vitesse critiques d'une longue vis à billes rotative.

Axe d'alimentation de machine-outil

Un axe d'avance doit résister à la force de coupe et maintenir un positionnement stable. Un système de vis à billes est généralement préféré en raison de sa rigidité, de sa capacité de poussée et de sa précision.

Foire aux questions

Qu'est-ce qui est le plus précis, une vis à billes ou un module linéaire entraîné par courroie ?

Un module linéaire à vis à billes est généralement plus précis car il offre une rigidité axiale plus élevée, un pas de vis contrôlé et l'option de précharge. Les modules entraînés par courroie peuvent offrir une bonne répétabilité pour les applications de transfert, mais sont davantage affectés par l'élasticité et la tension.

Quel module linéaire est le plus rapide ?

Un module linéaire entraîné par courroie est normalement plus rapide, en particulier pour les applications à longue course. Il évite les limitations critiques de vitesse et de vibration associées aux vis à billes à rotation longue.

Quel type est le meilleur pour les charges lourdes ?

Un module à vis à billes est généralement préférable lorsque des charges lourdes sont combinées à une poussée élevée, un mouvement vertical ou de fortes forces de processus externes. La sélection finale doit également prendre en compte la taille du guide, le moment de charge, la vitesse et l'orientation de montage.

Un module entraîné par courroie peut-il obtenir un positionnement précis ?

Oui. Un module entraîné par courroie correctement conçu peut fournir un positionnement fiable pour de nombreuses applications industrielles. Les performances peuvent être améliorées grâce à une tension correcte, un asservissement, une rigidité structurelle et un encodeur linéaire externe si nécessaire.

Un module à vis à billes est-il adapté aux courses longues ?

Les modules de vis à billes peuvent être conçus pour de longues courses, mais le diamètre de la vis, la méthode de support, la vitesse critique, les vibrations, la dilatation thermique et l'inertie du moteur doivent être évalués. Les systèmes à courroie, à crémaillère et pignon ou à moteur linéaire peuvent être plus pratiques pour les très longs déplacements.

Quel système nécessite moins de maintenance ?

La réponse dépend de l'application. Les modules à vis à billes nécessitent une lubrification et un contrôle de la contamination. Les modules de courroie nécessitent une inspection de la tension et de l'usure. Les deux systèmes nécessitent un entretien régulier de leurs guides linéaires, roulements, fixations, capteurs et composants d'entraînement.

Quelle option est la moins coûteuse ?

Les modules entraînés par courroie ont généralement un coût initial inférieur, en particulier pour les longues courses. Les modules de vis à billes peuvent offrir une meilleure valeur lorsque la précision, la rigidité, la poussée et la stabilité du processus affectent directement la qualité de la production.

Conclusion

Il n’y a pas un seul gagnant dans levis à billes vs module linéaire entraîné par courroiecomparaison. Chaque méthode d'entraînement est conçue pour une combinaison différente d'exigences de mouvement.

Choisissez un module linéaire à vis à billes lorsque la précision du positionnement, la répétabilité, la rigidité axiale, la poussée, la stabilité à basse vitesse et le mouvement contrôlé sont les principales priorités. Choisissez un module linéaire entraîné par courroie lorsque la vitesse, l'accélération, la course longue, la construction légère et un coût initial réduit sont plus importants.

La meilleure sélection doit être basée sur l'état de fonctionnement complet plutôt que sur une spécification isolée. La charge utile, la course, la vitesse, l'accélération, la précision, le sens de montage, la force du processus, les conditions environnementales, la durée de vie, la sécurité et le coût total doivent tous être évalués ensemble.

En définissant clairement ces exigences avant de sélectionner le module, les ingénieurs peuvent éviter le surdimensionnement, une précision insuffisante, l'usure prématurée des composants, un mouvement instable et des coûts d'équipement inutiles tout en créant un système d'automatisation plus fiable et plus efficace.