Guide des réducteurs de haute précision pour la robotique, l'automatisation et les machines CNC 

Dans les applications de fabrication et de robotique d'aujourd'hui, les exigences en matière de précision, de répétabilité et de fluidité des mouvements sont de la plus haute importance. Ces applications nécessitent un réducteur de haute précision. C'est pourquoi les solutions d'ingénierie telles que les réducteurs de haute réducteurs planétaires de précision Les réducteurs cycloïdaux de haute précision et les servoréducteurs de haute précision sont largement acceptés et utilisés pour assurer une transmission stable du couple, un jeu minimal et un positionnement précis lors de mouvements à grande vitesse.

Les informations contenues dans ce guide couvrent le fonctionnement de ces systèmes de réducteurs, les applications auxquelles ils sont destinés et la manière de faire le bon choix d'un système d'engrenage de haute précision pour une application de contrôle du mouvement industriel.

Qu'est-ce qu'un réducteur de haute précision ?

Un réducteur de précision est un système mécanique de transmission de puissance capable de fournir des caractéristiques de mouvement extrêmement précises, avec un jeu minimal, une rigidité torsionnelle élevée et une précision de positionnement. Contrairement aux réducteurs industriels généraux à transmission de couple, les systèmes de précision sont spécifiquement conçus pour les systèmes asservis qui fonctionnent dans des environnements de mouvement précis. 

Les principales caractéristiques de performance sont les suivantes 

• Ultra low backlash (often<1 arc min for high end)

• Densité de couple élevée dans un format compact 

• Grande précision de positionnement reproductible

• Mouvement régulier sous différentes charges 

• Durée de vie prolongée en service continu

L'importance des réducteurs de haute précision dans l'ingénierie moderne

Les systèmes d'automatisation d'aujourd'hui doivent atteindre une précision de mouvement de l'ordre du micro-mètre, tout en fonctionnant à une vitesse de répétabilité très élevée. Aucun servomoteur ne peut fournir cette capacité sans l'aide d'un système de transmission de précision.

Une boîte de vitesses de haute précision assurera :

• Traduction précise du mouvement du moteur à la charge

• Les vibrations sont réduites au minimum lors des mouvements à grande vitesse

• Il fonctionne à un point stable, sous des charges variables.

• Il a une meilleure efficacité énergétique

• Il prolonge la durée de vie de la machine et réduit les besoins d'entretien.

Réducteurs planétaires de précision

Les réducteurs planétaires de précision sont un choix populaire pour l'automatisation industrielle et les systèmes de contrôle, et constituent un bon mélange d'efficacité, de taille et de performance.

Ils ont un planétaire au centre de plusieurs planétaires qui tournent autour du soleil et sont entraînés autour d'une couronne. La charge est répartie entre les planétaires.

Avantages :

• Excellent rapport couple/taille

• Rendement élevé (90-97%)

• Faible jeu acceptable pour les servos

• Système petit et modulaire

• Capacité de charge radiale élevée

Applications :

• Bras et articulations robotiques

• Entraînements d'axes CNC

• Machines d'emballage

• Convoyeurs automatisés

Les systèmes planétaires constituent un premier choix lorsque l'ingénieur a besoin d'un petit réducteur à couple élevé à utiliser avec un système à mouvement continu.

Réducteur cycloïdal de précision

Le réducteur cycloïdal est le mieux adapté aux applications exigeant un jeu nul, une densité de couple élevée et une réponse robuste aux chocs.

Avantages :

• Pas de jeu arrière (convient parfaitement aux applications de positionnement de précision)

• Résistance aux chocs, capacité presque illimitée

• Densité de couple extrêmement élevée, grâce au grand nombre de points de contact

• Longue durée de vie grâce à une usure minimale

• Grande rigidité face aux impacts soudains ou aux changements de charge

Applications :

• Systèmes robotiques à usage intensif

• Manipulateurs industriels

• Robotique de soudage

• Actionnement aérospatial

Ces systèmes ne sont pas aussi légers ou simples qu'un système planétaire, mais ils sont plus performants en cas de charges lourdes et critiques.

Servoréducteurs de précision

Les servoréducteurs de précision sont conçus pour être utilisés dans des systèmes asservis en boucle fermée qui nécessitent un contrôle précis de la position. 

Caractéristiques principales :

• Conçu pour être utilisé avec des servomoteurs

• Jeu extrêmement faible nécessaire pour les systèmes en boucle fermée

• Grande rigidité en torsion

• Des performances fluides à grande vitesse

• Haute répétabilité requise pour les systèmes de mouvement dynamiques

Applications :

• Machines CNC

• Machines de prélèvement et de placement

• Systèmes d'automatisation robotique

• Équipement de fabrication de semi-conducteurs

La plupart des servoréducteurs utilisent un entraînement harmonique ou des systèmes d'engrenages planétaires, mais ils sont conçus pour être utilisés dans des environnements de précision.

Réducteurs planétaires, cycloïdaux et servoréducteurs

Applications clés dans tous les secteurs d'activité

• Composant des bras robotiques, des humanoïdes et des robots collaboratifs permettant de contrôler avec précision l'angle des articulations.

• Garantit la position précise d'un outil de coupe lors des opérations de fraisage, de perçage et de découpe au laser.

• Soutenir les systèmes de convoyage, les tables d'indexation et les machines d'emballage. 

• Utilisé lorsqu'un taux de défaillance très faible et une très grande précision sont requis.

Comment choisir le bon réducteur de haute précision ?

Le choix du bon réducteur dépend des besoins de l'application :

1. Besoins en couple - Les systèmes de charge plus importants nécessitent des réducteurs cycloïdaux et planétaires à rapport élevé.

2. Exigences de précision - Les outils à commande numérique et les outils pour semi-conducteurs exigent des systèmes à jeu extrêmement faible.

3. Vitesse et cycle de fonctionnement - Un cycle de fonctionnement continu et à grande vitesse nécessite une dissipation thermique très efficace.

4. Limitation de l'espace - Les conceptions planétaires sont idéales pour les petits systèmes robotiques spatiaux.

5. Méthode de contrôle - La servocommande nécessite un réducteur adaptable à la servocommande.

Conclusion

Aujourd'hui, l'importance des réducteurs de haute précision est devenue extrêmement évidente dans le cadre du contrôle des mouvements des robots et des machines à commande numérique, car ils garantissent la précision et un minimum d'erreurs lorsque la vitesse de mouvement doit être élevée. Grâce aux réducteurs planétaires de précision pour une taille optimale, aux réducteurs cycloïdaux de précision pour un couple élevé et aux servoréducteurs de précision pour la précision du contrôle par rétroaction, il est possible d'améliorer les performances de la machine ainsi que la qualité de la production. Avec l'augmentation incessante de l'automatisation, les demandes de mécanismes à engrenages de haute précision, de haute fiabilité et de haute performance augmentent, faisant ainsi de la technologie des réducteurs de haute précision un élément important de l'ingénierie des systèmes.

Pour la sélection des réducteurs, le dimensionnement des couples et les solutions d'automatisation personnalisées, contacter Norck Robotics l'équipe d'ingénieurs.

FAQ

1. Quel est l'objectif principal d'un réducteur de haute précision ?

Il est utilisé pour la transmission de mouvements avec un jeu très faible et une grande précision pour la robotique, les machines à commande numérique et l'automatisation.

2. Quel est le meilleur réducteur : planétaire ou cycloïdal ?

Le réducteur planétaire est intéressant pour son efficacité compacte, tandis que le réducteur cycloïdal est intéressant pour son couple élevé et sa résistance aux chocs.

3. Où sont utilisés les réducteurs de précision ?

Ils sont couramment utilisés dans la robotique, les machines à commande numérique, l'aviation, les machines d'emballage et les lignes de production automatisées.

4. Pourquoi le jeu est-il important dans les boîtes de vitesses ?

Le jeu contribue à l'imprécision du positionnement. Des valeurs de jeu plus faibles se traduisent par une meilleure précision du système de contrôle des mouvements.