Pourquoi les machines CNC 5 axes haut de gamme choisissent-elles des moteurs DD au lieu de servomoteurs ?

Les moteurs DD sont largement utilisés dans les équipements haut de gamme tels que les machines CNC 5 axes en raison de leur haute précision, de leur réponse dynamique rapide, de leurs faibles besoins d'entretien et de leur longue durée de vie.

Qu'est-ce qu'un moteur DD ?

DD signifie « entraînement direct » , une catégorie qui inclut les moteurs couple et les moteurs linéaires. Associé à un moteur, on parle alors de moteur à entraînement direct (DD), également appelé moteur à entraînement direct. Grâce à son couple élevé, certains fabricants l'appellent aussi servomoteur couple. Contrairement aux moteurs traditionnels, le couple élevé d'un moteur DD permet une connexion directe au système de mouvement, éliminant ainsi le besoin de composants de transmission tels que réducteurs, boîtes de vitesses et poulies. C'est pourquoi on l'appelle moteur à entraînement direct.

Pourquoi utiliser un moteur DD ?

Les moteurs à entraînement direct sont généralement équipés d'encodeurs haute résolution, ce qui leur permet d'atteindre une précision supérieure aux systèmes servo conventionnels. De plus, leur structure à liaison directe réduit les erreurs de positionnement dues à la transmission mécanique, garantissant ainsi la précision d'usinage. Pour certaines méthodes de commande par came, elle réduit non seulement les erreurs dimensionnelles causées par le frottement mécanique, mais aussi considérablement le bruit lors de l'installation et du fonctionnement.

Quelle est la différence entre un moteur DD et un servomoteur ?

Un moteur à entraînement direct (DD), également appelé moteur couple, se caractérise par un couple de sortie élevé et une structure intégrée permettant le montage direct de la charge sur sa surface. L'absence de perte de précision entre le moteur et la plateforme de travail améliore la précision globale du système. Sans réducteur ni transmission mécanique, il n'y a aucune perte d'énergie liée à ces composants. La structure à entraînement direct facilite également le changement de position d'indexage par programmation, tout en réduisant le bruit de fonctionnement. Grâce à des codeurs haute résolution, les moteurs DD peuvent atteindre une précision de l'ordre de la seconde d'arc et sont donc désignés comme moteurs à entraînement direct dans l'industrie.

Un servomoteur conventionnel, également appelé moteur d'actionneur, est utilisé dans les systèmes de commande automatique pour convertir des signaux électriques en déplacement angulaire ou en vitesse angulaire. Il existe des servomoteurs à courant alternatif (CA) et à courant continu (CC). Son principe de fonctionnement est le suivant : lorsque la tension du signal est nulle, le moteur ne tourne pas, et sa vitesse diminue uniformément à mesure que le couple augmente. Les servomoteurs peuvent fonctionner en modes de contrôle de couple, de position et de vitesse, et sont généralement utilisés dans des systèmes de contrôle en boucle fermée de haute précision. Ils présentent généralement une faible inertie et sont adaptés aux applications de positionnement.

Pourquoi les moteurs DD sont-ils plus adaptés aux machines CNC 5 axes haut de gamme ?

Les moteurs à entraînement direct (DD) utilisent une structure à entraînement direct sans réducteur, éliminant ainsi tout jeu. Ce point est crucial, car les erreurs de jeu constituent l'un des principaux défis des tables rotatives 5 axes. Leur extrême précision et répétabilité, associées à des codeurs haut de gamme tels que les règles optiques, permettent d'atteindre une précision inférieure à la seconde d'arc, particulièrement avantageuse pour l'usinage de composants aérospatiaux et de pièces complexes comme les turbines. De plus, l'absence de chaîne de transmission mécanique confère aux moteurs DD une réponse dynamique extrêmement rapide, les rendant idéaux pour l'usinage simultané 5 axes à grande vitesse. Bien que leur coût initial soit supérieur à celui des systèmes servomoteur/réducteur, les moteurs DD nécessitent très peu d'entretien et offrent une durée de vie bien plus longue, garantissant ainsi un meilleur rapport coût-efficacité sur le long terme.

Des fabricants de premier plan tels que DMG Mori et Mazak ont largement adopté les moteurs à entraînement direct DD dans leurs machines 5 axes haut de gamme, démontrant ainsi que les moteurs DD constituent la solution optimale pour l'usinage CNC 5 axes haut de gamme.