Moteur DD ou réducteur harmonique : 10 facteurs clés pour choisir le bon entraînement rotatif

Introduction

Choisir un entraînement rotatif pour une articulation de robot, une table rotative CNC, un système de manutention de semi-conducteurs ou une machine d'automatisation de précision ne se résume pas à sélectionner le moteur avec le couple le plus élevé ou le réducteur avec le jeu le plus faible.

Deux approches fondamentalement différentes sont généralement envisagées : un moteur à entraînement direct (DD) qui se connecte directement à la charge, et un réducteur harmonique combiné à un servomoteur.

Un moteur à entraînement direct (DD) élimine l'étage de réduction mécanique et génère le couple directement sur l'arbre de sortie. Un réducteur harmonique, également appelé réducteur à ondes de contrainte, utilise un générateur d'ondes, une cannelure flexible et une cannelure circulaire pour obtenir un rapport de réduction élevé dans un format compact.

Ces deux technologies permettent d'obtenir une grande précision de positionnement, un faible jeu et un excellent contrôle du mouvement, mais elles y parviennent de manières très différentes.

Pour les ingénieurs qui choisissent un entraînement rotatif, la question la plus utile n'est donc pas simplement « Quel est le meilleur choix : un moteur à entraînement direct ou un réducteur harmonique ? »

La question la plus pertinente est :

Quelle technologie correspond aux exigences de l'application en termes de couple, vitesse, précision, inertie, espace d'installation, cycle de service, rigidité et contrôle ?

Cet article compare le moteur à entraînement direct et le réducteur harmonique selon 10 facteurs clés et explique en quoi chaque technologie présente un avantage pratique.

1. Moteur DD vs réducteur harmonique : comment fonctionnent les deux systèmes d’entraînement rotatifs ?

Comment fonctionne un moteur DD ?

Un moteur DD, ou moteur à entraînement direct, relie directement le rotor du moteur à la charge entraînée sans boîte de vitesses intermédiaire, courroie, poulie ou autre mécanisme de transmission mécanique.

La plupart des moteurs rotatifs à entraînement direct utilisés dans les équipements industriels sont basés sur des structures de moteurs à aimants permanents à grand nombre de pôles. Un diamètre de rotor relativement important permet au moteur de générer un couple substantiel à de faibles vitesses de rotation.

Comme il n'y a pas d'étage de réduction mécanique, l'arbre de sortie du moteur est également l'arbre de sortie du système de mouvement.

Cela crée une chaîne de transmission mécanique très courte.

Il n'y a ni engrenage, ni flexible cannelure, ni rapport de réduction mécanique entre le moteur et la charge.

Les principaux composants comprennent généralement le stator, le rotor, les aimants permanents, les enroulements, les roulements et un codeur haute résolution.

L'encodeur revêt une importance particulière car la position du moteur est directement liée à la position de la charge.

Comment fonctionne un réducteur d'harmoniques ?

Un réducteur d'harmoniques adopte une approche différente.

Une transmission harmonique typique se compose de trois éléments principaux : le générateur d’ondes, la spline flexible et la spline circulaire.

Le servomoteur fait tourner le générateur d'ondes à grande vitesse. La déformation contrôlée de la cannelure flexible crée un mouvement relatif entre celle-ci et la cannelure circulaire, produisant un rapport de réduction important.

Les taux de réduction courants sont généralement beaucoup plus élevés que ceux utilisés dans les systèmes planétaires à faible taux de réduction.

Cela permet à un servomoteur relativement petit et à grande vitesse de générer un couple de sortie beaucoup plus élevé à une vitesse inférieure.

Le réducteur harmonique offre donc un avantage mécanique important :

Couple de sortie élevé et rapport de réduction élevé dans un format compact.

C’est l’une des principales raisons pour lesquelles les réducteurs harmoniques sont largement utilisés dans les articulations de robots, les axes rotatifs de précision et les équipements d’automatisation compacts.

2. Moteur à entraînement direct vs réducteur harmonique : rapport de réduction et couple de sortie

L'une des principales différences entre les deux technologies réside dans la manière dont elles génèrent le couple de sortie.

Un moteur à entraînement direct n'utilise pas de rapport de réduction pour multiplier le couple moteur.

Le moteur lui-même doit générer le couple de sortie requis.

C’est pourquoi, augmenter le couple requis implique souvent d’augmenter le diamètre du moteur, le volume magnétique actif, la capacité d’enroulement ou la capacité de refroidissement.

Un réducteur harmonique génère une amplification du couple grâce à son rapport de réduction.

Par exemple, un servomoteur fonctionnant à grande vitesse peut être combiné avec un réducteur harmonique avec un rapport de réduction de 50:1 ou 100:1.

La relation théorique peut être simplifiée comme suit :

Couple de sortie ≈ Couple moteur × Rapport de réduction × Rendement de la transmission

Le couple de sortie réel doit également tenir compte du rendement du réducteur, des conditions thermiques, des exigences d'accélération et du cycle de service.

Cela confère aux réducteurs harmoniques un avantage significatif lorsque l'application requiert un couple élevé provenant d'un moteur relativement compact.

Un moteur à entraînement direct devient plus intéressant lorsque la vitesse de sortie requise est relativement faible et que l'application bénéficie d'une génération de couple directe.

Considérations techniques

Si l'application requiert :

• couple très élevé

• espace radial limité

• rapport de réduction élevé

• dimensions compactes du moteur

Un réducteur d'harmoniques est souvent plus facile à intégrer.

Si l'application requiert :

• rotation continue à basse vitesse

• commande directe du couple

• réponse dynamique élevée

• jeu mécanique nul dans la transmission

• Un moteur à entraînement direct serait peut-être plus approprié.

3. Jeu et précision de positionnement

Le jeu est l'une des différences les plus fréquemment discutées entre un moteur à entraînement direct et un réducteur harmonique.

Un moteur DD ne possède aucune transmission mécanique par engrenages entre le moteur et la charge.

Par conséquent, il n'y a pas de jeu dans les engrenages au sens conventionnel du terme.

Ceci est particulièrement précieux dans les applications où le sens de rotation change fréquemment et où la charge doit réagir immédiatement à de petites modifications de commande.

On peut citer comme exemples les platines d'inspection de précision, les équipements pour semi-conducteurs, les systèmes d'indexation à grande vitesse et certaines articulations de robots.

Cependant, affirmer qu'un moteur à entraînement direct assure automatiquement une précision de positionnement parfaite serait trompeur.

La précision finale du positionnement d'un système DD dépend toujours de :

• précision de l'encodeur

• Réglage servo

• faux-rond du roulement

• rigidité mécanique

• déformation thermique

• précision d'installation

• perturbation de charge

Un réducteur harmonique, en revanche, est un système de transmission mécanique.

Les réducteurs harmoniques de haute qualité peuvent atteindre un jeu extrêmement faible, ce qui les rend adaptés aux applications robotiques et d'automatisation de précision.

La distinction importante est que faible jeu mécanique ne signifie pas transmission mécanique nulle.

Pour de nombreuses applications industrielles, le jeu d'un réducteur harmonique de précision est déjà suffisamment faible pour que l'erreur restante soit principalement due à d'autres éléments de la machine.

Par conséquent, les ingénieurs ne doivent pas choisir un moteur à entraînement direct uniquement parce que le cahier des charges de l'application mentionne une « haute précision ».

Les exigences réelles de positionnement et de répétabilité doivent être évaluées au niveau de la machine complète.

4. Réponse dynamique : moteur à entraînement direct vs boîte de vitesses harmonique

La réponse dynamique est un autre domaine où les moteurs DD présentent un avantage considérable.

Un moteur DD applique directement un couple électromagnétique à la charge.

Il n'y a pas de réducteur entre le moteur et la charge, ce qui évite toute déformation mécanique, erreur de transmission ou éléments rotatifs supplémentaires.

Cela peut simplifier le comportement dynamique du système.

Le résultat peut être :

• accélération rapide

• décélération rapide

• inversion en douceur

• bande passante servo élevée

• excellente réponse au couple

Cela rend les moteurs DD particulièrement intéressants pour les applications d'indexation à grande vitesse et de mouvement de précision.

Cependant, un réducteur d'harmoniques n'est pas nécessairement « lent ».

Un système d'entraînement harmonique correctement conçu peut également atteindre d'excellentes performances dynamiques, notamment lorsque le réducteur est correctement dimensionné et que le système de servocommande est correctement réglé.

La principale différence réside dans le fait que la transmission harmonique introduit une rigidité et une souplesse mécaniques dans la chaîne de mouvement.

Pour les applications nécessitant des changements de couple extrêmement rapides ou un contrôle de force très transparent, cette distinction devient de plus en plus importante.

5. Densité de couple et espace d'installation

C'est l'un des domaines où les réducteurs harmoniques sont souvent plus performants que les moteurs à entraînement direct.

Un moteur DD nécessite un rayon électromagnétique et un volume magnétique actif suffisants pour générer directement un couple.

À mesure que le couple de sortie augmente, le moteur peut devenir relativement grand en diamètre.

Cela peut convenir aux tables rotatives et autres équipements disposant d'un espace radial.

Cela devient plus complexe au niveau des articulations robotiques.

Une articulation de robot peut avoir un diamètre très limité tout en nécessitant simultanément :

• couple de sortie élevé

• rapport de réduction élevé

• poids léger

• rigidité élevée

• emballage compact

C’est précisément là qu’une boîte de vitesses harmonique devient intéressante.

Un petit servomoteur associé à un réducteur harmonique peut générer un couple de sortie important sans nécessiter un diamètre de moteur extrêmement grand.

Pour les articulations robotiques compactes, cela peut constituer un avantage décisif.

Comparaison pratique

Une table rotative grand format peut disposer d'un espace suffisant pour un moteur DD de grande taille.

Une articulation robotique à six axes peut ne pas l'être.

Par conséquent, l'architecture physique de l'équipement doit être prise en compte avant de choisir la technologie d'entraînement.

6. Rendement, génération de chaleur et cycle de service

L'efficacité est plus complexe que la simple comparaison du nombre de composants mécaniques.

Un moteur à entraînement direct élimine les pertes de transmission mécanique associées à une boîte de vitesses.

Cela peut constituer un circuit de transmission de puissance mécanique très efficace.

Cependant, les moteurs DD peuvent fonctionner à des vitesses relativement basses tout en générant un couple élevé.

En fonctionnement continu à basse vitesse et à couple élevé, le moteur peut nécessiter un courant important.

Les pertes de cuivre peuvent donc devenir un facteur thermique important à prendre en compte.

Un réducteur harmonique introduit des pertes de transmission dues à sa déformation mécanique et au frottement.

Son rendement est généralement inférieur à celui d'une liaison mécanique directe, et sa valeur réelle dépend fortement du rapport de réduction, de la vitesse, de la charge, de la lubrification, de la température et des conditions de fonctionnement.

Par conséquent, les ingénieurs doivent évaluer l'efficacité sur le cycle de fonctionnement réel, plutôt que d'utiliser un seul chiffre d'efficacité nominal.

Par exemple, un moteur à entraînement direct peut être particulièrement intéressant pour une table rotative de précision à rotation continue.

Un réducteur harmonique peut encore être le meilleur choix pour une articulation de robot fonctionnant par intermittence mais nécessitant un couple de pointe très élevé dans un espace restreint.

7. Rigidité et compliance mécanique

La rigidité du système est souvent négligée lorsqu'on compare un moteur à entraînement direct à un réducteur harmonique.

Un moteur à entraînement direct élimine la boîte de vitesses et supprime donc une source majeure de souplesse mécanique.

La charge est directement couplée au moteur.

Cela peut simplifier le système mécanique et améliorer la transparence de la transmission du couple.

Cependant, la rigidité globale d'un système DD dépend toujours du carter moteur, des roulements, de l'arbre, de la structure de montage et du châssis de la machine.

Un réducteur harmonique possède ses propres caractéristiques de rigidité en torsion.

La fibre flexible est conçue intentionnellement pour se déformer élastiquement pendant son fonctionnement.

Cela permet d'obtenir le principe de transmission harmonique, mais introduit également un certain degré de souplesse en torsion.

Pour les mouvements robotiques ordinaires, ce n'est pas forcément un inconvénient.

En effet, les caractéristiques mécaniques d'un réducteur harmonique peuvent bien fonctionner avec une commande servo et contribuer à un mouvement fluide du robot.

Mais dans les applications de contrôle de force à très large bande passante, la compliance mécanique doit être incluse dans le modèle de contrôle.

8. Exigences relatives à l'encodeur

Le choix de l'encodeur est particulièrement important lors de la comparaison des moteurs à entraînement direct et des réducteurs harmoniques.

Avec un moteur DD, l'encodeur est directement lié à la position de sortie.

Toute erreur d'encodeur se répercute donc directement sur la mesure de sortie.

Cela impose des exigences élevées à :

• résolution de l'encodeur

• précision de l'encodeur

• concentricité de l'installation

• stabilité thermique

• Réglage servo

Les codeurs absolus haute résolution sont couramment utilisés dans les applications DD de précision.

Un réducteur harmonique assure un rapport de réduction mécanique entre le moteur et la sortie.

Cela signifie que la résolution de l'encodeur côté moteur est effectivement multipliée par le rapport de réduction mécanique lorsqu'on l'observe depuis la sortie.

Toutefois, les ingénieurs ne doivent pas interpréter cela comme signifiant qu'un réducteur élimine automatiquement toutes les erreurs de positionnement.

Le réducteur introduit ses propres erreurs de transmission, déformations torsionnelles, variations liées à la température et tolérances mécaniques.

Donc:

Une résolution d'encodeur élevée n'équivaut pas automatiquement à une précision système élevée.

L'encodeur, le mécanisme de transmission, les roulements, la structure mécanique et l'algorithme de contrôle doivent être considérés conjointement.

9. Fiabilité, maintenance et durée de vie

Un moteur DD possède une structure de transmission mécanique relativement simple.

Il n'y a pas de boîte de vitesses nécessitant une lubrification des engrenages, et il n'y a ni cannelures flexibles ni dents d'engrenage subissant des cycles de transmission mécanique.

Cela peut réduire les besoins en maintenance.

Pour les équipements ou machines semi-conducteurs en salle blanche où l'accès pour la maintenance est difficile, cela peut s'avérer précieux.

Cependant, un moteur DD n'est pas totalement sans entretien.

Les roulements, les systèmes d'encodeur, les systèmes de refroidissement et les composants électriques doivent encore être pris en compte en termes de durée de vie.

Un réducteur harmonique nécessite également une lubrification appropriée et doit fonctionner dans les limites de sa charge, de sa vitesse, de sa température et de son cycle de service nominaux.

La barrette flexible est un composant essentiel qui subit des déformations élastiques répétées pendant son fonctionnement.

Par conséquent, le choix d'un réducteur doit tenir compte de sa durée de vie prévue plutôt que de supposer simplement que tous les réducteurs harmoniques ont la même durée de vie.

Pour une articulation robotique à cycle élevé fonctionnant en continu, la durée de vie en fatigue du réducteur peut devenir un facteur de sélection majeur.

Pour une platine rotative de salle blanche fonctionnant dans des conditions contrôlées, les avantages en matière de maintenance d'un moteur DD peuvent devenir plus importants.

10. Moteur DD vs réducteur harmonique : lequel est le meilleur pour votre application ?

Il n'y a pas de vainqueur universel.

Le choix approprié dépend des exigences mécaniques de l'équipement.

Moteur DD pour tables rotatives de précision

Les moteurs DD sont particulièrement adaptés à des applications telles que :

platines d'inspection de semi-conducteurs, équipements d'inspection de plaquettes, tables d'indexage de précision, systèmes d'inspection optique, machines de traitement laser et systèmes de positionnement rotatif à grande vitesse.

Ces applications peuvent tirer profit d'un entraînement direct, d'un faible jeu mécanique, d'une réponse rapide et d'une rotation fluide.

Par exemple, une platine rotative d'inspection de semi-conducteurs peut privilégier la précision du positionnement angulaire, la répétabilité, le contrôle des vibrations et l'indexation rapide.

Dans ce cas précis, les avantages d'un moteur à entraînement direct peuvent compenser son diamètre plus important et son coût initial plus élevé.

Réducteur harmonique pour articulations de robot

Les réducteurs d'harmoniques sont particulièrement intéressants pour :

Articulations de robots industriels, robots collaboratifs, articulations de robots humanoïdes, cardans de caméras, mécanismes de direction pour AGV et actionneurs rotatifs compacts.

La raison principale n'est pas simplement la précision.

Il s'agit de la combinaison de :

Rapport de réduction élevé + densité de couple élevée + dimensions compactes + faible jeu.

L'espace d'installation d'une articulation d'épaule ou de poignet de robot est limité.

L'utilisation d'un moteur DD de grande taille peut augmenter le diamètre et le poids de l'articulation.

Un réducteur harmonique permet au concepteur d'utiliser un servomoteur haute vitesse plus petit tout en générant un couple de sortie élevé.

C'est là l'un des avantages pratiques les plus importants de la transmission harmonique.

Moteur à entraînement direct ou réducteur harmonique pour robots collaboratifs

Les robots collaboratifs méritent une attention particulière car ils nécessitent à la fois de la précision et une interaction avec les humains.

Un moteur DD assure une transmission directe du couple et offre une excellente réponse au couple.

Cela peut être bénéfique pour le contrôle de la force.

Cependant, le moteur peut devenir relativement volumineux lorsqu'un couple de sortie élevé est requis.

Un réducteur harmonique permet d'obtenir une architecture de joint plus compacte.

Son faible jeu et sa densité de couple élevée le rendent largement applicable aux articulations des robots collaboratifs.

En contrepartie, la transmission mécanique introduit une souplesse et des caractéristiques de transmission dont il faut tenir compte lors de la conception d'algorithmes de contrôle de la force.

Par conséquent, pour les applications de robots collaboratifs, la question n’est pas simplement de savoir si la DD ou l’harmonique est « meilleure ».

Le concepteur doit évaluer :

Couple articulaire, vitesse articulaire, charge utile du robot, exigences en matière de force externe, diamètre articulaire, poids, capacité de rétroaction, rigidité, bande passante de contrôle et stratégie de sécurité.

Moteur à entraînement direct ou réducteur harmonique pour tables rotatives CNC

Les tables rotatives CNC offrent une autre comparaison utile.

Une table rotative CNC de précision peut nécessiter :

• haute précision de positionnement angulaire

• haute répétabilité

• interpolation lisse

• indexation rapide

• rigidité élevée

• fonctionnement continu

• vibrations faibles

Les moteurs DD peuvent être très intéressants pour les tables rotatives à entraînement direct à grande vitesse, car le moteur entraîne directement la table.

Cela élimine le jeu de la boîte de vitesses et peut simplifier l'architecture de la transmission.

Toutefois, un réducteur harmonique peut encore s'avérer utile lorsque la table rotative nécessite un couple élevé dans un format relativement compact.

Le choix approprié dépend fortement du diamètre de la table, de l'inertie de la pièce, de la vitesse requise, de la force de coupe, de l'accélération et de la précision de positionnement.

Pour l'usinage intensif, la rigidité mécanique et la capacité de charge de l'axe rotatif complet peuvent être plus importantes que la simple élimination du jeu.

Quand faut-il choisir un moteur à entraînement direct ?

Un moteur à entraînement direct mérite d'être envisagé lorsque l'application met fortement l'accent sur le contrôle direct du couple et la réponse dynamique.

Les conditions typiques comprennent :

• vitesse de sortie faible à modérée

• haute précision de positionnement

• accélération et décélération fréquentes

• changements de direction fréquents

• mouvement rotatif continu

• transmission mécanique minimale

• faibles exigences d'entretien

• diamètre d'installation suffisant

Les applications typiques comprennent les équipements pour semi-conducteurs, les systèmes d'inspection, les tables rotatives de précision, les équipements optiques, les machines d'indexage à grande vitesse et certains joints de robots.

Quand un réducteur d'harmoniques est-il le meilleur choix ?

Un réducteur harmonique est généralement plus intéressant lorsque la compacité et la densité de couple sont des contraintes de conception majeures.

Les conditions typiques comprennent :

• couple de sortie élevé

• espace d'installation limité

• rapport de réduction élevé

• faible réaction

• articulations robotiques compactes

• exigences élevées en matière de rapport charge/poids

• précision de positionnement moyenne à élevée

• vitesse du servomoteur disponible à l'entrée

Les applications typiques comprennent les robots industriels, les robots collaboratifs, les robots humanoïdes, les actionneurs rotatifs robotisés, les systèmes de caméras, les mécanismes de direction des AGV et les équipements d'automatisation compacts.

Le moteur à entraînement direct et le réducteur harmonique ne sont pas toujours concurrents.

Il est important de noter que les moteurs à entraînement direct et les réducteurs harmoniques ne sont pas nécessairement concurrents dans toutes les applications.

Ils résolvent différents problèmes mécaniques.

Un moteur à entraînement direct supprime l'étage de réduction mécanique.

Un réducteur harmonique crée une transmission mécanique compacte à rapport élevé.

Dans certains systèmes, la meilleure solution peut même impliquer des technologies différentes sur des axes différents.

Par exemple, une machine d'automatisation de précision peut utiliser des moteurs DD sur les axes de positionnement rotatifs à grande vitesse tout en utilisant des réducteurs harmoniques sur les axes rotatifs auxiliaires compacts.

Un robot peut utiliser une transmission harmonique sur les articulations à couple élevé, tandis qu'un autre mécanisme utilise une transmission directe là où la faible inertie et la transparence du couple sont plus importantes.

Par conséquent, la meilleure approche d'ingénierie consiste à sélectionner l'architecture de transmission en fonction des exigences de chaque axe.

Moteur à entraînement direct ou réducteur harmonique : guide de sélection rapide

Moteur à entraînement direct ou réducteur harmonique : le choix final

Le choix entre un moteur à entraînement direct et un réducteur harmonique ne doit pas reposer sur une seule spécification telle que le jeu, le couple ou le prix.

Un moteur à entraînement direct est intéressant lorsque la machine bénéficie d'une transmission directe du couple, d'une réponse dynamique élevée, d'un mouvement fluide et d'une transmission mécanique minimale.

Un réducteur harmonique est intéressant lorsque la machine nécessite une densité de couple élevée, des dimensions compactes, des rapports de réduction élevés et un faible jeu.

Pour les tables rotatives de précision, les équipements pour semi-conducteurs, les systèmes optiques et les mécanismes d'indexage à grande vitesse, un moteur rotatif à entraînement direct peut offrir des avantages significatifs.

Pour les articulations de robots, les robots collaboratifs, les robots humanoïdes et les actionneurs rotatifs compacts, un réducteur harmonique ou une boîte de vitesses harmonique peut souvent offrir un meilleur équilibre entre couple, taille, précision et coût.

Le principe d'ingénierie le plus important est donc simple :

Ne choisissez pas d'abord le moteur ou le réducteur. Choisissez d'abord l'architecture du mouvement.

Une fois que le couple, la vitesse, l'inertie, la précision de positionnement, le cycle de service, l'espace d'installation, la rigidité, les conditions thermiques et les exigences de maintenance requis sont définis, la technologie d'entraînement rotatif appropriée devient beaucoup plus facile à identifier.

Pour les fabricants d'équipements, cette approche permet également d'évaluer les moteurs DD, les réducteurs harmoniques, les réducteurs planétaires et les actionneurs rotatifs intégrés sur la même base d'application spécifique plutôt que de comparer les produits individuels uniquement sur la base des spécifications du catalogue.

FAQ : Moteur à entraînement direct vs réducteur harmonique

Un moteur à entraînement direct est-il plus précis qu'un réducteur harmonique ?

Pas nécessairement.

Un moteur à entraînement direct élimine le jeu mécanique des engrenages, ce qui constitue un avantage majeur pour les mouvements de précision. Cependant, la précision finale du système dépend également de la précision de l'encodeur, du faux-rond des roulements, de la rigidité mécanique, de la déformation thermique, du réglage du servomoteur et de l'installation.

Un réducteur harmonique de haute qualité peut atteindre un jeu très faible et offrir d'excellentes performances de positionnement dans un système servo correctement conçu.

Un moteur à entraînement direct est-il meilleur pour les articulations des robots ?

Pas toujours.

Les moteurs DD peuvent fournir une excellente réponse en couple et une transmission directe de la force, mais les moteurs DD à couple élevé peuvent nécessiter des diamètres relativement importants.

Pour les articulations de robots compacts, les réducteurs harmoniques offrent souvent une meilleure combinaison de densité de couple, de rapport de réduction, de taille et de faible jeu.

Pourquoi les moteurs DD sont-ils généralement plus gros ?

Un moteur à entraînement direct ne possède pas de réducteur pour multiplier le couple.

Le moteur doit générer le couple de sortie requis. Augmenter son rayon effectif et son volume magnétique actif est une façon d'accroître le couple, ce qui peut nécessiter un moteur de plus grand diamètre.

Un réducteur d'harmoniques peut-il garantir un jeu nul ?

Un réducteur harmonique de précision peut offrir un jeu extrêmement faible, mais il ne doit pas être décrit comme équivalent à un système d'entraînement direct entièrement sans engrenage.

La transmission mécanique possède toujours sa propre rigidité, sa déformation élastique, ses tolérances de fabrication et ses caractéristiques de transmission.

Quel modèle est le meilleur pour les tables rotatives CNC ?

Les deux peuvent convenir.

Les moteurs DD sont particulièrement intéressants pour les tables rotatives de précision à grande vitesse où l'entraînement direct, le mouvement fluide et l'indexation rapide sont importants.

Les réducteurs harmoniques peuvent s'avérer intéressants lorsque le couple élevé et la compacité sont des critères plus importants.

Le choix final doit prendre en compte l'inertie de la pièce, la force de coupe, le diamètre de la table, la vitesse, l'accélération, la précision du positionnement et la rigidité.

Quel est le meilleur choix pour les équipements semi-conducteurs ?

Les moteurs DD sont souvent appréciés pour les équipements de positionnement et d'inspection rotatifs de précision car ils offrent un entraînement direct, un faible jeu mécanique et une réponse rapide.

Toutefois, le choix final dépend de l'architecture spécifique de l'équipement, de la charge utile, des exigences de la salle blanche, de la vitesse, de la précision et des contraintes thermiques.

Conclusion

La comparaison entre un moteur à entraînement direct et un réducteur harmonique est en fin de compte une comparaison entre deux approches différentes du mouvement rotatif.

Le moteur DD supprime l'étage de réduction mécanique et se concentre sur la génération directe de couple, une réponse dynamique élevée et une transmission mécanique minimale.

Le réducteur harmonique utilise un mécanisme d'engrenage à ondes de contrainte à rapport élevé pour atteindre une densité de couple élevée et une intégration mécanique compacte.

Aucune de ces technologies n'est universellement supérieure.

La solution appropriée dépend des besoins réels de la machine.

Pour les tables rotatives de précision, les systèmes d'inspection de semi-conducteurs, les équipements optiques et l'indexage à grande vitesse, les moteurs DD peuvent offrir des avantages considérables.

Pour les articulations de robots, les robots collaboratifs, les robots humanoïdes, les actionneurs rotatifs compacts et autres mécanismes à espace limité, les réducteurs harmoniques peuvent offrir une combinaison plus pratique de couple, de taille, de précision et d'intégration mécanique.

Pour les ingénieurs qui conçoivent la prochaine génération d'équipements d'automatisation et de robotique, la vraie question n'est donc pas « Moteur DD ou réducteur harmonique ? »

C'est:

« Quelle architecture d'entraînement rotatif offre les performances requises compte tenu des contraintes mécaniques, thermiques, de contrôle et de coût disponibles ? »