Réducteur harmonique ou actionneur rotatif harmonique : lequel est le meilleur pour les machines-outils CNC ?

Bonjour à tous, je m'appelle Theodore Li, directeur technique chez HONPINE.

De nombreux clients se posent une question fréquente lorsqu'ils sélectionnent des composants de transmission harmonique pour des machines-outils CNC : doivent-ils choisir unréducteur harmoniqueou unactionneur rotatif harmonique ?

Dans cet article, je vais expliquer les différences entre ces deux solutions et vous aider à déterminer laquelle est la mieux adaptée à votre application CNC.

Lors du choix entre unréducteur harmoniqueet unactionneur rotatif harmoniquepour des machines-outils CNC, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte, notamment la capacité de charge, la rigidité, la précision de positionnement, la compatibilité avec le moteur et le système de commande, l'espace d'installation et les exigences spécifiques de l'application.

Parmi ces facteurs, la capacité de charge et la rigidité doivent recevoir la priorité la plus élevée. Contrairement aux équipements d'automatisation conventionnels, certains axes rotatifs des machines-outils CNC doivent non seulement assurer un positionnement précis, mais aussi résister aux forces externes générées lors des opérations d'usinage.

Pourquoi les réducteurs harmoniques sont-ils bien adaptés aux applications de quatrième axe CNC ?

Les réducteurs harmoniques sont particulièrement adaptés aux applications de quatrième axe CNC, telles que les tables rotatives, grâce à leurs principaux avantages : jeu presque nul, haute précision de positionnement, rapports de réduction élevés et conception compacte.

Ces caractéristiques font des réducteurs harmoniques une solution intéressante pour les tables rotatives CNC qui nécessitent une indexation précise, une utilisation efficace de l'espace d'installation et une commande de mouvement réactive.

Les réducteurs harmoniques fonctionnent grâce à la déformation élastique d'une couronne flexible, ce qui leur permet d'atteindre des rapports de réduction élevés dans une structure compacte.

Ce principe de transmission unique contribue à répondre aux exigences des systèmes CNC de quatrième axe en matière de haute précision, de forte densité de couple, de dimensions compactes et de mouvement fluide.

Toutefois, l'adéquation d'un réducteur harmonique dépend également de sa rigidité torsionnelle, de sa capacité de charge, de la disposition de ses roulements et de sa résistance aux forces d'usinage. Pour les applications de coupe intensive, ces facteurs doivent être soigneusement évalués.

Les actionneurs rotatifs harmoniques sont-ils mieux adaptés aux applications de cinquième axe CNC ?

Pas nécessairement. La solution la plus appropriée dépend toujours des exigences techniques spécifiques de la machine CNC.

Toutefois, d'après l'expérience de HONPINE auprès de ses clients ces dernières années, nous avons constaté un intérêt croissant pour les actionneurs rotatifs harmoniques intégrés destinés aux systèmes CNC compacts à cinq axes.

Une machine CNC à cinq axes comprend généralement trois axes linéaires — X, Y et Z — et deux axes rotatifs, tels que A/C ou B/C.

Par rapport à un mécanisme à axe rotatif unique, un système à cinq axes exige un mouvement coordonné entre deux axes rotatifs. Certaines opérations d'usinage de surfaces complexes nécessitent également une interpolation simultanée sur cinq axes.

Pour les mécanismes compacts à cinq axes, les actionneurs rotatifs harmoniques offrent quatre avantages majeurs.

1. Une conception intégrée contribue à réduire l'encombrement de l'équipement

Les tables rotatives à cinq axes doivent souvent accueillir deux axes rotatifs, des systèmes d'entraînement, des roulements et des câbles dans un espace d'installation limité.

Un actionneur rotatif harmonique intègre le moteur, le réducteur harmonique et l'encodeur dans une unité compacte.

Cette intégration réduit le nombre de composants de transmission et de connexions mécaniques distincts, permettant une configuration plus compacte des axes A/C ou B/C.

2. Le retour d'information intégré prend en charge la commande coordonnée de plusieurs axes

L'usinage à cinq axes exige un positionnement précis des axes rotatifs, une régulation fluide de la vitesse et des performances dynamiques réactives.

En combinant un moteur, un réducteur et un système de retour d'information adaptés, un actionneur servo intégré peut simplifier certains aspects de l'intégration du système tout en prenant en charge la commande de mouvement en boucle fermée.

Cela ne signifie toutefois pas qu'un actionneur intégré offre intrinsèquement une précision de commande supérieure à celle d'un servomoteur séparé associé à un réducteur harmonique.

Les performances réelles de l'usinage multi-axes dépendent toujours de la commande CNC, de la rigidité mécanique globale, de la configuration du retour d'information et de l'étalonnage de la machine.

3. La conception à arbre creux simplifie le passage des câbles

Certains actionneurs rotatifs harmoniques disposent d'une conception à arbre creux, permettant aux câbles électriques, aux tubes pneumatiques et aux autres raccordements de passer par le centre de rotation.

Dans les têtes inclinables et les tables rotatives à cinq axes, cette configuration aide à réduire les besoins de cheminement externe des câbles et améliore l'utilisation de l'espace.

Pour les applications à rotation continue, il faut toutefois toujours tenir compte de la torsion des câbles et de l'éventuel besoin de joints tournants ou de bagues collectrices.

4. Conception mécanique et assemblage simplifiés

Par rapport à la sélection et à l'assemblage indépendants d'un moteur, d'un réducteur harmonique, d'un accouplement et d'un encodeur, un actionneur rotatif harmonique intégré peut réduire le nombre d'interfaces mécaniques.

Cela peut simplifier la conception, l'assemblage et la mise en service de l'équipement, et potentiellement raccourcir le processus global de développement de la machine.

Actionneur rotatif harmonique HONPINE série 58 pour applications CNC

Pour les clients recherchant une solution d'entraînement rotatif compacte et de haute précision, je souhaite présenter l'actionneur rotatif harmonique HONPINE série 58.

La série 58 de HONPINE est conçue pour offrir une rigidité et une précision de positionnement exceptionnelles.

Elle intègre trois composants essentiels dans une seule unité compacte :

- Un réducteur harmonique de haute précision

- Un moteur couple sans carcasse

- Un encodeur haute résolution de 26 bits

L'actionneur dispose également d'un alésage creux de 47 mm, offrant un espace pratique pour le passage des câbles et autres raccordements.

Une rigidité exceptionnelle démontrée par des essais en laboratoire

Au laboratoire HONPINE, nous avons réalisé une démonstration de rigidité à l'aide d'un levier de près de deux mètres de long.

Pendant l'essai, nous avons appliqué une force à l'extrémité de sortie de l'actionneur au moyen du levier et surveillé son déplacement à l'aide d'un comparateur à cadran.

Même sous cette charge induite par le levier, le comparateur à cadran n'a montré presque aucun mouvement visible.

Plus important encore, l'actionneur rotatif harmonique utilisé dans cette expérience n'était pas équipé d'un mécanisme de freinage.

L'essai visait à démontrer la résistance inhérente de l'actionneur à la déflexion dans les conditions testées, plutôt que de s'appuyer sur un frein mécanique supplémentaire.

Ce résultat met en évidence l'impressionnante rigidité de l'actionneur rotatif harmonique HONPINE série 58.

Haute précision de positionnement sans compromettre la rigidité

Outre sa grande rigidité, l'actionneur rotatif harmonique HONPINE série 58 atteint d'excellentes performances de positionnement.

Selon les résultats des essais en laboratoire de HONPINE, ses principales spécifications de précision comprennent :

Ces résultats démontrent la capacité de l'actionneur à associer une grande rigidité à une commande de mouvement précise.

Vous trouverez ci-dessous le rapport d'essai de précision généré à l'aide de notre système de mesure laser.

[Insérer l'image : Rapport d'essai de précision de l'actionneur rotatif harmonique HONPINE série 58]

Il est important de noter que les performances finales de tout actionneur dans une machine-outil CNC dépendent également de la structure d'installation, des charges appliquées, de la configuration de commande et de la conception globale de la machine.

Contactez HONPINE pour des solutions de transmission harmonique CNC

Que vous développiez une table rotative CNC de quatrième axe, un système d'usinage compact à cinq axes ou un mécanisme de positionnement rotatif personnalisé, le choix de la solution de transmission harmonique appropriée est essentiel pour obtenir des performances fiables.

HONPINE fournit des réducteurs harmoniques et des actionneurs rotatifs harmoniques intégrés pour un large éventail d'applications de mouvement de précision.

Contactez HONPINE dès aujourd'hui pour en savoir plus sur nos réducteurs harmoniques et nos actionneurs rotatifs destinés aux machines-outils CNC, et obtenir des spécifications techniques supplémentaires, de la documentation produit et une assistance applicative.