Actionneur rotatif harmonique pour le positionnement de haute précision : qu’est-ce qui détermine réellement la précision de positionnement ?

Introduction

Lorsque les ingénieurs recherchent un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision, la première question est souvent simple : quelle est la précision de l’actionneur ?

Cependant, la précision du positionnement ne peut être déterminée par une seule spécification.

Un actionneur rotatif harmonique peut utiliser un réducteur harmonique de haute précision, un codeur haute résolution et un servomoteur haute performance, mais le positionnement final de la machine dépend toujours de l'interaction de ces composants. L'erreur de transmission du réducteur, le jeu, la rigidité en torsion, le retour d'information du codeur, le support des paliers, l'inertie de la charge, les paramètres de commande et les perturbations externes peuvent tous influencer la position finale de la charge.

Ceci est particulièrement important dans des applications telles que les équipements pour semi-conducteurs, l'automatisation de précision, les articulations de robots, les systèmes d'alignement optique, les axes rotatifs CNC, les équipements de traitement laser et les machines d'inspection automatisées. Dans ces applications, la question n'est pas simplement de savoir si l'actionneur peut pivoter jusqu'à l'angle commandé. L'exigence réelle est que la charge puisse atteindre de manière répétée la position requise dans des conditions de fonctionnement réelles.

C’est pourquoi le choix d’un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision doit être envisagé comme une décision d’ingénierie au niveau du système plutôt que comme une comparaison des spécifications individuelles des produits.

Cet article explique ce qui détermine réellement la précision du positionnement, pourquoi certaines machines perdent en précision après leur installation et comment les ingénieurs peuvent sélectionner une plateforme d'actionneur rotatif harmonique qui corresponde à leurs exigences réelles en matière de positionnement.

Le positionnement de haute précision ne se résume pas à un faible jeu.

La technologie de transmission harmonique est largement utilisée dans les mouvements rotatifs de précision car elle permet d'obtenir des rapports de réduction élevés, des dimensions compactes et un jeu extrêmement faible.

Cependant, il convient de clarifier au préalable une idée fausse courante.

Un réducteur d'harmoniques ne doit pas être automatiquement décrit comme n'ayant absolument aucun jeu.

En pratique, on décrit plus justement les réducteurs harmoniques comme ayant un jeu quasi nul ou extrêmement faible. Les tolérances de fabrication, les conditions d'assemblage, la déformation élastique et la charge de fonctionnement peuvent toutes influencer le comportement réel de la transmission. Certains fournisseurs utilisent l'expression « jeu nul » à des fins marketing, mais cela ne signifie pas que le système de sortie présente un écart de positionnement mathématiquement nul dans toutes les conditions de fonctionnement.

Plus important encore, même si un réducteur ne présentait aucun jeu mécanique mesurable, le système rotatif complet pouvait tout de même subir une erreur de positionnement.

Par exemple, l'actionneur peut atteindre l'angle de sortie théorique correct selon l'encodeur côté moteur, tandis que la position réelle de la charge est affectée par une déformation torsionnelle, une flexion des paliers ou une flexibilité structurelle. Cela signifie qu'une machine peut présenter d'excellentes spécifications de réducteur tout en générant des erreurs de positionnement au niveau de l'effecteur.

C’est pourquoi les ingénieurs qui évaluent un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision doivent regarder au-delà du jeu et comprendre l’ensemble de la chaîne de mouvement.

La précision du positionnement commence par la différence entre la position de commande et la position réelle.

L'objectif fondamental d'un actionneur rotatif de précision est de réduire la différence entre la position commandée et la position de sortie réelle.

Dans un système simple, le contrôleur envoie une commande de mouvement, le servomoteur génère un couple moteur, le moteur tourne, la transmission harmonique réduit la vitesse et augmente le couple de sortie, et la structure de sortie finale déplace la charge.

Chaque étape peut introduire des erreurs.

L'encodeur moteur peut mesurer la rotation avec précision, mais la transmission peut subir une déformation élastique. Le réducteur peut présenter un jeu très faible, mais le palier de sortie peut fléchir sous une charge excentrée. L'actionneur lui-même peut offrir d'excellentes performances de positionnement répétitif, mais sa structure mécanique externe peut vibrer ou se tordre.

En conséquence, le positionnement de haute précision est généralement déterminé par la performance combinée de plusieurs facteurs, notamment la précision de la transmission, les caractéristiques de jeu, la rigidité en torsion, la résolution et la précision de l'encodeur, les performances de la boucle de contrôle, le support des roulements, les conditions de charge et la qualité de l'installation mécanique.

C’est pourquoi deux machines utilisant le même actionneur rotatif harmonique peuvent obtenir des résultats de positionnement différents.

L'actionneur fait partie du système de positionnement, mais la structure de la machine détermine dans quelle mesure les performances théoriques de l'actionneur peuvent être réellement transférées à l'application.

Pourquoi la précision des réducteurs harmoniques est-elle encore importante ?

Bien que la précision de positionnement soit un résultat au niveau du système, le réducteur harmonique reste l'un des composants mécaniques les plus importants d'un actionneur rotatif de précision.

Le jeu axial ne représente qu'un aspect de la précision de la transmission.

Le réducteur détermine comment le mouvement du moteur est transmis à la sortie.

Une transmission harmonique de haute qualité permet d'obtenir une structure compacte avec un rapport de réduction élevé, tout en réduisant le jeu mécanique qui apparaîtrait lors des inversions de direction. Ceci est particulièrement avantageux pour les applications impliquant un indexage répété, des déplacements à faible angle, un positionnement bidirectionnel et des arrêts-démarrages fréquents.

Toutefois, les ingénieurs doivent faire la distinction entre plusieurs concepts différents.

Le jeu mécanique désigne le mouvement résiduel lors d'un changement de sens de rotation. La précision de positionnement décrit la proximité de la sortie par rapport à une position commandée. La précision de positionnement répétitive décrit la constance avec laquelle le système revient à la même position lors de cycles répétés.

Ces spécifications sont liées, mais elles ne sont pas identiques.

Un système peut présenter une excellente précision de positionnement répétitif car il s'arrête systématiquement à un endroit quasi identique, tandis que sa précision de positionnement absolue est influencée par l'erreur de transmission ou le décalage de l'encodeur. De même, un réducteur peut avoir un jeu extrêmement faible, mais la machine peut néanmoins subir un écart de position sous des charges variables en raison de la déformation élastique.

Pour les applications nécessitant un positionnement bidirectionnel très constant, les ingénieurs doivent donc prendre en compte le comportement complet de la transmission plutôt que de se concentrer sur une seule affirmation de « jeu nul ».

La rigidité en torsion peut être tout aussi importante que le jeu.

Pourquoi la déformation mécanique affecte-t-elle la position finale ?

Dans de nombreuses applications de précision à charge élevée, le principal problème de positionnement ne provient pas du jeu mécanique traditionnel.

Cela provient d'une déformation.

Lorsqu'un couple est appliqué à un système rotatif, l'arbre moteur, les composants du réducteur, la structure de sortie et le bâti de la machine peuvent tous subir une déformation élastique. Si le système n'est pas suffisamment rigide, la position demandée et la position réelle de la charge peuvent différer temporairement.

Cela devient particulièrement important lorsque l'application implique une accélération rapide, des changements de direction fréquents ou de grandes variations du couple de charge.

Prenons l'exemple d'un bras robotisé transportant une charge variable. L'actionneur peut recevoir la même consigne de position sous deux charges différentes, mais la déformation mécanique de l'articulation peut différer. Par conséquent, la position de sortie réelle peut varier même si le système de commande fonctionne normalement.

Ce même problème peut se poser dans les équipements pour semi-conducteurs, les systèmes de manutention de précision et les grandes plateformes de positionnement optique. L'actionneur peut présenter d'excellentes performances à vide, mais la précision de fonctionnement réelle dépend de la réaction de l'ensemble de la structure sous charge.

C’est pourquoi la rigidité en torsion est un paramètre de sélection important pour un actionneur rotatif harmonique utilisé dans le positionnement de haute précision.

Une rigidité accrue contribue à réduire la déformation angulaire sous l'effet du couple, améliorant ainsi la relation entre la position de sortie de l'actionneur et la position réelle de la charge.

C’est également pourquoi le positionnement de haute précision ne doit jamais être évalué uniquement dans des conditions à vide.

Le retour d'information de l'encodeur détermine ce que le système de contrôle peut réellement voir.

Encodeur côté moteur vs. rétroaction côté sortie

Un système d'asservissement ne peut pas corriger avec précision une erreur qu'il ne peut pas détecter.

L'encodeur joue donc un rôle central dans le positionnement de précision.

L'encodeur convertit le mouvement mécanique en informations de retour que le contrôleur utilise pour boucler la boucle de position. Cependant, l'emplacement de l'encodeur est souvent tout aussi important que sa résolution.

Un codeur côté moteur mesure la position de ce dernier. Le contrôleur calcule ensuite la position de sortie théorique en fonction du rapport de réduction.

Cette approche s'avère efficace pour de nombreuses applications, notamment lorsque le système de transmission est suffisamment rigide et que les exigences de positionnement sont modérées.

Cependant, la position de sortie réelle peut différer de la position théorique lorsque la transmission subit une déformation élastique, un jeu extrêmement faible mais non nul, une compliance structurelle ou une perturbation de charge.

Pour les applications à hautes performances, une rétroaction côté sortie ou une architecture à double encodeur peuvent offrir des avantages supplémentaires.

Comment les doubles encodeurs améliorent-ils la qualité du retour d'information ?

Un système à double codeur peut utiliser un codeur pour le retour d'information côté moteur et un autre pour surveiller la position de sortie réelle. La différence entre ces deux signaux de retour d'information peut fournir des informations utiles sur la déformation de la transmission et la compliance mécanique.

Ceci est particulièrement précieux pour les moteurs d'articulation de robots fonctionnant sous des charges utiles variables et des mouvements dynamiques.

Il est important de noter qu'un système à double encodeur n'élimine pas comme par magie toutes les erreurs mécaniques. Il fournit simplement au système de commande de meilleures informations sur ce qui se passe réellement entre le moteur et la sortie.

Pour un actionneur rotatif harmonique destiné à un positionnement de haute précision, l'architecture d'encodeur appropriée doit donc être sélectionnée en fonction de l'application plutôt que de simplement choisir la résolution d'encodeur la plus élevée disponible.

Une résolution d'encodeur élevée n'implique pas automatiquement une précision de positionnement élevée.

La résolution n'est pas synonyme de précision.

Les spécifications des codeurs sont parfois mal comprises lors du choix de l'actionneur.

Un codeur haute résolution peut diviser un tour complet en un très grand nombre d'incréments de mesure. Cela améliore la capacité du contrôleur à détecter de faibles variations de position.

Cependant, la résolution n'est pas synonyme de précision.

Un codeur peut théoriquement fournir des incréments de position extrêmement fins alors que le système mécanique complet subit toujours une erreur de positionnement due à l'excentricité de l'installation, aux variations de température, aux interférences magnétiques, à la déformation structurelle ou à une erreur de transmission.

C’est pourquoi les ingénieurs doivent prendre en compte plusieurs caractéristiques simultanément, notamment la précision de l’encodeur, sa répétabilité, sa stabilité environnementale, sa méthode d’installation et sa compatibilité avec le système de contrôle.

Dans les articulations robotisées et les équipements d'automatisation industrielle, les performances de positionnement finales dépendent de la fiabilité des informations de retour d'information pendant le fonctionnement réel.

Un codeur haute résolution installé dans un environnement mécanique instable peut ne pas offrir de meilleures performances machine qu'un codeur à résolution légèrement inférieure intégré dans un système plus stable.

L'objectif en ingénierie n'est pas de choisir l'encodeur présentant la valeur la plus élevée sur la fiche technique. Il s'agit de sélectionner un système de rétroaction fournissant des informations fiables pour la tâche de mouvement requise.

Il ne faut pas confondre la précision de positionnement répétée et la précision de positionnement absolue.

Différentes applications requièrent différentes priorités en matière de précision.

Cette distinction est particulièrement importante lors du choix d'un actionneur rotatif.

La précision de positionnement répétitif décrit la capacité de l'actionneur à revenir de manière constante à la même position après des mouvements répétés. Ce critère est primordial dans les équipements de production automatisés où le même cycle de mouvement se répète des milliers, voire des millions de fois.

La précision du positionnement absolu décrit la proximité de la position de sortie réelle par rapport à la cible commandée.

Une machine d'assemblage automatisée peut exiger une répétabilité exceptionnelle car elle effectue la même opération d'indexage en continu. Un système d'étalonnage optique peut privilégier la précision de positionnement absolue car chaque angle commandé doit correspondre au plus près à l'angle physique réel.

Il convient donc de sélectionner un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision en fonction de l'exigence d'erreur dominante de l'application.

Si la machine revient régulièrement à plusieurs positions fixes, la répétabilité est primordiale. Si elle suit plusieurs angles programmés ou effectue un balayage de précision, la précision absolue et la qualité de l'étalonnage deviennent alors plus importantes.

Comprendre cette différence permet d'éviter une surspécification inutile et d'aider les ingénieurs à choisir une solution d'actionneur plus rentable.

L'inertie de la charge peut modifier les performances de positionnement réelles

Le couple seul ne suffit pas pour sélectionner un actionneur.

Un actionneur qui fonctionne parfaitement avec une faible charge peut se comporter très différemment lorsqu'il est connecté à une grande structure rotative.

L'inertie de la charge influe directement sur l'accélération, la décélération et la stabilité de la direction.

Si l'inertie de la charge est trop importante par rapport à la plage de fonctionnement nominale de l'actionneur, un mouvement rapide peut engendrer un dépassement, des vibrations et un temps de stabilisation plus long. L'actionneur peut finir par atteindre la position commandée, mais le temps nécessaire à sa stabilisation peut devenir inacceptable pour une production à grande vitesse.

Cela est particulièrement pertinent pour les équipements semi-conducteurs, les mécanismes d'indexage CNC, les bras robotisés et les plateformes d'inspection automatisées.

Un actionneur rotatif harmonique doit donc être évalué en tenant compte de l'inertie réelle de la charge, du centre de gravité et du profil d'accélération requis.

Le meilleur actionneur n'est pas forcément celui qui possède le couple le plus élevé.

Un actionneur surdimensionné peut augmenter le poids et le coût, tandis qu'un actionneur sélectionné uniquement en fonction du couple nominal peut ne pas fournir la réponse dynamique souhaitée.

Pour un positionnement de haute précision, les ingénieurs doivent évaluer la relation complète entre le couple de sortie, l'inertie de la charge, les exigences d'accélération et le temps de stabilisation requis.

Le support des paliers et les charges externes peuvent affecter la précision.

Pourquoi le moment décisif est-il important ?

Le système de paliers de sortie joue un rôle important dans la conversion des performances de l'actionneur en performances de la machine.

Même si le moteur et la transmission harmonique assurent un excellent contrôle de la rotation, les charges radiales externes, les charges axiales et les moments de renversement peuvent provoquer une déformation mécanique.

Ceci est particulièrement important lorsque la charge est montée loin de l'axe central de l'actionneur.

Une liaison robotique longue, un dispositif de fixation volumineux ou une pièce excentrée peuvent générer des moments de renversement importants. Si la structure de support n'est pas suffisamment rigide, l'angle de sortie peut légèrement varier sous la charge.

Pour les applications impliquant des fixations lourdes ou des charges externes importantes, les ingénieurs doivent évaluer non seulement le couple de sortie, mais aussi la capacité de l'actionneur à supporter les charges mécaniques requises.

Le processus de sélection doit inclure la structure de montage réelle, le centre de gravité de la charge et les forces de fonctionnement prévues.

C’est pourquoi un actionneur sélectionné pour une plateforme optique légère peut ne pas convenir à une articulation robotique lourde, même si le couple requis semble similaire.

Le couple à lui seul ne décrit pas l'ensemble des exigences mécaniques.

Le réglage des commandes détermine la qualité de l'utilisation des performances mécaniques.

Précision mécanique et performances des servomoteurs doivent fonctionner de concert.

La précision mécanique crée du potentiel. Le réglage des commandes détermine l'efficacité avec laquelle ce potentiel est utilisé.

Un actionneur rotatif harmonique peut présenter une rigidité élevée, un excellent retour d'information et un système de transmission de précision, mais un mauvais réglage du servomoteur peut tout de même produire un dépassement, une oscillation ou une stabilisation lente.

Pour un positionnement de haute précision, le système de commande doit trouver un équilibre entre rapidité de réponse et stabilité.

Augmenter le gain de la boucle de régulation peut améliorer la réponse dans certaines conditions, mais un gain excessif peut engendrer des vibrations. Un filtrage important peut améliorer la stabilité, mais il peut réduire la réponse dynamique.

La solution optimale dépend des caractéristiques mécaniques de l'application.

Par exemple, une articulation robotique légère peut nécessiter des paramètres de contrôle différents de ceux requis par un axe de manipulation de semi-conducteurs à forte inertie. De même, une structure de machine flexible peut exiger une stratégie de contrôle différente de celle d'une plateforme de positionnement de précision très rigide.

C’est une autre raison pour laquelle les plateformes d’actionneurs intégrés prennent une importance croissante.

Lorsque le moteur, la transmission, l'encodeur et le système d'entraînement sont conçus comme une solution coordonnée, les ingénieurs peuvent réduire le nombre de tests de compatibilité nécessaires entre les composants indépendants.

La structure de l'installation peut compromettre la précision pour laquelle vous avez payé.

L'actionneur ne représente qu'une partie du système de précision.

L'un des problèmes d'ingénierie les plus courants consiste à investir dans un actionneur de haute précision et à en perdre ensuite les performances à cause de sa conception mécanique externe.

Un actionneur peut être installé sur une plaque de montage mince. La charge peut être supportée par un support flexible. Les surfaces de fixation peuvent ne pas être suffisamment planes. Le cheminement des câbles peut engendrer des forces extérieures dans la structure mobile.

Dans ces situations, l'amélioration des spécifications de l'actionneur peut ne pas résoudre le problème réel.

L'erreur de positionnement ne provient plus principalement de l'actionneur.

Cela provient de la machine.

C’est pourquoi le positionnement de haute précision doit être évalué depuis la sortie de l’actionneur jusqu’au point de fonctionnement final. Les ingénieurs doivent prendre en compte la rigidité des interfaces de montage, la géométrie des composants de liaison et la distance entre l’actionneur et la charge finale.

Un actionneur compact et hautement intégré peut contribuer à simplifier ce problème en réduisant le nombre d'interfaces mécaniques distinctes dans la chaîne de mouvement.

Pourquoi les actionneurs rotatifs harmoniques intégrés peuvent-ils simplifier la conception des systèmes de précision ?

La réduction des interfaces peut réduire la complexité de l'intégration.

Les systèmes rotatifs traditionnels combinent souvent un servomoteur, un réducteur harmonique, un accouplement, un codeur et des composants d'entraînement externes séparés.

Cette architecture peut offrir de la flexibilité, mais chaque interface mécanique et électrique supplémentaire introduit un travail d'intégration supplémentaire.

L'alignement doit être contrôlé. Les accouplements doivent être sélectionnés. Les systèmes de rétroaction doivent être connectés. Les câbles doivent être acheminés. La communication doit être configurée.

Pour un positionnement de haute précision, ces étapes d'intégration peuvent influencer le résultat final du système.

Un actionneur rotatif harmonique intégré combine les principaux composants du mouvement rotatif sur une plateforme plus compacte, contribuant ainsi à réduire la complexité de l'intégration du système.

Pour les fabricants d'équipements, cela peut présenter plusieurs avantages.

L'architecture mécanique globale peut être plus compacte. Le nombre d'interfaces entre les composants peut être réduit. L'intégration électrique peut être simplifiée. L'actionneur peut être plus facile à installer dans une articulation de robot ou un système d'automatisation de précision.

C’est l’une des raisons pour lesquelles la technologie des actionneurs intégrés est de plus en plus utilisée dans les nouvelles architectures robotiques et les équipements d’automatisation compacts.

Chez HONPINE, différentes plateformes d'actionneurs intégrés sont conçues pour répondre à différentes exigences d'application, permettant aux ingénieurs de sélectionner des solutions en fonction de facteurs tels que le couple, le niveau d'intégration, l'architecture de communication, les exigences relatives aux arbres creux et les conditions d'installation mécanique, plutôt que de traiter chaque robot ou projet d'automatisation de la même manière.

La conception à arbre creux peut améliorer bien plus que l'emballage mécanique

Le passage interne des câbles favorise une conception de machine compacte

Lorsque les ingénieurs recherchent un actionneur rotatif harmonique creux, ils se concentrent souvent sur le cheminement des câbles.

C'est assurément un avantage important.

Les câbles d'alimentation, les câbles d'encodeur, les lignes de communication, les lignes pneumatiques ou autres composants peuvent potentiellement passer par le centre de l'actionneur plutôt que d'être acheminés autour de l'extérieur de la structure rotative.

Cependant, la valeur technique peut aller au-delà d'une apparence plus propre.

Le passage externe des câbles peut influencer le mouvement du robot, créer des contraintes de flexion supplémentaires et engendrer des problèmes de gestion des câbles lors d'une rotation continue.

Une architecture à arbre creux peut contribuer à créer un système rotatif plus compact et à réduire la complexité de la conception mécanique environnante.

Dans les articulations robotiques, cela peut s'avérer particulièrement précieux car le passage des câbles devient souvent plus difficile à mesure que le nombre d'articulations augmente.

Pour les équipements de positionnement de haute précision, le routage interne peut également contribuer à simplifier la structure globale de la machine et à réduire les interférences externes autour de l'axe de rotation.

Comment sélectionner un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision ?

Commencez par l'application, pas par le catalogue de produits.

Le processus de sélection devrait commencer par l'application plutôt que par le catalogue des actionneurs.

Tout d'abord, définissez les exigences réelles en matière de positionnement. Déterminez si l'application concerne principalement la précision du positionnement absolu, la précision du positionnement répétitif, le temps de stabilisation ou la stabilité de la trajectoire.

Il convient ensuite d'évaluer la charge mécanique. Celle-ci doit prendre en compte non seulement le couple requis, mais aussi l'inertie de la charge, la charge radiale, la charge axiale et le moment de renversement.

Considérons maintenant le profil de mouvement. Des positionnements fréquents à angle court, une rotation continue, un indexage à grande vitesse et un mouvement bidirectionnel rapide peuvent engendrer des exigences très différentes.

L'architecture de rétroaction doit alors être adaptée au niveau de performance requis. Un codeur côté moteur peut suffire pour de nombreuses applications, tandis qu'une rétroaction de sortie ou une architecture à double codeur peut présenter des avantages lorsque la déformation de la charge et la compliance de la transmission ont une influence significative.

Enfin, évaluez la structure complète de la machine.

L'actionneur ne doit pas être choisi comme un composant isolé. Son montage, sa liaison avec la charge et la structure mécanique environnante font tous partie du système de positionnement.

Cette approche axée sur les solutions est généralement plus efficace que la simple comparaison du couple maximal, du rapport de réduction ou du nombre de bits de l'encodeur.

Applications typiques des actionneurs rotatifs harmoniques de haute précision

Des applications différentes nécessitent des solutions différentes

Un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision peut être utilisé dans de nombreux types d'équipements, mais les exigences d'ingénierie varient d'une application à l'autre.

Dans le domaine des équipements pour semi-conducteurs, l'accent peut être mis sur une installation compacte, un mouvement fluide à basse vitesse et un positionnement hautement répétable pour la manipulation, l'inspection ou le traitement de précision des plaquettes.

Dans les équipements d'automatisation industrielle, l'exigence principale peut être un indexage répété et fiable lors d'une production continue.

Dans les articulations robotiques, l'actionneur doit pouvoir équilibrer densité de couple, dimensions compactes, capacité de retour d'information et réponse dynamique.

Dans les systèmes d'alignement optique, la régularité à basse vitesse et le contrôle angulaire précis peuvent être particulièrement importants.

Dans les équipements de traitement CNC et laser, les performances de positionnement doivent être prises en compte conjointement avec la rigidité de la machine, les vibrations et les exigences du processus.

C’est pourquoi il n’existe pas d’actionneur rotatif harmonique « idéal ».

La solution appropriée dépend de ce que la machine doit réellement accomplir.

De la sélection des composants à la conception du système de mouvement

Choisir l’architecture d’actionneur adaptée à chaque application

Le marché de l'automatisation de précision s'éloigne progressivement d'une approche simpliste basée sur les composants.

Les ingénieurs ont de plus en plus besoin de solutions de mouvement qui réduisent le temps de développement tout en garantissant des performances système prévisibles.

Pour une machine de précision, la question ne devrait pas se limiter à : « Quel réducteur harmonique possède les spécifications les plus élevées ? »

Une question plus pertinente serait : « Quelle architecture d'actionneur permet à la machine complète d'atteindre les performances de positionnement requises ? »

Ce changement est particulièrement important pour les fabricants de robots.

La conception des robots modernes doit concilier précision, densité de couple, poids, câblage, communication, capteurs et facilité de fabrication. Le choix séparé des composants peut complexifier le développement et engendrer des risques d'intégration supplémentaires.

Les solutions intégrées, notamment les modules d'articulation harmonique, les modules d'articulation planétaire et autres plateformes de moteurs pour articulations robotiques, permettent aux fabricants de choisir différentes architectures d'entraînement en fonction des exigences des différentes articulations.

Un poignet robotisé de haute précision ne requiert pas forcément la même architecture d'actionneur qu'une articulation de base à couple élevé. Un robot compact à usage spécifique peut avoir des exigences totalement différentes de celles d'un manipulateur industriel de grande taille.

L'avenir de la conception de mouvements de précision ne consiste donc pas à choisir une seule technologie pour chaque application.

Il s'agit de choisir l'architecture de joint et d'actionneur adaptée au problème mécanique réel.

Conclusion

Un actionneur rotatif harmonique pour un positionnement de haute précision ne doit jamais être évalué à l'aide d'une seule spécification.

Un faible jeu est important, mais il est plus réaliste de décrire les réducteurs harmoniques comme offrant un jeu quasi nul ou extrêmement faible, plutôt qu'un jeu absolument nul en toutes conditions de fonctionnement. La précision de positionnement est également influencée par l'erreur de transmission, la rigidité en torsion, le retour d'information de l'encodeur, le support des paliers, l'inertie de la charge, le réglage de la commande et la structure mécanique entourant l'actionneur.

La meilleure solution est donc une solution équilibrée.

Pour certaines applications, un actionneur rotatif harmonique à haute répétabilité avec retour d'information côté moteur peut suffire. Pour les systèmes robotiques ou d'automatisation de précision plus exigeants, un retour d'information côté sortie ou une architecture à double codeur peut offrir un meilleur contrôle de la position réelle de la charge. Pour les machines compactes, les actionneurs intégrés et à arbre creux peuvent simplifier davantage l'intégration mécanique et électrique.

Chez HONPINE, notre objectif n'est pas simplement de fournir un actionneur rotatif harmonique aux spécifications individuelles impressionnantes. Notre priorité est d'aider les fabricants d'équipements à choisir une architecture d'actionneur adaptée aux exigences réelles de positionnement, de charge, d'intégration et de contrôle de leur machine.

Car, dans les mouvements de haute précision, l'actionneur ne détermine pas à lui seul les performances.

Le système complet le fait.