Servomoteur d’articulation de robot industriel avec réducteur cycloïdal RV

Les réducteurs RV, les réducteurs harmoniques et les réducteurs planétaires sont les trois technologies de réduction de vitesse de précision les plus largement utilisées dans les systèmes modernes de contrôle du mouvement. Chacune offre des avantages techniques distincts et est conçue pour différentes exigences de performance et différents scénarios d’application.

Les réducteurs RV emploient généralement une conception de transmission à deux étages comprenant un étage d’engrenages planétaires suivi d’un étage d’engrenage cycloïdal à galets. Cette configuration unique offre une rigidité torsionnelle exceptionnellement élevée, une résistance aux chocs remarquable et une excellente capacité de charge, avec un couple de sortie nominal pouvant atteindre plusieurs milliers de newton-mètres. De plus, les réducteurs RV offrent une longue durée de vie et des performances stables dans des conditions d’exploitation lourdes. Ces caractéristiques en font le choix privilégié pour la base, l’épaule et d’autres articulations à forte charge des robots industriels. Cependant, les réducteurs RV sont complexes à fabriquer et exigent des normes extrêmement élevées en matière de matériaux, de traitement thermique, d’usinage et de précision d’assemblage, ce qui entraîne des coûts de production relativement élevés. Par conséquent, le marché mondial haut de gamme des réducteurs RV est depuis longtemps dominé par un petit nombre de fabricants japonais.

Les réducteurs harmoniques, également appelés réducteurs à ondes de déformation, présentent une structure beaucoup plus simple mais très sophistiquée, composée de seulement trois composants essentiels: une couronne circulaire, une couronne flexible et un générateur d’ondes. Leur principe de fonctionnement repose sur la déformation élastique contrôlée de la couronne flexible pour obtenir un engrènement précis et des rapports de réduction élevés. Cette conception permet aux réducteurs harmoniques d’offrir des dimensions compactes, une construction légère, un jeu nul et une précision de positionnement exceptionnellement élevée. Dans de nombreuses applications de mouvement de précision, leur erreur de positionnement peut être aussi faible qu’un quart de celle des transmissions par engrenages conventionnelles. Par conséquent, les réducteurs harmoniques sont largement utilisés dans les poignets de robots, les effecteurs terminaux, les équipements pour semi-conducteurs, les dispositifs médicaux et d’autres applications qui exigent une haute précision et une taille compacte. Cependant, comme la couronne flexible subit une déformation élastique continue pendant le fonctionnement, la durée de vie en fatigue et la capacité de charge sont intrinsèquement limitées par rapport aux réducteurs RV. Comme pour le marché des RV, l’industrie haut de gamme des réducteurs harmoniques est traditionnellement menée par des fabricants japonais.

Les réducteurs planétaires se composent d’un pignon solaire, de plusieurs satellites et d’une couronne intérieure. Comparés aux réducteurs RV et harmoniques, les réducteurs planétaires présentent une structure mécanique plus simple tout en assurant un rendement de transmission élevé grâce au partage de puissance entre plusieurs satellites. Ils offrent une combinaison bien équilibrée de capacité de couple, d’efficacité, de fiabilité et de rentabilité. Grâce à ces avantages, les réducteurs planétaires sont largement utilisés non seulement dans les robots industriels, mais aussi dans les machines-outils CNC, les équipements d’automatisation d’usine, les machines d’emballage, les systèmes de manutention et l’automatisation de la maison intelligente. Leur polyvalence et leur prix compétitif en font le type de réducteur de précision le plus largement appliqué dans l’ensemble de l’industrie de l’automatisation.

Globalement, il n’existe pas de technologie de réducteur universellement supérieure. Le choix optimal dépend entièrement des exigences spécifiques de l’application, notamment la capacité de charge, la précision de positionnement, la rigidité, la vitesse, l’espace d’installation disponible et les considérations de coût.

Dans la conception des robots industriels, les réducteurs RV sont généralement sélectionnés pour les grandes articulations telles que la base et l’épaule afin de supporter de lourdes charges et des forces d’impact élevées. Les réducteurs harmoniques sont couramment utilisés dans les articulations du poignet et des effecteurs terminaux, où une taille compacte et une précision de positionnement ultra-élevée sont essentielles. Les réducteurs planétaires, quant à eux, offrent un excellent équilibre entre performance et accessibilité, ce qui en fait la solution privilégiée pour un large éventail d’applications d’automatisation générale.

Plutôt que de se concurrencer directement, les réducteurs RV, les réducteurs harmoniques et les réducteurs planétaires remplissent chacun des rôles distincts. Ensemble, ils constituent la base des systèmes modernes de transmission de puissance de précision et répondent aux diverses exigences de contrôle du mouvement présentes dans l’industrie actuelle de l’automatisation industrielle.