Tester les mouvements. Promouvoir les innovations.

Dans tous les secteurs de l'industrie, les cycles de vie des produits se raccourcissent. Les nouveaux produits apparaissent de plus en plus rapidement sur le marché, une tendance particulièrement claire dans l'industrie automobile. Les sept à huit ans de développement qui, il n'y a pas si longtemps, étaient encore nécessaires pour qu'un véhicule atteigne le stade de la production en série, sont aujourd'hui réduits à deux ans et demi ou trois ans. Cela exige des équipes de développement ultraperformantes. Le test des fonctions des véhicules, par exemple de l'ouverture et la fermeture fréquentes des portes, ainsi que l'analyse des résultats qui en découlent doivent être rapides et précis pour que les éventuelles optimisations requises puissent être déclenchées sans délai. Il faut donc des solutions d'entraînement performantes faciles à intégrer dans les installations de test, et au fonctionnement fiable et simples.

La société Kübrich Ingenieurgesellschaft mbH & Co. KG développe et fournit des systèmes de test visant à vérifier et assurer la fonctionnalité et la qualité d'ensembles de construction mécatroniques complexes. Grâce à l'alliance de logiciels intelligents, d'un matériel bien étudié et de composants mécaniques de haute précision, au siège de la société situé à Priesendorf en Allemagne on assure la fabrication d'installations d'essai au fonctionnement automatique destinées à différentes missions, du test du lève-glaces électrique à celui du siège auto complet, en passant par le réglage automatique des rétroviseurs et bien d'autres. Un exemple typique : le nouvel actionneur μAct, qui est mis en oeuvre pour les tests de pare-soleil, poignées de portes, divers déverrouillages, éléments d'actionnement, etc.

Micro-actionneur pour une vaste panoplie de services

La combinaison compacte de l'entraînement complet logé dans un boîtier solide, d'une interface mécanique flexible pour l'accouplement, l'électronique de réglage, l'interface bus et d'un concentrateur pour le raccordement de capteurs supplémentaires, est résistante aux vibrations et à l'humidité, ce qui est par exemple important pour les tests de composants dynamiques en conditions climatiques. Étant donné que des applications distinctes exigent des forces distinctes, l'actionneur est disponible en deux versions. Grâce au processeur intégré, les systèmes peuvent alors exécuter les séquences de mouvements en toute autonomie avec le logiciel de tests adapté (TiS). Au cours du processus, l'actionneur est très sollicité. Selon les applications, jusqu'à un million de cycles de tests peuvent être nécessaires ; cela signifie qu'un fonctionnement fiable en régime continu est obligatoire pendant plusieurs semaines. Les composants utilisés doivent ainsi satisfaire à des exigences élevées, avoir une longévité la plus grande possible et effectuer leur travail avec fiabilité et sans maintenance.

La force motrice

La force motrice du micro-actionneur provient donc de moteurs C.C. sans balais. Pour les équipes de développement de Kübrich, une qualité made in Germany était importante, rien d'étonnant donc à ce que le choix se soit finalement porté sur les micromoteurs de l'offre FAULHABER. Ils offrent de bonnes performances pour l'utilisation dans les installations de test et d'essai, d'autant plus qu'ils sont vendus à titre de systèmes d'entraînement fonctionnels composés d'un moteur, d'un réducteur, d'un frein et d'un codeur. Les composants d'entraînement individuels sont accordés au mieux entre eux, ils coopèrent parfaitement et atteignent ainsi une efficacité maximale.

Par rapport aux moteurs électriques à commutation mécanique, un servomoteur C.C. sans balais a une longévité nettement plus grande. Il ne se compose que d'un petit nombre de composants, essentiellement d'un bobinage à trois fils (stator) et d'un aimant permanent à quatre pôles (rotor), ainsi que du système de commutation électronique. Le rotor équilibré de façon dynamique assure un fonctionnement silencieux et sans à-coups.

La combinaison compacte se compose d'un entraînement, d'une interface mécanique flexible pour l'accouplement, l'électronique de réglage, l'interface bus et d'un concentrateur pour le accordement de capteurs supplémentaires. (photo : Kübrich)

Combinaison compacte moteur-réducteur

Dans l'application décrite, selon le profil de test et le couple requis, deux types de ces servomoteurs sont utilisés : pour la version petite du μAct, le choix s'est porté sur le servomoteur C.C. sans balais de la série 2250 BX4. Pour un diamètre de 22 mm, il n'a une longueur que de 52 mm. La technologie à quatre pôles lui confère, en dépit de ces dimensions compactes, un couple continu élevé allant jusqu'à 32 mNm, pour un fonctionnement sans à-coups et un niveau sonore faible. Le testeur grand format est équipé d'un servomoteur C.C. également à quatre pôles de la série 3268 BX4 ou 3242 BX4. Pour un diamètre de 32 mm et une longueur de 68 mm, respectivement 42 mm, ces moteurs atteignent un couple de 96 mNm, respectivement 53 mNm.

Les servomoteurs C.C. sans balais sont associés, selon la mission de test, à un réducteur planétaire (série 22F) fonctionnant avec une réduction de 1:25 ou 1:51. Ces réducteurs planétaires de précision sont entièrement en métal et conviennent donc idéalement, en association avec les micromoteurs C.C., aux applications qui, comme ici, exigent des couples de sortie élevés. Ils sont reliés simplement au moteur par une bride vissable à l'avant. Le résultat : une unité d'entraînement compacte facile à intégrer dans l'application exigeant peu d'encombrement. Pour les tâches nécessitant des couples de sortie moins élevés, les réducteurs planétaires sont disponibles au choix en version plastique.

Dans les nouveaux micro-actionneurs destinés aux tests dans le secteur automobile, les servomoteurs C.C. sans balais ne manqueront pas d'apporter de nouveau la preuve de leur fiabilité. En effet, ils ont déjà fait leurs preuves dans nombre d'autres applications, à commencer par le génie médical et la technique photographique, les tâche d'automatisation, pour la robotique, ou justement dans les installations de tests. De différentes dimensions de construction, ils couvrent des couples allant de 0,1 à 217 mNm, peuvent être combinés à divers réducteurs, codeurs et électroniques de commande et modifiés pour répondre à des exigences particulières. Les adaptations les plus fréquentes comprennent, par exemple, la résistance au vide, l'extension de la plage de température, la modification d'arbres, d'autres types de tension, le câblage ou la connectique spécifiques au client.

Micro-actionneur pour le test de portes de voiture (photo : Kübrich)
Selon l'application, jusqu'à un million de cycles de tests peuvent être nécessaires ; cela signifie qu'un fonctionnement fiable en régime continu est obligatoire pendant plusieurs semaines.
Les servomoteurs C.C. sans balais sont combinés, en fonction de l'essai à réaliser, avec un réducteur planétaire.