Guide de test des actionneurs linéaires

Maintenant que vous avez confirmé la physique de votre actionneur, l'étape suivante consiste à effectuer une série d' essais au banc afin de vous assurer qu'il convient à l'application souhaitée. Ces essais au banc doivent être réalisés avant d'approfondir les tests en laboratoire et peuvent être relativement rapides. Ils comprennent trois tests principaux :

1. Vitesse
2. Consommation actuelle
3. Niveaux sonores/de bruit

Ces trois tests ne sont absolument pas nécessaires, car ils dépendent de votre application. Par exemple, si votre application implique l'utilisation d'un actionneur linéaire en milieu industriel, il n'est pas forcément nécessaire de tester le bruit de l'actionneur, ces environnements étant généralement très bruyants. En revanche, si vous utilisez l'actionneur linéaire pour ouvrir une porte, la vitesse et le niveau sonore sont des paramètres essentiels à connaître. Faites preuve de discernement pour évaluer les essais au banc qui, selon vous, jouent un rôle important dans votre application.

Vitesse

Le test de vitesse linéaire consiste à mesurer le temps nécessaire à l'actionneur linéaire pour se déployer et se rétracter complètement. Cela permet d'obtenir une valeur en pouces par seconde , comparable à celle indiquée dans la fiche technique de l'actionneur. Notez que la valeur de vitesse de ce test peut être une estimation approximative, car des tests de vitesse plus précis seront effectués lors des essais en laboratoire.

Comme mentionné précédemment, selon l'application, certains tests sont plus importants que d'autres. Dans ce cas, la vitesse est essentielle pour des applications telles que l'ouverture d'une porte ou d'une trappe ou la manutention d'articles sur une chaîne de montage.

Pour effectuer une mesure rapide de la vitesse, suivez les étapes ci-dessous :

1. Alimentez l'actionneur linéaire en fonction de ses spécifications électriques. Puisqu'il s'agit d'un simple essai au banc, il n'est pas nécessaire de connecter des interrupteurs ni un boîtier de commande. Il suffit d'appliquer une tension positive et négative provenant d'une alimentation ou d'une batterie pour permettre à la tige de s'étendre/se rétracter complètement.
2. Une fois que la tige a atteint sa position finale, prenez un chronomètre et mettez-le à zéro.
3. Allumez les fils de l'alimentation ou de la batterie et préparez-vous à démarrer le chronomètre dès que la tige commence à s'étendre/se rétracter.
4. Arrêtez le chronomètre une fois qu'il atteint sa position étendue/rétractée, notez le temps et répétez l'opération dans la direction opposée.
5. Divisez la course de l'actionneur linéaire par le temps nécessaire à son extension/rétraction. Par exemple, si la course de votre actionneur est de 40 pouces et qu'il a fallu 10 secondes pour l'étendre/rétracter, la vitesse est de 4 pouces/seconde.

Comparez cette mesure de vitesse avec la fiche technique de l'actionneur linéaire pour vérifier sa concordance. Cette mesure de vitesse n'est qu'un test initial et permettra de déterminer si l'actionneur linéaire est adapté à votre application. La vitesse diminue sous charge et si la tension appliquée est inférieure à la tension nominale. Veuillez noter qu'une tolérance de vitesse peut exister selon le type et le fabricant de l'actionneur. Si votre mesure de vitesse diffère sensiblement des spécifications nominales, il est préférable de contacter le fabricant pour un dépannage.

Tirage actuel

Il est important de tester le courant absorbé par l'actionneur linéaire à vide, car il atteste de son bon fonctionnement conformément aux spécifications de sa fiche technique . De plus, déterminer le courant permettra de s'assurer que votre système est capable de le supporter et de trouver les composants appropriés pour l'actionneur linéaire (par exemple, une alimentation et un boîtier de commande de puissance suffisante).

Il suffit de connecter un multimètre en série à l'un des fils d'un actionneur linéaire alimenté et d'observer l'ampérage lors de la sortie/rétraction de la tige. Cette mesure vous permettra de déterminer l' alimentation électrique capable de supporter ce courant. N'oubliez pas que ce courant augmente lorsque l'actionneur linéaire est sous tension.

Niveaux sonores/de bruit

Comme mentionné précédemment, le niveau sonore d'un actionneur peut ne pas être critique s'il est destiné à une application industrielle. Cependant, pour les applications destinées aux consommateurs, comme une porte/trappe ou un levier à l'intérieur d'une machine à café, le niveau sonore doit être déterminé .

Utilisez un décibelmètre près de l'actionneur linéaire pendant que vous l'actionnez pour déployer/rétracter la tige. Assurez-vous que ce test soit effectué dans un environnement calme afin d'éviter que le bruit de fond ne fausse les résultats. Notez le niveau de décibels le plus élevé. Que faire maintenant ? Comment cette valeur influence-t-elle la décision de savoir s'il est bruyant ou idéal pour votre application ? Utilisez le tableau ci-dessous, qui répertorie les sons familiers et leur valeur en décibels, pour déterminer le niveau sonore de l'actionneur linéaire et s'il se situe dans une plage adaptée à votre application.

Une fois les essais au banc de l'actionneur linéaire terminés, il est temps de le tester en charge. La charge doit correspondre à celle attendue pour l'application souhaitée. Les méthodes d'essai au banc sont toutes applicables aux essais en laboratoire, avec quelques ajouts. Les essais en laboratoire comprennent également :

1. Test de vitesse de charge réelle
2. Test de consommation de courant du système
3. Test de compatibilité environnementale
4. Test du cycle de service
5. Test de cycle de vie accéléré
6. Compatibilité des commentaires

En effectuant ces tests en laboratoire, vous obtiendrez une précision encore plus approfondie sur la compatibilité de l'actionneur choisi avec votre application.

Test de vitesse de charge réelle

Les résultats de vitesse obtenus lors du test au banc correspondent à la vitesse maximale possible pour votre actionneur linéaire. Sous charge, la vitesse de l'actionneur ralentit à un rythme proportionnel à la charge ( voir le graphique ci-dessus ). Mesurer la vitesse de l'actionneur linéaire sous charge permet de déterminer si elle reste dans une plage spécifique pour fonctionner dans votre application.

Pour mesurer la vitesse de l'actionneur linéaire, assurez-vous qu'il est chargé avec un poids similaire à celui utilisé dans votre application. Reprenez ensuite la procédure étape par étape utilisée pour le test de vitesse au banc à l'aide d'un chronomètre. Cette méthode est destinée aux applications où la vitesse n'est pas un facteur crucial .

Pour les applications nécessitant des mesures précises de la vitesse de l'actionneur linéaire sous charge, utilisez un système automatisé de mesure du temps. Ce système utilise un microcontrôleur, tel qu'un Arduino , avec un code qui démarre/arrête une minuterie lorsque l'un des deux contacts de fin de course de l'actionneur linéaire est atteint. Si tel est le cas, n'hésitez pas à nous contacter ; nous pouvons vous aider à configurer un gabarit pour ce faire.

Enfin, en fonction de votre application, vous souhaiterez peut-être également tester les limites de votre actionneur linéaire en appliquant une charge proche de sa charge maximale nominale pour voir comment la vitesse change et comment l'actionneur linéaire réagit (par exemple, le moteur chauffe-t-il ? Le mouvement de la course est-il toujours fluide et contrôlé ?).

Consommation de courant du système

L'actionneur linéaire étant désormais sous charge, sa vitesse diminue et sa consommation de courant augmente. Connaître la consommation de courant de l'actionneur linéaire sous charge permet de choisir une alimentation électrique adaptée. Il est important de prendre en compte les autres composants électriques connectés à l'actionneur linéaire, tels qu'un boîtier de commande , des capteurs actifs, etc. Ces composants supplémentaires peuvent consommer du courant sur l'alimentation et empêcher l'actionneur linéaire d'atteindre sa pleine capacité.

Pour mesurer le courant absorbé par l'actionneur linéaire sous charge, utilisez un multimètre, comme pour le test au banc. Vous pouvez également, comme pour le test de vitesse en laboratoire, utiliser un microcontrôleur avec un module de capteur de courant connecté en série . N'hésitez pas à nous contacter si vous avez besoin d'aide pour configurer un gabarit.

Une fois que vous connaissez la consommation de courant de l'ensemble de votre système, vous pouvez dimensionner votre alimentation en conséquence pour garantir que l'actionneur linéaire puisse recevoir suffisamment de courant lorsqu'il est à pleine charge.

Compatibilité environnementale

Les actionneurs linéaires de Progressive Automations bénéficient d'un indice de protection international (IP) . Cet indice évalue la résistance du produit aux infiltrations de liquides et de poussières. Le système d'indice IP utilise un système à deux chiffres pour définir l'indice de protection de tous les produits. Le premier chiffre représente la protection contre les solides et le second contre les liquides.

Une fois qu'un produit a terminé les tests dans une installation agréée, il obtient une cote numérique spécifique, qui peut être déchiffrée à l'aide du tableau de classification IP ci-dessous :

Selon votre application, il peut être utile de tester l'indice de protection IP d'un actionneur linéaire. Par exemple, si vous savez que votre actionneur linéaire sera exposé à de fortes pluies , le modèle PA-10 bénéficie de l'indice de protection IP le plus élevé, IP68M et IP69K. Il peut fonctionner sous l'eau et résister aux jets d'eau à haute pression à l'arrêt. La meilleure façon de tester ce type d'actionneur linéaire est de l'immerger et de le laisser fonctionner.

Cependant, les unités certifiées IP66, comme l' actionneur linéaire PA-04 et le mini-actionneur industriel PA-09 , peuvent également résister à la poussière et à une infiltration modérée de liquide . Ces actionneurs linéaires sont particulièrement adaptés aux tests dans l'environnement de l'application prévue. Si vous savez que l'actionneur linéaire ne sera pas exposé à la poussière ou à l'eau, vous pouvez opter pour un indice IP inférieur pour votre application.

L'indice IP ne garantit pas la résistance aux intempéries et aux variations saisonnières ni aux longues périodes (par exemple, plusieurs années à l'extérieur). Par conséquent, tenez compte de l'environnement dans lequel vous allez utiliser l'actionneur linéaire pour vous assurer qu'il est adapté à cet environnement. Progressive Automations propose diverses certifications, outre l'indice IP. Ces certifications peuvent être des exigences applicables à votre application. Contactez-nous si vous avez besoin de certifications spécifiques pour votre actionneur et/ou votre application.

En cas de risque d'exposition à l'eau, il est généralement recommandé de monter l'actionneur avec la course orientée vers le bas. Ainsi, la gravité éloignera le liquide du carter du moteur et contribuera à prévenir une défaillance prématurée.

Cycle de service

Le rapport cyclique d'un actionneur linéaire est le rapport entre le temps de marche et le temps d'arrêt, exprimé en pourcentage. Si votre application nécessite un fonctionnement continu de l'actionneur linéaire, le rapport cyclique est crucial pour éviter de griller le moteur. Pour ce type d'application, le rapport cyclique doit être de 100 %.

Pour obtenir un cycle de service de 100 %, il est nécessaire d'utiliser un moteur CC sans balais , plutôt qu'un moteur CC à balais standard. Pour les actionneurs linéaires équipés d'un moteur CC à balais, Progressive Automations propose un cycle de service de 20 %, ce qui limite leur durée de fonctionnement. Le cycle de service des actionneurs linéaires Progressive Automations est basé sur une période de 20 minutes, ce qui signifie qu'avec un cycle de service de 20 %, l'actionneur linéaire peut fonctionner en continu pendant 4 minutes, puis doit se reposer pendant 16 minutes.

Le même principe s'applique à tout temps inférieur à 20 minutes. Par exemple, avec un cycle de service de 20 % pendant 10 minutes, l'actionneur linéaire peut fonctionner pendant 2 minutes, puis doit se reposer pendant 8 minutes. Au-delà de 20 minutes, le moteur risque d'être endommagé par surchauffe.

La meilleure façon de tester le cycle de service de votre actionneur linéaire est de le configurer à l'aide d'un microcontrôleur , comme précédemment. Cependant, le code devra être ajusté pour permettre à l' actionneur de s'allumer et de s'éteindre à des heures définies (par exemple, 2 minutes de fonctionnement, 8 minutes de repos, etc.). Assurez-vous que l'actionneur est correctement chargé et vérifiez le système à intervalles réguliers pour vous assurer qu'il fonctionne toujours comme prévu. Répétez le test jusqu'à ce que vous soyez convaincu que l'actionneur linéaire fonctionnera dans votre application.

Test de cycle de vie accéléré

Une fois toutes les spécifications vérifiées, il est également important de s'assurer que la durée de vie de l'actionneur est suffisante. Nous proposons des actionneurs conçus pour 20 000 cycles et 300 000 cycles. Certaines applications nécessitent une seule utilisation quotidienne, tandis que d'autres nécessitent plusieurs centaines d'utilisations quotidiennes. Dans les cas où l'actionneur est utilisé fréquemment, il est crucial de s'assurer qu'il durera toute la durée de vie requise. Certaines applications ne permettent pas un démontage facile des pièces ; il est donc essentiel de s'assurer que l'actionneur présente une durée de vie suffisante.

Cela peut être réalisé en utilisant un montage simple (si vous savez créer ce type de montage). Si vous souhaitez réaliser vous-même des tests accélérés, mais que vous ne savez pas comment procéder, n'hésitez pas à nous contacter ; nous vous fournirons le matériel adéquat.

Compatibilité des commentaires

Certaines applications et systèmes préexistants peuvent nécessiter des actionneurs dotés d'un type de retour spécifique pour fonctionner correctement. Déterminer la position d'un actionneur est utile pour les applications nécessitant le déplacement de plusieurs actionneurs à la même vitesse, la mémorisation de positions prédéfinies et/ou la collecte d'informations de position pour l'analyse utilisateur. Lors du choix d'un actionneur, il est important de s'assurer qu'il dispose du retour approprié pour assurer sa compatibilité avec votre système. Dans les actionneurs linéaires électriques, il existe trois principaux types de retour de position :

1. Rétroaction du potentiomètre
2. Rétroaction du capteur à effet Hall
3. Rétroaction de l'interrupteur de fin de course

Les tests sur le terrain sont également considérés comme une partie cruciale de la procédure de test des actionneurs. Après avoir terminé les tests en laboratoire, il est conseillé d'installer l'actionneur dans l'application et de le laisser fonctionner pendant une période prédéterminée. Cela garantira que l'actionneur fonctionne sous charge comme l'application l'exige. Chaque application d'un actionneur linéaire sera différente, de sorte que l'étendue des tests variera en fonction des besoins. Cependant, il est recommandé de tester l'actionneur aux limites de l'application (mais dans les spécifications de l'actionneur) pour s'assurer que l'actionneur est bien adapté.

Ce n'est qu'après des tests en laboratoire et des tests sur le terrain qu'une véritable décision peut être prise sur la base des résultats de ces tests. Progressive Automations conseille aux utilisateurs finaux à haut volume d'effectuer tous ces tests pour éviter de rencontrer des problèmes sur la route en raison d'un actionneur sous-spécifié dans l'application.

Pour atténuer les problèmes ultérieurs de votre application, il est essentiel d'effectuer tous les tests décrits dans cet eBook. Chaque application d'un actionneur est unique, et bien qu'un certain actionneur puisse sembler être la solution parfaite, il doit encore être soigneusement examiné et testé. Grâce à des inspections visuelles, des tests au banc et des tests en laboratoire, nous sommes convaincus que vous identifierez toutes les faiblesses et/ou validerez complètement que ce produit est la meilleure solution pour vous. Comme mentionné, nous avons inclus ci-dessous un test d'actionneur linéaire que vous pouvez imprimer et consulter tout au long de votre processus de test. Cela vous permettra de rester sur la bonne voie et de tenir compte de toutes les exigences de test.

Si vous avez des questions ou souhaitez discuter davantage de nos produits, n'hésitez pas à nous contacter ! Nous sommes experts dans ce que nous faisons et voulons vous assurer de trouver la meilleure solution pour votre application.

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