L'Allemand JA² a développé un système modulaire mécatronique fait de petits modules et axes à moteur linéaire pour répondre aux besoins d'automatisation des laboratoires et de l'industrie pharmaceutique. Ce système intègre les moteurs linéaires C.C. LM2070 de Faulhaber qui fonctionnent de manière dynamique et peuvent être contrôlés de manière très précise.

La crise sanitaire a contraint les laboratoires d'analyse et l'industrie pharmaceutique à accélérer l'automatisation de leurs installations, qu'il s'agisse d'équipements d'analyse et de test, de lignes de production ou d'installations de remplissage et d'emballage. Les modules à moteurs linéaires miniaturisés pour les applications à un ou plusieurs axes apportent ici de nouvelles possibilités.

En développant le système modulaire mécatronique QuickLab, les ingénieurs de Jung Antriebstechnik u. Automation GmbH (JA²) l'ont compris. Ils ont su répondre aux attentes de ces industriels en faveur de solutions d'automatisation petites mais fonctionnelles. Ils ont notamment développé les petits modules à moteurs linéaires QM02 pour des courses allant jusqu'à 160 mm et les axes à moteurs linéaires QA02 pour des courses allant jusqu'à 220 mm, couvrant ainsi les applications à faible course tout en assurant une dynamique et une précision élevées. Conçus avec des guides de précision en combinaison avec deux chariots à billes, ces modules et ces axes sont très rigides malgré leur légèreté et leurs faibles masses mobiles. Ils offrent une reproductibilité de +/- 50 µm lors du positionnement. Selon la charge, des vitesses de déplacement allant jusqu'à 3 m/s et des accélérations jusqu'à 50 m/s² sont possibles. Les axes et les modules peuvent être combinés les uns avec les autres. Il est ainsi possible de réaliser des applications de type "pick-and-place", ainsi que des solutions automatiques pour séparer, regrouper, tester ou plaquer des échantillons ou d'autres produits sensibles. Avec une largeur de 22 mm, QuickLab répond à la demande en systèmes de manipulation miniaturisés à un ou plusieurs axes, d'autant plus que l'utilisateur peut également obtenir les accessoires appropriés comme des poids de compensation, des freins d’arrêt magnétiques, des capteurs de déplacement externes ou des plaques d'adaptation.

Dynamique et précision élevées grâce aux moteurs linéaires Faulhaber

Les moteurs linéaires sont le "cœur" du système d'automatisation modulaire de JA². Ils sont soumis à des exigences très élevées, doivent fonctionner de manière très dynamique, être contrôlables avec précision et afficher des dimensions adaptées. Les moteurs linéaires C.C. LM2070 proposés par Faulhaber ont su convaincre JA² grâce à leur principe de fonctionnement innovant : ils ne sont pas construits comme des "rotors de surface" avec des chariots et des guides. Au lieu de cela, l'arbre du rotor est guidé à l'intérieur d'une bobine triphasée autoportante. Cette conception permet d'obtenir un rapport force linéaire/courant exceptionnellement intéressant et une dynamique élevée. En outre, il n'y a pas de réluctance, ce qui rend ces moteurs particulièrement adaptés à leur utilisation dans le système modulaire QuickLab.

Des performances maximales en dépit de dimensions très compactes

Le moteur linéaire LM2070 est disponible dans des longueurs de course de 40 à 220 mm. Malgré les dimensions compactes du stator de 20 x 20 x 70 mm (l x H x L), le petit servomoteur linéaire C.C. offre des performances mécaniques impressionnantes. La force continue est de 9,2 N, sachant qu'il est possible d'atteindre 28 N en force de pointe. Le robuste palier lisse de l’arbre du rotor supporte des vitesses élevées pouvant aller jusqu'à 3 m/s, la puissance pouvant être contrôlée avec une grande précision. Grâce à des capteurs à effet Hall intégrés, la précision absolue de positionnement est de +/- 0,1 mm et la reproductibilité de +/- 50 µm. Des capteurs externes proposés en option permettent d'aller au-delà et d'atteindre une précision de +/- 0,01 mm et une reproductibilité de +/- 1 µm. À cela s'ajoute un fonctionnement pratiquement sans entretien, le moteur ne comportant aucune pièce d'usure mobile. Par ailleurs, l'entraînement linéaire en fonctionnement est quasiment silencieux.

Une connexion par câble adaptée au remorquage

La connectique est un point important pour les systèmes de manutention. En règle générale, les moteurs linéaires sont fournis avec un câble de raccordement d'une longueur maximum de 30 cm. Toutefois, dans les systèmes d'automatisation, l'armoire de commande est généralement éloignée de l'entraînement proprement dit. C'est pourquoi le système modulaire QuickLab dispose d'un câble spécial multi-blindé qui transmet la puissance du moteur et le signal du capteur de déplacement entre le moteur et le contrôleur sur une distance allant jusqu'à 30 mètres et sans interférence. Il est fixé directement au moteur avec un couvercle avec une décharge de traction. Il peut être branché et est adapté au remorquage pour une utilisation mobile éventuelle. La technologie à un seul câble simplifie l'installation car elle est pré-assemblée des deux côtés.

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