Les actionneurs modulaires sont offerts en quatre modèles, selon le type d’entraînement de base. Trois de ces quatre types d’entraînement produisent le mouvement voulu en convertissant la rotation en course linéaire. Nous aborderons et comparerons les deux types d’entraînement les plus répandus parmi les quatre : l’entraînement par courroie et l’entraînement à vis à billes. Les avantages et les inconvénients de chaque type, ainsi que d’autres facteurs comme le type de guidage, permettent habituellement au client, à l’intégrateur, au distributeur ou au fabricant de sélectionner rapidement l’actionneur adapté à ses besoins.

Actionneurs à vis

Les actionneurs à vis sont offerts en deux types : vis à billes, et vis trapézoïdale. L’entraînement à vis à billes est muni de tubes ou de canaux de recirculation qui permettent aux billes d’être renvoyées en boucle au début de leur parcours sur l’écrou sphérique. Les vis trapézoïdales présentent un filetage simple en contact par frottement avec un écrou en laiton ou en plastique. Moins coûteuses que les vis à billes ou les entraînements par courroie, les vis trapézoïdales ne sont cependant pas aussi répandues que celles-ci en raison de l’usure par frottement et de la perte de précision qui en résulte, laquelle survient nettement plus rapidement que sur les deux types d’entraînement qui nous intéressent ici. Les vis trapézoïdales peuvent être autobloquantes : aucun frein n’est requis pour retenir la charge. Les applications verticales devraient être munies de freins, peu importe le type de vis utilisé, car les vibrations produites par la machine peuvent faire dériver les vis trapézoïdales.

Les entraînements à vis à billes sont précis, répétables et fort efficaces, si bien qu’ils peuvent produire une grande force moyennant un moteur relativement petit, et sans nécessiter de boîte d’entraînement. Ceci est dû à l’efficacité de friction des billes de roulement de l’écrou, ainsi qu’au fait que l’écrou joue essentiellement le rôle de boîte d’entraînement, avec pas de filetage (ratios) en option. En soi, cette limite n’a habituellement rien d’exceptionnel. Cependant, les entraînements à vis offrent également un profil rectiligne et fuselé en comparaison de la projection à angle droit requise dans le cas d’un moteur à entraînement par courroie avec boîte d’entraînement, dont le montage nécessite habituellement beaucoup plus d’espace de plancher.

Les vis à billes ont leurs propres limites et inconvénients. D’abord, leur longueur et leur vitesse sont limitées en raison de la déviation de la vis due à l’effet «coup de fouet» à vitesse élevée. Certains fabricants comme NTN-SNR offrent des supports en déplacement à mi-course pour prévenir ceci. Cependant, le facteur critique de la vitesse limitée ne peut être résolu. Un pas plus accentué est requis, mais il demeure impossible d’atteindre les vitesses dont sont capables les actionneurs par courroie. Sur les systèmes à entraînement par courroie, le système de guidage doit être lubrifié. Cependant, la courroie ne nécessite aucun entretien, si l’on compare avec l’écrou sphérique, qui doit être lubrifié. Les défaillances des écrous sphériques dues à un manque de lubrification sont coûteuses et entraînent de longs temps d’arrêt des machines, particulièrement si la vis est elle aussi endommagée. Pour ce qui est des courroies, il est peu coûteux d’en garder une de rechange, et son remplacement par une neuve n’est pas aussi fastidieux que le changement d’une vis à billes. 

Actionneurs à entraînement par courroie crantée

Les courroies utilisées dans les actionneurs modulaires sont crantées (à dents) par l’intérieur, ce qui permet l’entraînement positif et sans glissement du chariot mobile dû à l’utilisation de poulies crantées avec roulements à billes rotatives. Cela permet au chariot (et à la charge) de se déplacer vers la position désignée par le contrôleur, et empêche le déport descendant du chariot s’il est orienté à la verticale. Les courroies peuvent être serrées à une tension suffisamment élevée pour empêcher qu’elles s’étirent davantage, situation qui pourrait causer des problèmes au niveau de la texture lisse de la courroie et de précision de mouvement et de positionnement. Ce tensionnement rigide s’explique par les filaments d’acier ou de Kevlar à l’intérieur de la courroie. Les entraînements par courroie peuvent se déplacer très rapidement, ont une grande capacité de déplacement et ne nécessitent aucun entretien, sauf si la courroie se rompt. Et, lorsque cela survient, une courroie neuve coûte une fraction du prix d’un entraînement à vis à billes.

Les entraînements par courroie semblent donc être la solution idéale, mais ils ont quelques inconvénients par rapport aux vis à billes. Les entraînements par courroie ne sont pas aussi précis ou répétables, et n’ont pas une grande rigidité ou la capacité d’être «préchargés» au sens classique du concept. Cela signifie qu’ils sont incapables d’appliquer des forces aussi rigides qu’une vis à billes ou de supporter de telles charges. L’entraînement par courroie nécessite souvent une boîte d’entraînement ainsi qu’un réducteur de vitesse et un dispositif d'augmentation momentanée du couple pour être en mesure d’atteindre l’inertie du moteur et de la charge. Cela évite d’avoir à surdimensionner considérablement le moteur.