Inversibilité des réducteurs : tout ce qu'il faut savoir

La réversibilité des réducteurs, également appelée capacité de rotation en sens inverse, désigne leur capacité à fonctionner dans les deux sens : aussi bien en entraînement, à partir du moteur (côté entraînement), qu’en rotation inverse, à partir de la charge (côté sortie). En termes simples : si un couple est appliqué à l'arbre de sortie, la transmission peut tourner en sens inverse au lieu de se bloquer mécaniquement. Les transmissions réversibles ne sont donc pas autobloquantes et permettent une utilisation bidirectionnelle.

Pourquoi certains réducteurs sont réversibles et d'autres non

La possibilité de faire fonctionner un réducteur dans les deux sens dépend en premier lieu du type de composants. Les réducteurs à arbres cannelés et les réducteurs cycloïdaux sont en principe réversibles : lors de la rotation en sens inverse, il suffit de surmonter le frottement. L'engrenage à vis sans fin est un exemple d'engrenage non réversible. Selon le modèle, sa conception et le frottement entre les composants peuvent l'empêcher de tourner en sens inverse à partir du côté sortie. L'engrenage agit alors comme un frein.

Quels sont les types d'engrenages réversibles ?

Le tableau suivant présente les types d'engrenages courants et leur réversibilité de base. Le modèle concret de l'engrenage et du système global est toujours déterminant.

Avantages des réducteurs réversibles

• Plus de sécurité lors de l'interaction homme-machine : en cas d'urgence, un système hors tension peut toujours être actionné manuellement pour libérer des personnes coincées ou retirer des objets bloquants.
• Mobilité manuelle en l'absence d'alimentation électrique : selon la conception du système, les axes ou les mécanismes peuvent être déplacés même sans entraînement motorisé actif, par exemple lors de la configuration par apprentissage manuel, de la maintenance, des situations d'arrêt d'urgence ou des interventions de service.
• Préservation de la mécanique et de l'entraînement : en cas de forces externes, la capacité de retour en position contribue à éviter les surcharges immédiates ou les dommages aux composants. Le mouvement qui en résulte peut être freiné de manière contrôlée via la régulation du moteur avec une courbe de décélération définie.
• Régulation plus précise des systèmes dynamiques : en combinaison avec des capteurs et des servomoteurs, les réducteurs à retour de course permettent une réaction plus sensible aux forces externes ou aux variations de charge, par exemple dans le cas de robots collaboratifs, d’exosquelettes ou de bancs d’essai.
• Comportement défini en cas de surcharge : au lieu de se bloquer brusquement, le système peut céder de manière contrôlée. Cela est particulièrement avantageux lorsque le couple de retour est réglable et peut ainsi être adapté à l'application.

Réducteurs à arbre cannelé avec couple de retour réglable

Nabtesco propose des réducteurs à arbre cannelé avec un couple de retour réglable (ou couple de rotation inverse, en anglais « Backdriving Torque »). Cela permet d'adapter de manière ciblée le comportement de l'axe à l'application : d'un retour en arrière facile pour le guidage manuel à une résistance plus élevée contre les mouvements de retour incontrôlés. Une large gamme de valeurs de réglage est possible, mais un autoblocage complet ne peut être garanti. Les valeurs concrètes dépendent de la taille de l'engrenage et de la version spécifique au client. Pour les engrenages cycloïdaux, le couple de retour n'est pas réglable, mais ils sont en principe réversibles. Le couple de retour concret résulte de la taille de l'engrenage et du rapport de transmission.

Quand quel couple de retour est-il judicieux ?

Le choix d'un couple de retour élevé ou faible dépend de l'application concernée. Le facteur décisif est de savoir si un système doit céder ou s'il doit maintenir sa position de la manière la plus fiable possible.

Un couple de retour élevé est souvent requis pour des raisons de sécurité, afin de limiter les mouvements incontrôlés. Dans le cas d'un bras robotisé, par exemple, il contribue à empêcher une charge de s'abaisser librement lorsque l'alimentation est coupée. Les appareils médicaux en bénéficient également lorsqu'il s'agit de réduire les mouvements involontaires en cas de défaillance du système d'entraînement. Dans les applications dynamiques, un couple de retour plus élevé peut également être avantageux, car il renforce la rigidité du système.

En revanche, un couple de retour faible est utile lorsque les axes doivent être déplacés facilement de l'extérieur. Cela vaut en particulier pour les robots collaboratifs. Dans ce cas, cela facilite les guidages manuels précis, les mouvements délicats et les concepts de commande intuitifs. Lors de l'apprentissage, où les trajectoires de mouvement sont définies par le guidage manuel des axes, une bonne capacité de retour est particulièrement importante : le robot peut être déplacé de manière réaliste, sans résistance mécanique inutile.

Comparaison entre un couple de retour élevé et faible

Le tableau suivant présente les principales différences entre un couple de retour élevé et un couple de retour faible.

Réducteurs autobloquants

Les réducteurs autobloquants sont avantageux dans les applications où une charge doit être maintenue en toute sécurité sans puissance motrice supplémentaire une fois la position atteinte. Les grues, les treuils ou les motorisations de portails en sont des exemples typiques. Dans ce cas, le retour en arrière n'est pas souhaité, car la charge ne doit pas être déplacée par des forces extérieures ou par son propre poids.

Tout dépend de l'application

La réversibilité n'est pas un avantage universel, mais une question d'application. Un couple de réversibilité faible favorise les mouvements précis, le guidage manuel et l'interaction directe homme-machine. Un couple de retour élevé offre en revanche une plus grande résistance aux mouvements de retour incontrôlés et peut s'avérer utile pour les charges en position de maintien ou les axes liés à la sécurité. Il est essentiel de choisir le couple de retour adapté à la fonction concernée. Grâce à leurs couples de retour réglables, les réducteurs à arbre cannelé de Nabtesco offrent ici une marge de manœuvre supplémentaire.

Vous souhaitez savoir quel couple de retour convient à votre application ? Nos experts vous aident à choisir et à dimensionner le réducteur adapté. Contactez-nous dès maintenant !