Emballages sur mesure
Pratiquement tous les produits modernes ont besoin d'un emballage de protection pour leur transport et leur manutention. Le papier reste le premier matériau choisi puisque, que ce soit sous la forme de carton fin ou ondulé, il offre une multitude d'options de conception individuelles. Pour tester rapidement la conception et la fonctionnalité d'une nouvelle création dans la pratique, les prototypes sont essentiels. Leur fabrication manuelle étant néanmoins trop coûteuse et pas assez précise, une solution consiste à employer des traceurs de découpe maniables pour le bureau. Ces multitalents modernes transforment directement les données de CAO en modèles de coupe finis.
Les installations de découpe pour les grandes séries sont chères, les outils de poinçonnage coûtent également beaucoup d'argent. Il est donc judicieux de tester une nouvelle conception sur des prototypes avant d'effectuer un investissement cher. Le spécialiste des appareils de découpe Lasercomb (Notzingen, Allemagne) a développé une nouvelle génération de traceurs multifonctionnels à cet effet. La fiabilité, la précision et un prix intéressant faisaient partie des priorités du cahier des charges.
Cela nécessite un savoir-faire étendu de la technique des traceurs et des moteurs performants pour l'entraînement compact. Pour mettre en œuvre ces spécifications, le fabricant a collaboré une nouvelle fois avec la société FAULHABER, son fournisseur d'entraînements de longue date. Cela permettait d'une part l'utilisation de modules déjà éprouvés et, d'autre part, l'implémentation rapide et compétente de modifications optimales au sein du nouveau concept.
Compacité et maintenabilité
La demande initiale était de développer un petit traceur pour un prix raisonnable et avec les caractéristiques de ses grands frères. Il était néanmoins impossible de reprendre le concept existant dans une version plus petite : le coût du câblage aurait à lui seul fait exploser le budget. La décision a donc été prise d'utiliser une commande CNC compacte au sein d'un module sur profilé chapeau. La deuxième nouveauté a été de limiter le câblage grâce à deux nœuds CANopen. En tant que bus de commande, un nœud est responsable des entrées/sorties, tandis que l'autre fonctionne à une cadence supérieure pour les entraînements. Ceci assure un suivi précis et rapide des outils dans la tête d'outil. Parallèlement, le nombre de câbles souples vers la tête a pu être réduit de 17 dans le premier concept à un seul câble, comprenant même l'alimentation en énergie. Malgré une structure extrêmement compacte, le traceur ProDigi fournit de grandes performances : selon le modèle, des surfaces de travail allant de 800 x 1 300 mm à 3 100 x 1 700 mm depuis la tête d'outil peuvent être traversées à des vitesses atteignant 100 m/min (1,66 m/s) et avec une accélération de 5 m/s, permettant ainsi d'économiser du temps lors des courses à vide. Dans des conditions de découpe difficiles, il atteint encore jusqu'à 30 m/min, voire même 50 m/min en tant que traceur de dessin. Pour reconfigurer l'appareil, il suffit de changer l'outil sur la tête ; l'électronique ajuste ensuite les paramètres appropriés de dessin ou de découpe via les moteurs à réglage de précision. Tout ceci produit un très faible niveau sonore permettant une utilisation au bureau. L'énergie d'entraînement nécessaire au traceur et aux outils est fournie par des moteurs C.C. modernes. Certains utilisateurs fabriquent même leurs petites séries sur ces traceurs ProDigi robustes.
Micromoteurs C.C. sur mesure
Une fois les caractéristiques du traceur définies, les constructeurs ont dû sélectionner des composants d'entraînement en fonction de ces critères. Dès le départ, ils ont collaboré avec la société FAULHABER comme depuis plus de dix ans déjà. Les dimensions compactes des moteurs situés dans la tête d'outil étaient ici essentielles. Quatre moteurs devaient être montés dans un espace restreint pour la commande de l'axe Z (mouvement de levage du couteau) et de l'axe C (mouvement horizontal de la tête), chaque paire de moteurs étant responsable d'un logement d'outil. Tous les moteurs sont préconfigurés avec des câbles de connexion et des codeurs incrémentaux. Les connecteurs sont ensuite enfichés sur une « platine de commutation » qui fournit les connexions pour le moteur et les modules supplémentaires, ainsi que la configuration spéciale de branchement pour le côté commande. L'avantage de cette solution est que, en cas d'urgence, le client peut lui même remplacer le moteur grâce à la fonctionnalité « plug-and-play », évitant ainsi le ressoudage autrefois nécessaire sur des connexions spéciales. Un joint d'étanchéité contre l'inévitable poussière de papier augmente encore la durée de vie des moteurs robustes. Sans l'intrusion de corps étrangers, le couple de friction balais/collecteur est moins sujet à l'usure.
Pour guider le couteau de découpe à la hauteur exacte, la tête est équipée d'un moteur 28 W d'un couple de 180 mNm, d'un diamètre de 35 mm et long de 57 mm. Une vis de levage fait office de réduction autobloquante et permet ainsi de positionner le couteau de découpe de manière précise et sans jeu. Pour l'axe C par contre, des unités complètes moteur-réducteurs, constituées d'un moteur 80 W avec des réducteurs planétaires métalliques bridés de 530 mNm, sont utilisées. La dynamique élevée des moteurs C.C. permet une compensation numérique de la hauteur du plateau (suivi d'outil vertical) sur toute la surface de travail et donc une grande précision. Ceci garantit une distance constante entre l'outil et le plateau à vide et donc aussi entre l'outil et le matériau à traiter.
Aujourd'hui, les micromoteurs peuvent être ajustés individuellement pour satisfaire aux critères souhaités, tout comme leurs grands frères. Si l'entraînement est adapté aux critères d'application dès le départ, de nombreux problèmes et compromis risquant de survenir avec les moteurs standard peuvent être évités pendant la construction. Cela permet également de faciliter la mise en œuvre de caractéristiques spéciales en termes de forme, puissance, compatibilité électromagnétique, fonctionnalité « plug-and-play » ou étanchéité face à certaines substances. L'utilisateur économise son propre temps de développement et peut mettre son produit plus rapidement sur le marché, un avantage qu'il est autrement difficile de se procurer.
