La société SOGA Gallenbach GmbH de Pforzheim conçoit et développe des machines spéciales. Elle a notamment mis au point une unité de vissage multiple pour ROMA, l’un des principaux fabricants de systèmes de protection contre le soleil. Il l’utilise pour assembler des rails profilés de manière fiable. Pour cela, SOGA a fourni une unité pourvue de plusieurs têtes de montage. La surveillance de la profondeur et du couple de vissage est effectuée avec précision. La technique d’entraînement nécessaire pour les axes des têtes, comme les servomoteurs synchrones, les engrenages planétaires et à crémaillère ainsi que les variateurs, est fournie par STÖBER. Un LeanMotor, extrêmement compact et dynamique, est également utilisé. La nouvelle catégorie de moteurs STÖBER sans encodage représente une alternative économique et robuste au servomoteur. STÖBER a également réalisé la conception et le dimensionnement mécaniques. DEPRAG complète ce partenariat et a fourni, en tant que spécialiste du vissage, les modules de fonctions de vissage nécessaires.
Pour illustrer ses ambitions, Fabian Gallenbach explique : « Nous proposons à nos clients des développements spéciaux qu’ils peuvent utiliser de manière productive dès leur livraison ». Avec ses dix collaborateurs, le gérant de SOGA Gallenbach GmbH à Pforzheim conçoit et développe des machines spéciales, des solutions pour la construction d’appareils et l’impression 3D et commercialise des composants pneumatiques. Les clients sont surtout issus des secteurs de l’ingénierie médicale et aérospatiale : « il s’agit d’industries qui ont une demande particulière en matière de précision », précise M. Gallenbach. Et il s’y connaît en précision, car il a suivi une formation chez un fabricant de montres suisse. Il y a appris à diviser un micromètre en deux. Lorsque la société a été fondée, son objectif était d’appliquer cette précision apprise à l’ingénierie mécanique. Ainsi, l’entreprise répond aux exigences croissantes de ses clients. « Nous ne traitons presque plus de demandes simples », indique le gérant. Pour mettre en œuvre ces solutions sophistiquées, SOGA Gallenbach s’appuie sur des fournisseurs sélectionnés, voire des partenaires. Il s’agit depuis des années de STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co KG, également basée à Pforzheim, et de DEPRAG SCHULZ GMBH & CO. KG à Amberg, en Bavière.
Visser sans reprise
SOGA Gallenbach est en contact régulier avec STÖBER. Lors de nouveaux projets, il est ainsi plus facile d’entrer directement dans les détails. Quand il s’agissait de trouver une bonne association moteur-réducteur, les spécialistes de l’entraînement ont souvent aidé les fabricants de machines, à développer par exemple une unité de vissage multiple. Le client est ROMA, l’un des principaux fabricants de systèmes de protection contre le soleil, tels que des volets roulants, des stores vénitiens et d’autres écrans textiles.
Jusqu’à présent, ce fabricant de taille moyenne travaillait avec une unité de vissage à déplacement automatique pourvue d’une alimentation de vis pour percer et visser jusqu’à trois rails profilés en aluminium ou en plastique - sans aucune mesure de surveillance. « La vis de perçage entre la tête de vis et le rail profilé dans les alliages d’aluminium corroyés produit souvent des copeaux », explique M. Gallenbach. Pour l’aspect, un cache est positionné sur la vis. Mais en raison des copeaux, le cache ne peut pas être fixé proprement. Les salariés de la production devaient toujours reprendre ce travail à la main. C’est ce que voulait dorénavant éviter ROMA.
« Au cours des 15 dernières années, nous avons développé plus de 50 unités de vissage automatiques avec des couples de 0,4 à 200 Newton-mètres », rapporte M. Gallenbach. « Cela a permis à nos clients de poser des vis sans que l’opérateur ait besoin de les resserrer ou de les reprendre manuellement ». ROMA voulait une solution qui pré-perce également les rails profilés à usiner d’une longueur de 710 à 5 710 millimètres. Pour des processus fiables, SOGA a développé une unité de vissage automatique qui peut surveiller diverses profondeurs de vis et différents couples de vissage. « Nous avons développé une stratégie particulière pour le vissage de plastique dans laquelle notre visseuse pneumatique travaille avec des impulsions de pression », précise M. Gallenbach. En effet, le plastique ne nécessite pratiquement pas de couple plus élevé lors du serrage final que pendant tout le processus de vissage. C’est pourquoi l’unité doit fonctionner de manière particulièrement délicate. Les ingénieurs ont également équipé l’installation de deux tiroirs pour y poser les rails profilés. L’unité organise ainsi l’usinage de ces profilés séparément ou de manière synchrone. Les composants sont insérés et serrés manuellement.
La parfaite combinaison moteur-réducteur
Pour SOGA Gallenbach, il était important dans ce développement de pouvoir compter comme partenaire STÖBER qui offre une gamme complète de produits. « Les tiroirs se déplacent sur deux axes Y en mode automatique », explique Guido Wittenauer, représentant commercial de STÖBER qui gère SOGA. Pour cela, les spécialistes de l’entraînement ont fourni un engrenage planétaire de la série PE avec entraînement par courroie et broche associé à un servomoteur synchrone EZ pour chaque tiroir.
Le système fournit les vis automatiquement et les serre de façon pneumatique. Pour ce faire, l’unité est équipée de cinq têtes de montage qui se déplacent indépendamment les unes des autres sur une crémaillère dans l’axe X. « Nous avons équipé chaque tête d’un axe Z et d’un axe de perçage », déclare M. Wittenauer. Sur l’axe X, STÖBER a fourni des entraînements à crémaillère de la série ZVPE ainsi que des servomoteurs synchrones de type EZ. Des moteurs EZ avec entraînement par broche sont également utilisés pour l’axe Z. Pour éviter que les cinq têtes n’entrent en collision sur la crémaillère, les ingénieurs de STÖBER ont mis en place une triple protection contre les collisions : la commande surveille les positions les unes par rapport aux autres, les fins de course logiciels ont été paramétrées avec la plage de déplacement autorisée pour chaque axe X, et de plus, chaque tête a été dotée d’un contacteur de sécurité mécanique.
Les têtes de montage, appelées modules de fonctions de vissage (SFM), proviennent de DEPRAG. L’unité de vissage serre les vis les unes après les autres avec la plus grande fiabilité. Pour atteindre le temps de cycle souhaité, une conception multibroche robuste est utilisée. La plage de couple de ce module se règle individuellement en fonction de chaque opération de vissage. Le module de vissage DEPRAG, équipé des composants d’origine, est testé de manière ciblée et exhaustive pour l’ordre de fabrication spécifique et est inséré dans l’unité sous la forme d’un composant fonctionnel. Les coûts d'ingénierie propres s’en trouvent ainsi réduits au minimum. « Notre vaste gamme de modules standard comprend une solution efficace pour toutes les opérations de vissage. Ce vaste programme standard peut même répondre aux besoins très particuliers de manière peu coûteuse et au cas par cas », selon Daniel Guttenberger, chef de produit de DEPRAG Technologies de vissage, qui décrit les avantages des modules de fonctions de vissage. L’alimentation des vis nécessaires est effectuée par le bol vibrant eacy feed. Les cinq modules de fonctions de vissage sont alimentés simultanément par une seule unité d’alimentation ! Cela est rendu possible grâce à l’utilisation d’un bol vibrant à double mouvement, également appelé dispositif jumeau, en association avec une triple unité de séparation.
Pour la broche de perçage, le moteur doit être aussi compact que possible et présenter un faible poids mort. « De cette façon, nous pouvons minimiser la masse des cinq axes à déplacer et obtenir un positionnement très rapide », explique M. Wittenauer. En plus du perçage, l’enfoncement doit également être possible par la suite. Cela nécessite des réglages moteurs hautement dynamiques. STÖBER a livré le LeanMotor (LM). Grâce à ce nouveau développement, la vitesse et le couple peuvent être réglés en continu de l’arrêt à la vitesse maximale avec un contrôle complet du couple - et le LM fonctionne entièrement sans encodeur. À performances égales, la solution est nettement plus légère et plus compacte qu’un entraînement asynchrone et est plus économique et plus robuste qu’un servomoteur. Avec des rendements allant jusqu’à 96 %, les moteurs atteignent la classe d’efficacité IE5. ROMA bénéficie ainsi de besoins énergétiques moindres et d’une longue durée de vie. Chaque tête est équipée de trois moteurs, qui peuvent être positionnés très près les uns des autres. « Comme notre LeanMotor fonctionne sans encodeur, seul un câble d’alimentation standard est nécessaire, sans fils ni blindage supplémentaires », précise M. Wittenauer.
Fiable en arrière-plan
STÖBER a équipé les moteurs de neuf régulateurs d’axes doubles de la série SI6. Cette solution hautement dynamique fonctionne de manière fiable en arrière-plan, même lors de mouvements exigeants. Les fonctions de sécurité STO (Safe Torque Off) et SS1 (Safe Stop 1) sont intégrées, certifiées selon la norme EN 13849-1 (PL e, cat. 4). « Le variateur, qui ne fait que 45 millimètres d’épaisseur, est conçu comme un dispositif juxtaposé », énonce M. Wittenauer. « Un seul variateur peut contrôler jusqu’à deux axes. Le nombre d’axes à commander peut être librement mis à l’échelle en reliant plusieurs variateurs entre eux ». L’installation des différents composants est résolue de manière pratique : les modules Quick-DC-Link brevetés permettent de fixer par simple clic des rails en cuivre standard pour distribuer l’énergie et installer facilement les variateurs. STÖBER gère également la communication par le système de bus de terrain PROFINET basé sur Ethernet.
Mais en tant que partenaire, STÖBER n’a pas seulement fourni les composants appropriés. « Nous avons également réalisé la conception et le dimensionnement mécaniques », dit Guido Wittenauer. Le spécialiste de l’entraînement a déjà apporté son assistance dans la phase de l’offre. Ensemble, les deux parties ont discuté des points critiques et les ont gérés étape par étape. « L’idée que le moteur avec le réducteur et la roue dentée avec l’engrenage hélicoïdal forment une seule unité sur l’axe X a été développée conjointement lors des discussions sur le projet », explique le gérant, M. Gallenbach. La proximité physique et le bon contact personnel entre les deux sociétés ont bien entendu facilité la collaboration. Le paramétrage des axes a ainsi pu être effectué facilement sur place. « La conception de l’ensemble de notre concept est notamment basée sur les calculs en matière de technique des moteurs, » précise M. Gallenbach. « En cas d’erreur de conception, elle pourrait mettre en danger toute l’automatisation. »
Les intégrateurs de systèmes et constructeurs d’unités sont à la recherche de blocs constitutifs bien pensés capables de s’intégrer rapidement et d’apporter une grande fonctionnalité à leurs machines. Par la standardisation et la conception modulaire de modules de fonctions de vissage, DEPRAG permet d’affronter dès la phase de planification les importantes contraintes s’exerçant sur les unités d'assemblage modernes en termes de coûts et de temps. « Les normes auxquelles nous soumettons nos unités de vissage sont à la fois claires et savamment pensées. Ceci permet de réduire considérablement les délais de planification et de livraison, » explique M. Guttenberger. La conception compacte et robuste et des interfaces simples permettent une intégration facile des unités de vissage de tout système d’assemblage. Et ROMA ? Le fabricant de systèmes de protection contre le soleil peut désormais réaliser sa fabrication avec une fiabilité beaucoup plus importante - sans aucune reprise.
Contact presse :
Dagmar Dübbelde
DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG
Carl-Schulz-Platz 1
D-92224 Amberg
Tel : 09621 371-343
Fax : 09621 371-199
E-mail : d.duebbelde@deprag.de
