Optimiser la découpe au laser

Défi

Depuis 1992, une entreprise implantée en Italie s'est spécialisée dans la conception et la fabrication de systèmes de machines laser utilisés dans le monde entier pour la découpe de divers matériaux, dont le métal, le bois, le plastique, la céramique, le verre, le méthacrylate et les matériaux composites.

Ces machines doivent leur succès à leur capacité à produire des pièces complexes avec une précision constante. Étant donné que les clients ont souhaité des pièces plus grandes, découpées dans des alliages plus épais ou plus durs, les performances des machines ont été limitées par la compliance mécanique qui réduisait la bande passante nécessaire à l'exécution des mouvements dynamiques lors de la découpe de pièces en 3D. En tant que partenaire de mouvement de longue date de l'entreprise, Kollmorgen a été désigné pour mettre en œuvre une nouvelle solution de moteur destinée à améliorer la précision, à réduire le cogging et à fournir des performances de positionnement de machine exceptionnelles.

Solution

Kollmorgen, en collaboration avec le client, a mis en œuvre un moteur linéaire à accouplement direct de la série IC refroidi à l'eau afin d'améliorer les capacités de force continue. En éliminant la compliance due aux composants de transmission mécanique tels que les réducteurs et les courroies, la conception du système à accouplement direct a permis d'atteindre un nouveau niveau de précision, de rigidité et de positionnement dynamique. Son niveau élevé de précision et son cogging minimum ont dépassé les attentes du client, tandis que l'absence de maintenance a également eu l'avantage d'améliorer considérablement la productivité.

Une collaboration plus étroite a donné lieu à la mise en œuvre du moteur à accouplement direct de la série KBM pour la tête laser rotative de la machine, ce qui a entraîné une réduction de la cinématique, une augmentation de la précision du mouvement et une diminution de la taille de la tête laser. Le moteur sans boîtier à accouplement direct a été facile à mettre en œuvre en utilisant les propres roulements de la machine pour soutenir le rotor.

Résultats

Le partenariat avec Kollmorgen ainsi que son approche de conception collaborative ont amélioré les performances de la machine de découpe au laser de ce constructeur afin d'offrir un niveau accru de précision.

• De nettes améliorations en termes de précision, de rigidité et d'accélération élevée ont permis d'augmenter de 20 % la productivité de la machine.
• La découpe du métal en 3D grand format est désormais possible, même pour les pièces aussi grandes que des cuves métalliques de 13 mètres de long et de 3 mètres de diamètre, permettant ainsi aux fabricants d'assembler rapidement les pièces dans des ensembles de plus grande envergure.
• Les coupes spécifiques, telles que le chanfreinage ou la coupe en biseau, peuvent désormais être effectuées pour procéder à toutes les opérations d'usinage nécessaires sans processus de finition supplémentaires.
• Flexibilité de découpe pour les tôles de diverses tailles, des plus petits aux plus grands éléments décoratifs.

« Un partenariat étroit sur le plan technique dès les toutes premières phases de conception nous a permis d'explorer ensemble de nouvelles voies et d'accélérer le développement de nouvelles capacités de machine nécessaires pour répondre aux besoins toujours plus complexes des clients finaux. » – Fabio Massari, directeur des ventes, KOLLMORGEN Italie