Contrôleur intégré : simplification du développement d'une nouvelle coupeuse de tubes au plasma

5 axes de déplacement et entrées/sorties gérés en temps réel par un contrôleur compact

25 Juillet 2011 --- Techserv Cutting Systems, constructeur spécialisé dans les machines de coupe à commande numérique, a développé et mis au point une nouvelle machine de coupe au plasma pour les conduits de fumées. L'interpolation sophistiquée des mouvements du système de coupe augmente considérablement la cadence de production grâce à un module économique Baldor de commande en temps réel de la machine.

Coupant des conduits de fumées en aluminium et en acier inoxydable à n'importe quel angle, cette machine automatise toutes les phases de fabrication. Par exemple, jusqu'à présent les tuyaux coudés étaient produits en découpant des formes complexes dans une tôle ensuite roulée et soudée avant le montage. Ce procédé de fabrication en plusieurs phases implique obligatoirement des déplacements importants des pièces travaillées dans l'atelier, ce qui prend beaucoup de temps.

La nouvelle machine élimine la pré-découpe de formes complexes. A la place, la tôle est d'abord roulée dans un tube et soudée ; ensuite chaque tube est chargé successivement dans la machine. L'ensemble de ces opérations s'effectue automatiquement ; une simple coupe d'angle ne prend que quelques secondes. La coupe des angles aux extrémités d'un tuyau coudé et leur montage prenait auparavant environ 15 minutes au total : aujourd'hui, ces opérations ne prennent que 4 minutes.

Le tube coupe est monté dans la machine avec son extrémité supérieure maintenue dans un embrayage rotatif à commande pneumatique. Le chalumeau de coupe au plasma se déplace verticalement pendant la rotation du tube à une vitesse qui détermine l'angle de séparation ou la cote et la forme du perçage. L'axe de rotation et l'axe vertical du chalumeau sont entraînés par des servomoteurs brushless Baldor Série BSM commandés par des variateurs numériques asservis Baldor MicroFlex avec interpolation pour garantir une vitesse de coupe constante quel que soit le profil de coupe ou le diamètre du tube. La machine accepte des tubes de diamètre 90 à 350 mm et d'épaisseur 1,5 mm.

La machine de coupe des tubes comporte également 3 axes entraînés par des moteurs pas à pas Baldor. Deux d'entre eux contrôlent la position d'une paire de rouleaux de guidage qui supportent le tube pendant la coupe et sont rapprochés ou éloignés en fonction du diamètre du tube. Ils se déplacent également automatiquement latéralement pendant le rechargement du tube pour faciliter l'accès de l'opérateur. Le troisième axe entraîné par un moteur pas à pas fait varier la distance entre le chalumeau au plasma et la paroi du tube pendant la coupe pour un fonctionnement optimal.

Les 5 axes sont commandés par un module de commande temps réel compact Baldor NextMove ESB-2 qui reçoit les commandes directement d'un système de commande numérique sur PC développé par Techserv pour les applications de coupe de profils de tubes. Le logiciel de commande numérique sous Windows XP présente toutes les informations à l'opérateur sur un grand écran couleur tactile.

Le contrôleur Baldor NextMove est particulièrement économique pour ce type d'applications : il offre toutes les fonctions de commande des 5 axes de la machine, le modèle de base pouvant même accueillir 2 axes supplémentaires le cas échéant pour de futures variantes de la machine. Ce contrôleur comporte également des fonctions d'entrées/sorties complètes, avec encore des options d'extension, pour constituer une plateforme économique de commande des machines.

Mike Cowley, Directeur Technique de Techserv précise : « Le langage de programmation Mint Baldor nous permet de développer très rapidement des programmes de commande de mouvement pour des applications personnalisées de ce type. L'intégration du contrôleur NextMove avec notre système de commande numérique a également été rapide car il utilise les mêmes conventions de noms de l'interface de programmation (API) que les commandes ActiveX. Comme nous devons modifier à la volée la vitesse des axes asservis de la machine pour conserver une vitesse de coupe constante, l'interpolation rapide du contrôleur constitue un avantage primordial. De plus, comme pour la plupart de nos machines de coupe au plasma, nous constatons que la commande Mint 'Hold-To-Analog' est particulièrement utile car elle permet de contrôler en temps réel l'arc au plasma à partir du contrôleur NextMove. Nous surveillons en permanence la tension de l'arc et le logiciel interprète cette valeur analogique pour régler automatiquement la distance entre le chalumeau et le tube ; nous maintenons ainsi les caractéristiques constantes du jet plasma pour garantir une coupe optimale. »

La nouvelle machine de coupe au plasma a été mise au point pour Flues & Flashings, société spécialisée dans la production de gaines et de tubes pour le chauffage domestique et professionnel. Gary Watkins, Responsable des méthodes de Flues & Flashings, déclare : « Les performances de la machine de coupe au plasma sont excellentes. La modification du procédé par une mise en forme préalable des tubes avant la coupe au lieu de la coupe de formes complexes sur des tôles nous a permis de pratiquement quadrupler notre capacité de production. En fait, nous avons produit 6 mois de stock pendant les deux premières semaines d'utilisation de la machine. »

Vidéo de la coupeuse de tubes au plasma Techserv : http://www.youtube.com/watch?v=_0nY2rZaAvQ