SAG – Profileuses à froid
SAG utilise une profileuse à froid avec un système de coupe au vol
Introduction
La vitesse maximale de production pose différents problèmes conceptuels de nature mécanique et liés à la commande du mouvement
Gefran studied for SAG a highly dynamic control system.
Le profilage à froid est une technique de cintrage continu : une bande de tôle, généralement en acier ou aluminium, passe à travers un ensemble de galets, installés sur des groupes consécutifs. Chaque groupe exécute une partie du formage, jusqu’à obtenir le profilé recherché.
Les profileuses sont utilisées pour fabriquer des profilés ouverts (en oméga, C, Z et combinés) ou fermés (par exemple, des tubes ronds, ovales ou carrés).
En fin de ligne, le profilé ainsi obtenu est découpé par un système de coupe au vol.
Le client
Basée près de Milan, SAG est une entreprise spécialisée dans la réalisation de ligne de coupe longitudinale et transversale de bobines de tôle (ligne de refendage et de coupe à longueur) et de lignes de profilage pour la production de tubes soudés, de profilés ouverts et de tôles façonnées.
Le processus
La ligne en question est une profileuse utilisée pour l’usinage de tôles d’une épaisseur comprise entre 0,5 et 3 mm, destinées à la production de profilés ronds (diamètre maximum de 50 mm) ou carrés (côté de 40 mm).
La tôle est soumise à une première opération de cintrage avant de passer à travers la section de finition, où le profilé est refermé, les bords en tôle juxtaposés. Elle est ensuite soudée longitudinalement, de façon à obtenir un tube rond.
La section de calibrage réduit le diamètre du tube, lequel est ensuite acheminé vers les têtes de turc, qui modifient la section du profilé. Il sera ainsi possible d’obtenir des tubes carrés, rectangulaire, ronds ou ovales.
Enfin, le tube est découpé à longueur par des cisailles volantes. Ce système est dit de coupe au vol car il permet d’obtenir des tronçons de profilé à partir d’un processus continu.
Le groupe de coupe est installé sur un chariot qui se déplace parallèlement au profilé à couper ; au départ, le chariot reste en attente pendant que le profilé avancé sous l’action de la section de formage.
Le moment venu, le chariot accélère jusqu’à atteindre la même vitesse linéaire que celle du profilé ainsi que la position de coupe correcte. Une fois ce synchronisme obtenu, le moteur du système de coupe déplace une scie circulaire vers le tube à couper.
Le problème
La vitesse maximale de production – 160 m/m pour une longueur de coupe de 6 m en fonctionnement continu contre un standard d’environ 100m/mn – pose différents problèmes conceptuels de nature mécanique et liés à la commande du mouvement.
En ce qui concerne la commande du mouvement, les principaux problèmes concernent le système de coupe au vol. Des accélérations élevées, tout comme la capacité du système à synchroniser avec précision et le plus rapidement possible le chariot avec le profilé à couper, imposent l’utilisation d’un système de commande hautement dynamique.
Pour éviter des contraintes et une usure excessives des composants mécaniques, le système de commande doit permettre un maximum de souplesse des mouvements et l’absence de discontinuité dans la demande de couple.
La solution
Afin d’obtenir une coupe précise, le chariot doit non seulement se trouver dans la bonne position, mais aussi synchroniser parfaitement sa vitesse.
Tout écart de vitesse entraîne en effet des imperfections de coupe, voire des fluages ou des ruptures mécaniques. Le micrologiciel des cisailles volantes est expressément conçu pour régler la position réciproque du chariot et du profilé à couper.
Le profil de vitesse du chariot est défini par une came électronique en fonction de la vitesse de la ligne et de la longueur de coupe. Les accélérations, positives ou négatives, sont programmables à partir d’un profil linéaire à sinusoïdal, de manière à pouvoir choisir le meilleur compromis entre la nécessité de réduire, d’une part, le couple maximum demandé au moteur et, d’autre part, l’usure des organes mécaniques.
La mise en service du système est simplifiée grâce au configurateur GF-eXpress, lequel permet d’agir aussi bien sur les paramètres de système du variateur que sur les variables spécifiques de l’application.
L’utilisation d’un oscilloscope numérique Softscope à échantillonnage synchrone (échantillon de 1ms) permet en outre une gestion “run time” simultanée des variables de l’entraînement et de l’application, au profit de l’optimisation du système de commande.