Machine d'insertion de fils
En fabrication
Le contexte
Parmi les produits fabriqués chez CERV figurent des inductances : des composants électroniques dont la fabrication nécessite d'insérer des fils de laiton dans des bobines plastiques, puis de les couper à une longueur précise. Face à des volumes de commandes en forte hausse, le moyen de production existant atteignait ses limites.
Après la conception de plus de 100 gabarits et outillages qui m'ont permis de faire mes preuves, CERV m'a confié un projet d'une toute autre échelle : concevoir la machine remplaçante, entièrement, de A à Z.
Ma démarche
Partir du terrain, pas d'une feuille blanche. J'ai rédigé moi-même le cahier des charges fonctionnel en partant des contraintes de l'atelier et des objectifs de production : 11 fonctions y sont définies et chiffrées, du stockage des bobines de matière première jusqu'à la sécurité de l'opérateur, en passant par la précision d'avance du fil et l'évacuation automatique des chutes.
Modéliser les efforts avant de choisir les composants. Pour chaque sous-système — entraînement du fil, coupe, insertion — j'ai construit des modèles représentant les efforts réels en jeu afin d'en déterminer les résultantes. Ce sont ces modèles qui m'ont permis de dimensionner et de sélectionner chaque actionneur en toute confiance : moteurs, vérin pneumatique, éléments élastiques.
Apprendre en chemin. C'était ma première expérience de dimensionnement de moteurs pas-à-pas — la phase de conception a donc déjà été, en soi, un vrai apprentissage.
Alimentation et entraînement du fil
Le fil est déroulé depuis des bobines de matière première, puis entraîné par un système de galets dont l'effort de pressage — calculé pour éviter tout glissement — est appliqué par un empilement de rondelles Belleville. L'avance à longueur précise est assurée par un moteur pas-à-pas.
Coupe du fil
Le fil est sectionné par un système de guillotine dimensionné pour cisailler le laiton écroui, capoté pour la sécurité de l'opérateur.
Évacuation des chutes et sécurité
Un système dédié évacue automatiquement les chutes de coupe pour ne pas encombrer le poste. L'ensemble de la machine est capoté afin d'écarter l'opérateur de toute zone en mouvement.
Ouvrir le projet aux autres métiers
Le pilotage de la machine relève de compétences électroniques et logicielles que je ne maîtrise pas encore, mais que j'aimerais acquérir au fil de mon parcours. En attendant, j'ai contribué à ce volet à ma mesure : bilan de puissance de l'installation, sélection du matériel de commande, et préparation d'un dossier technique — incluant un diagramme de séquencement des événements — à destination du bureau d'études électronique, qui développe la partie commande, le logiciel étant quant à lui développé conjointement.
Les chiffres, et ce qu'ils veulent dire
Où en est le projet
La pièce ci-dessus n'est pas le produit fini : ce sont les picots — qui seront connectés aux deux extrémités du fil bobiné — qui viennent d'être insérés par la machine. L'étape suivante, le bobinage à proprement parler, reste à réaliser en aval.
La conception mécanique est terminée et validée. La machine est aujourd'hui en phase de fabrication des pièces nécessaires aux premiers essais. Je suis conscient que la mise au point sera sûrement ponctuée d'erreurs et d'ajustements — mais c'est précisément ce qui accélère le plus l'apprentissage.
C'est un projet que j'ai à cœur de mener jusqu'à sa mise en service au cours de ma 3ᵉ année. Cette page sera mise à jour avec un retour d'expérience complet une fois la machine en fonctionnement.
Mobilisé : Cahier des charges fonctionnel · CAO Inventor · Modélisation d'efforts · Dimensionnement d'actionneurs · Bilan de puissance · Gestion de projet · Collaboration interservices