Finition des thermoformés à grande vitesse : le laser scan

Comment fonctionne le laser scan

Le principal avantage du laser scan réside dans l'exécution parfaite de la géométrie de coupe. La tête de scannage est montée sur le poignet du robot : le faisceau laser, focalisé par un objectif particulier, est déplacé par deux miroirs montés sur deux galvanomètres, dont les axes sont perpendiculaires l'un à l'autre.

L'objectif, placé en amont des galvanomètres, est doté d'un galvanomètre linéaire qui garantit la focalisation correcte du faisceau laser sur tous les points du champ opératoire du laser scan.

Le champ opératoire est fixé par le constructeur, en optimisant les temps de coupe du scannage et ceux dont le robot a besoin pour atteindre les différentes positions. On choisit en général un champ assez petit, par exemple 200×200 mm², pour couper à la vitesse la plus élevée possible et compenser ainsi l'augmentation des temps de déplacement du robot.

Le laser scan est monté sur le poignet du robot : dès que celui-ci se positionne sur la zone de coupe, il donne le feu vert au laser scan, qui exécute les coupes prévues dans son champ opératoire.

Un exemple pratique de fonctionnement

Imaginons devoir réaliser, sur une plaque plane mince, deux trous de diamètre différent dans une zone et deux carrés de côté différent dans une autre zone de la plaque.

En partant de la position home, le programme du robot le positionne de manière à ce que les deux trous se trouvent dans le champ opératoire du laser scan. Une fois en position, le robot commande l'exécution du programme des deux trous. La coupe terminée, le scannage libère le robot pour qu'il se déplace vers la zone suivante, où le laser scan exécute le programme de coupe des deux carrés.

L'opération terminée, le laser scan indique au robot de revenir en position de départ, prêt pour le travail suivant.

Les programmations du système laser robot avec laser scan

Le système laser robot, équipé du laser scan, nécessite deux programmations différentes :

• les parcours de coupe, qui peuvent être programmés hors ligne puis chargés sur le contrôleur du scannage ;
• la séquence des positions que le robot doit prendre, généralement réalisée par auto-apprentissage, en veillant à positionner le scannage à la bonne distance focale du plan de coupe.

Le laser robot avec laser scan trouve son application dans la finition des thermoformés dont la plupart des parois présentent de faibles épaisseurs, comme les cellules réfrigérées ou les congélateurs (inner liner).

Ces thermoformés ont des surfaces d'épaisseur parfois inférieure au millimètre, sur lesquelles on atteint des vitesses de coupe supérieures à 25 m/min (420 mm/s). Malgré la vitesse élevée, le système conserve la géométrie de coupe avec une grande précision.

Quelques exemples ont été obtenus avec le système RX3 équipé du laser scan et d'une source laser RF899 de production Cutlite Penta : ces ouvertures, réalisées sur une épaisseur de 1 mm, ont été exécutées à une vitesse de 22 m/min.