Pour réussir à intégrer de plus en plus de puissance sur une petite surface de circuits imprimés, les développeurs s’emploient à loger des contacts plus denses dans des connecteurs plus légers et plus petits. Pour assurer la qualité et la flexibilité, l’entreprise familiale britannique Harwin plc mise sur l’automatisation Festo avec le kit de servopresse YJKP et le système de manipulation compact YXMx.
Les connecteurs de grande qualité Harwin sont souvent utilisés dans des conditions ambiantes rudes. C’est là qu’ils font preuve de leur fiabilité et de leur longévité. Ce ne sont donc pas seulement les clients de l’électronique grand public soucieux de faire des économies qui commandent les connecteurs Harwin, mais aussi des entreprises ayant besoin de connecteurs haut de gamme, comme celles du secteur aérospatial, automobile et des sports mécaniques. Des températures de service extrêmes, comprises entre –65 °C et +150 °C, ainsi que de fortes vibrations, font partie du quotidien. Il faut donc que les connecteurs répondent sans faille à des normes très rigoureuses.
La réponse de Harwin aux exigences du marché a été le lancement de la série de connecteurs Gecko. Ces connecteurs d’avant-garde ont des broches espacées de 1,25 mm seulement et sont moitié moins encombrants et 75 % plus légers que les connecteurs Micro-D. Grâce à la tenue de leur assemblage vissé, ils résistent sans dommage à d’innombrables embrochages et débrochages.
L’entreprise a constamment fait évoluer la fabrication des connecteurs Gecko d’un processus manuel à une solution hautement automatisée. Elle est ainsi en mesure de fabriquer des centaines de milliers de connecteurs par an, dans une large gamme de configurations allant de 4 à 50 contacts par connecteur et dans de nombreuses options de montage sur circuit imprimé.
Afin de rendre plus efficace la production des connecteurs Gecko, Harwin a entrepris de développer une nouvelle ligne de fabrication flexible et hautement automatisée. L'objectif était de pouvoir produire différentes configurations de connecteurs en termes de forme et de taille sur une même chaîne de montage. « Pour ce faire, nous avons mis au point une approche modulaire avec Festo », explique Paul McGuinness, directeur de production chez Harwin.
Les rôles principaux sur les nouvelles lignes de production mises en place chez Harwin sont joués par le kit de servopresse YJKP et le système de manipulation compact YXMx de Festo. Le système de manipulation prend en charge les mouvements XY des porte-pièces et des boîtiers en plastique assemblés dans plusieurs stations du système. Les opérations d’insertion et de pliage des broches de contact font intervenir le kit de servopresse, aux mouvements en Z aisément configurables en termes de position et de force.
Le pilotage des actionneurs électriques et pneumatiques est assuré à tous les postes par une commande CECC-X, associée à un terminal de distributeurs CPX/MPA. « Ces systèmes Festo permettent un maximum de standardisation et de modularisation, car ils utilisent toujours les mêmes composants. Cela facilite la mise en service et la maintenance », explique M. McGuinness. L’une des lignes d’assemblage se compose de trois stations centrales, de l’insertion des broches de contact à leur pliage, en passant par l’enfoncement par presse. Dans la première station, les palettes porte-pièces reçoivent les pièces moulées des connecteurs et sont ensuite positionnées à l’aide du système de manipulation compact YXMx en vue de l’insertion des broches de contact. Dans la deuxième station, la servopresse enfonce les broches de contact dans le boîtier du connecteur.
Dans cette opération, la pince de précision Festo HGPT fixe la palette supportant les boîtiers des connecteurs.
La cinématique du portique bidimensionnel constituant le système de manipulation YXMx assure le placement dynamique et précis des composants sous l’outil de presse. Ceci fonctionne parfaitement grâce à la faible masse en mouvement.
Le kit de servopresse YJKP comprend un servomoteur à commande en boucle fermée, un axe mécanique, un contrôleur motion, un capteur de force et le logiciel d’application associé. Résultat : l’outil de la presse amène les broches de contact dans la bonne position, avec précision, en puissance et en douceur. Des fonctions d’évaluation intégrées au logiciel d’application, telles que la surveillance d’enveloppe ou de force d’adhésion (« blocking »), détectent si l’ajustement serré est bien dans les tolérances.
Le système de manipulation et le kit de servopresse sont aussi utilisés dans la dernière station pour plier avec précision les broches de contact à l’angle nécessaire. Le logiciel CoDeSys intégré à la commande CECC-X permet de piloter en position et force le profil de la servopresse durant tout le cycle de travail.
Avec le logiciel d’application fourni, la programmation de la servopresse est on ne peut plus simple : on utilise une interface utilisateur graphique à commande intuitive. Le profil de la presse peut ainsi être adapté aux différentes variantes de connecteurs sans connaissances particulières en programmation. Trois terminaux CPX associés à un terminal de distributeurs et pilotés par la commande maître CECC-X via un bus CAN actionnent successivement les nombreux actionneurs et pinces électriques et pneumatiques.
« La conception modulaire automatisée assure coûts de production moindres et niveau de fiabilité plus élevé, précision, répétabilité et flexibilité », indique l’expert en automatisation M. McGuiness.
Les nouvelles lignes d’assemblage de connecteurs électriques mises en place chez Harwin n’établissent pas seulement des normes exigeantes sur le plan technique, elles créent aussi une conception modulaire et échelonnable de l’automatisation. Les trois stations principales « Amenage des broches de contact dans le boîtier du connecteur », « Enfoncement des broches » et « Pliage des broches » sont basées sur des modules standard utilisant au maximum les mêmes composants :
Fitzherbert Road, Farlington
Portsmouth, PO6 1RT
Grande-Bretagne
Domaine d'activité : fabrication de connecteurs électriques et de composants mécaniques pour circuits imprimés