Les différentes étapes de la fabrication d'une
perforatrice sont détaillées dans la description de la perforatrice
multi formats. Cette page donne quelques détails de construction qui m'ont
souvent été demandés, concernant cette première petite machine.
La machine terminée:
Pour se mettre en appétit, voici la machine telle
qu'elle se présente en cours d'utilisation. Tout est caréné dans les restes
d'une ancienne imprimante OKI, modèle Microline 182. Cette machine est particulièrement bien
adaptée au "bricolage", car la totalité de ses éléments est montée sur un châssis métallique qu'il est assez aisé
de modifier. Comme
il fallait quelque chose de sérieux pour le guidage du carton, il a été
nécessaire d'ajouter une table d'entrée construite à partir de plaques d'abs provenant de
la carcasse d'une autre imprimante...
La tête de perforation
La tête est un assemblage de plaques d'aluminium
(3mm d'épaisseur pour les côtés, 4 mm pour les entretoises). Le tout est
assemblées par de la visserie de 3, dans des taraudages effectués directement
dans la tranche des plaques de 4mm. Longueur 220mm, hauteur 115mm, largeur:
30mm, profondeur du col de cygne: 175mm, pour un poids d'environ 1 kg. Elle
forme donc un coffre qui englobe toutes les parties mobiles.
Le moteur :
Le fonctionnement de cette tête est purement
mécanique. L'énergie qui sert à faire descendre le poinçon est fournie par
un moteur électrique utilisé habituellement en modélisme pour la propulsion
de certains modèles réduits de voitures. Ce moteur est très robuste, peu onéreux, et ses performances
dépassent largement celles de moteurs apparemment similaires que l'on rencontre sur
du matériel électro portatif bon marché. Ce modèle est distribué par
Graupner sous la référence Speed 400.
Le voilà tout beau,
en situation, avec tout son bazar pare-étincelles
Le réducteur :
Il fallait faire robuste et compact. Le
réducteur utilise un train d'engrenages provenant d'un système de
verrouillage de portières d'un voiture (Saab!). Le rapport de réduction est
de 1:58. Le mouvement alternatif est obtenu au moyen d'une excentrique
solidaire du dernier pignon. La course totale au niveau du poinçon est de 6
mm.
Les capteurs optiques et
le switch d'arrêt sont à gauche, le coulisseau de poinçon à droite
Le coulisseau de poinçon est un
rondin de Stub de 12 mm coulissant dans des paliers en bronze (guidage de
tête d'imprimante). Il ne faut pas que cela puisse tourner à cause du
poinçon carré...
Histoires de poinçon et de matrice
Le plus simple pour commencer est de faire un
poinçon rond: on fait un trou dans un morceau d'acier dur qui sert de
matrice, et la queue du forêt correctement affûtée sert de poinçon.
L'ajustage est excellent, et cela fonctionne parfaitement. Mais... les trous
sont circulaires et ça fait des cartons moins jolis. Lorsqu'il s'agit de faire un ensemble
poinçon matrice
carré, c'est une autre paire de manches avec des moyens d'amateur. Mais... avec un peu de méthode et de ruse, on y arrive.
La matière de base est constituée d'anciennes
limes à métal (plate et ronde) que l'on détrempe pour l'usinage. Voir
comment procéder ici pour la détrempe
(suivre le lien matrice)
Commencer par usiner le trou carré de la
matrice dans un morceau de lime plate: Faire un trou rond
que l'on rend carré (du mieux que l'on peut!) à l'aide d'une petite lime.
Quand on est satisfait du résultat, retremper la matrice.
Ensuite, fabriquer le poinçon dans un morceau
de lime ronde (usinage à la meule et à la lime). Faire un peu plus gros que
le trou de la matrice. Puis, en s'aidant d'un étau, forcer le poinçon à
rentrer dans la matrice. S'il n'y a pas trop de matière à enlever, la
matrice déjà trempée, usine le poinçon qui ne l'est pas encore. Répéter
l'opération plusieurs fois, tremper le poinçon, et finir son ajustage à la
pierre à huile.
C'est presque plus compliqué à expliquer qu'à
faire, et cela donne un excellent résultat. La longévité du système obtenu
est plus que satisfaisante, et le prix de revient... dérisoire!
Entraînement et guidage
Le moteur de tête est un 48 pas provenant de
l'avance papier d'une imprimante laser. Ce moteur fonctionne en mode demi pas
pour une meilleure précision de positionnement.
Le guidage de la tête utilise le coulisseau
d'origine de l'imprimante d'une part, et d'autre part, un "soutient"
composé de 2 roulements à bille en V (guidage de tête dans un ancien disque
dur...).
Pour la petite histoire,
la poulie crantée en alu du moteur a été moulée au plâtre, d'après un modèle en
nylon... qui patinait!
Le système d'avance du carton
Moteur, réducteur, et rouleau d'entraînement
sont d'origine... Rien à faire de ce côté!
Des presseurs relevables ont été ajoutés, sur le rouleau d'avance
et sur la table d'entrée. Le rouleau rouge est d'une matière assez tendre et
provient tel quel, avec son capot et ses ressorts presseurs, du système de
cuisson de l'encre sur une imprimante laser.
Bien pratiques les
presseurs relevables pour retirer le carton sans le couper, et écouter un petit bout...
Astuce: Le gros transfo qui alimente le moteur
de poinçon est logé sous la table d'entrée. Précautions à prendre au
niveau du câblage et du connecteur qui est loin d'être quelconque, car on
trimballe du 220 volts en compagnie de la basse tension!
Les capteurs
Ce sont des éléments essentiels du système de
positionnement, et ce n'est pas toujours facile de leur trouver une place. Pour
le rotatif: facile, car le moteur comporte 2 bouts d'arbre. Le disque en métal
est fixé sur un bouton de potentiomètre. La largeur de la fente est de 3mm.
Le capteur linéaire se déplace avec la tête.
Oui, c'est un peu plus compliqué, mais bon... C'est l'héritage d'une première
implantation de la motorisation de la machine dans laquelle le moteur était
lui-même solidaire de la tête.
Si l'on compare aux photos de la page
précédente, on voit bien que des choses on changé et qu'une scie est
passée par là! Le système d'entraînement à crémaillère (d'origine
sur l'imprimante) a été abandonné car il est trop susceptible de coincements
à cause des confettis de carton. Dommage, car c'était très élégant et ça
me plaisait bien!...
L'électronique
Bon, comme d'hab je n'ai pas fait de
circuit imprimé. Une plaque d'essais à trous (avec plan de masse svp! Pas
utile, mais je n'avais que ça...).
Le gros transfo de gauche est celui d'origine de
l'imprimante, ou tout au moins son primaire, car le secondaire a été
complètement rebobiné. Je tenais à le conserver, car il est couplé à une belle
petite plaque de filtre secteur qui porte également le fusible et
l'interrupteur.
Le 5V logique est fabriqué par le tout petit
transfo juste à côté.
Mais bon... ça ne s'est pas aussi bien passé que
ça puisque le seul et unique gros transfo s'est avéré un peu faiblard pour
tout faire. Alors, il a été déchargé de la fonction moteur de tête comme vu
plus haut.
Autrement... Ben pas grand chose quoi: 2 circuits
TTL, 8 transistors et un relais. A peu de choses près, c'est le schéma
Perfojipe-V2.
Le switch rouge en bas à
côté du connecteur Sub D ne figure sur aucun schéma, et nécessite une
version spéciale du soft. Comme ça je peux me servir de l'un de mes PC dont le port
parallèle est en partie cramé....
La bestiole en action!
C'est Perfojipe-V3 qui contrôle la chose... Pas
trop mal comme vitesse non?
