Une perfo automatique
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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...

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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.

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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...

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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...).

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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!

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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.

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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!

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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.

 

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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.

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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...).

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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?

 

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