Technique d’entraînement brushless pour les opérations au quotidien
De l’hydraulique au servomoteur : STOBER augmente le niveau de précision et d’efficacité énergétique dans la fabrication de cartes d’identité
Le constructeur de mécanismes et de machines spéciales Tiepner développe et conçoit des systèmes entre autres pour la production et la personnalisation de cartes d’identité. Le poinçonnage était jusqu’ici réalisé avec des entraînements hydrauliques. Malgré leur fiabilité et leur robustesse, ils n’offraient pas la précision requise et consommaient beaucoup d’énergie, augmentant ainsi les coûts d’exploitation. C’est la raison pour laquelle le constructeur de machines a opté pour la technique d’entraînement de STOBER. Outre les servo-variateurs et les moteurs brushless synchrones, différents réducteurs sont utilisés – des modèles haute performance pour les tâches complexes aux variantes économiques.
Pforzheim, le 15/04/2026 – Carte d’identité, permis de conduire ou carte de membre de salle de sport – il serait pratiquement impossible de gérer la vie quotidienne sans ces petites cartes en plastique à l’intérieur de nos portefeuilles. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment elles sont fabriquées et quelle est la technique complexe utilisée à cet effet ? Christian Höltge connaît la réponse. Il est directeur général de la société Tiepner, un constructeur de machines spéciales basé à Töging en Bavière (Allemagne). L’entreprise développe et construit des systèmes qui permettent entre autres à la Bundesdruckerei (l’imprimerie fédérale allemande) de fabriquer et de personnaliser des cartes de crédit et d’identité au format ID-1. « Elles se composent de plusieurs couches de films qui peuvent contenir des gravures, des puces, des bandes magnétiques, des éléments de sécurité tels que des hologrammes ou des modules RFID et de mémoire », explique-t-il. La gamme de produits de l’entreprise familiale comprend également des outils et mécanismes destinés au soudage des matières plastiques. Outre la Bundesdruckerei, des entreprises de la technique médicale et de l’industrie automobile comptent également parmi ses clients. « Le secteur automobile connaît un fort déclin », affirme C. Höltge. « C’est pourquoi nous devons nous restructurer et adapter nos produits afin de conquérir de nouveaux marchés et de nouvelles applications ». La concurrence est très rude. Les critères de flexibilité, de qualité et de fiabilité sont de plus en plus exigés. Avec ses 13 collaborateurs, l’entreprise opère à l’échelle mondiale et entend continuer à croître. Pour ce faire, Tiepner s’associe à des entreprises partenaires et développe ses activités de vente et de marketing.
Performance et précision
Pour la fabrication de cartes d’identité, de passeports et d’autres documents importants, différents films sont assemblés de manière automatisée à partir de la feuille ou du rouleau. L’installation aligne les films, contrôle l’épaisseur du matériau et les empile avec précision. Le paquet laminé est ensuite alimenté dans la poinçonneuse. Après le poinçonnage, les tolérances dimensionnelles, la qualité de la surface, la fonction RFID et d’autres caractéristiques possibles des cartes sont contrôlés avant qu’elles ne soient empilées dans un chargeur. Des entraînements hydrauliques étaient jusqu’ici utilisés pour le triple poinçonnage. Ceux-ci offrent une puissance volumique élevée, une possibilité de régulation en continu et une conception robuste. Dans la pratique, la précision du réglage et la reproductibilité des résultats ont toutefois montré leurs limites. À cela s’ajoutaient des coûts de maintenance plus élevés et une vulnérabilité aux fuites.
Les responsables de Tiepner voulaient optimiser le dimensionnement des axes, rendre l’unité plus compacte, améliorer l’efficacité énergétique et garantir une mise en service simple. Pour ce faire, il fallait convertir l’unité de poinçonnage à entraînement hydraulique en un servomoteur. Pendant le fonctionnement, les entraînements électriques consomment souvent moins d’énergie, contrairement aux systèmes hydrauliques qui peuvent rapidement devenir onéreux. Leur maintenance est également plus facile. Il ne se produit aucune fuite d’huile. De même, les variations de température n’influencent guère la performance des entraînements électriques. En revanche, la performance des systèmes hydrauliques peut dépendre fortement de la température de l’huile, qu’elle soit élevée ou basse.
Tiepner et la société STOBER basée à Pforzheim sont en contact depuis 2020. « À l’époque, nous avions livré une solution d’entraînement dont notre client est encore très satisfait aujourd’hui », explique Julian Wende, Area Sales Manager chez STOBER. Lors du premier entretien sur place autour du nouveau projet, l’ingénieur commercial a pu se faire une idée globale des installations, de leurs fonctions et de leurs multiples domaines d’application. Il s’est montré très impressionné.
Technique d’entraînement parfaitement adaptée
« Nous avons livré nos servo-variateurs de la gamme SI6 sous forme de système modulaire », poursuit J. Wende. Ceux-ci nécessitent peu de place dans l’armoire électrique grâce à leur largeur compacte de 45 millimètres. En même temps, ils offrent un éventail de fonctions utiles. « Toutefois, un critère plus décisif que la compacité du SI6 est la possibilité de renoncer à des modules d’alimentation redondants », explique C. Höltge : « Pour cela, de nombreux servo-variateurs peuvent être reliés au module d’alimentation central PS6. Cela rend également inutiles les fusibles et le câblage pour chaque axe. »
Les moteurs brushless synchrones compacts EZ sont également montés. Cette gamme offre un couple maximal, une dynamique élevée et une faible ondulation de couple.
Selon les exigences en termes de couple, de vitesse de rotation, de fonctionnement silencieux, d’efficience et de taille, différents réducteurs sont montés dans les installations. Il s’agit notamment des réducteurs planétaires de la gamme P qui présentent un rendement extrêmement élevé et la denture hélicoïdale caractéristique de STOBER, qui garantit un fonctionnement très silencieux.
« Outre les entraînements pour des tâches de positionnement complexes avec une dynamique élevée, des entraînements pour le levage et le convoyage sont également nécessaires », relate J. Wende. Ceux-ci doivent répondre aux impératifs de qualité des machines en matière de fonctionnement silencieux, de stabilité de jeu et de durée de vie. Avec le motoréducteur KLM – une combinaison de réducteur à couple conique et de moteur Lean en montage direct – l’utilisateur obtient un entraînement à très faible consommation d’énergie qui convient particulièrement aux applications d’automatisation, par exemple comme unité de levage pour les feuilles de cartes non poinçonnées.
Le KLM est extrêmement compact, dispose d’une géométrie de boîtier robuste garantissant une très longue durée de vie, est léger et particulièrement efficient grâce à la classification IE5 du moteur. Le montage est par ailleurs plus rapide pour l’utilisateur. Aucun encodeur n’ayant été utilisé, l’entraînement peut être régulé en continu avec un seul câble de puissance standard. Cela réduit le câblage, simplifie la mise en service et réduit les coûts.
En combinaison avec le servo-variateur SI6, la position et la vitesse de rotation sont déterminées. La communication s’effectue via PROFINET. L’interface de communication certifiée facilite à l’utilisateur l’intégration dans le système de commande supérieur.
Précision et flexibilité accrues
STOBER a fourni un système performant avec des composants assortis. Les constructeurs reçoivent des solutions d’un seul fournisseur et peuvent profiter de la compétence d’un interlocuteur qui jouit d’une expérience sur le terrain et qui les accompagne dans la mise en œuvre de toutes les tâches d’entraînement. « Nous avons été très satisfaits du conseil, du dimensionnement, de la livraison jusqu’à la mise en service sur le site » résume C. Höltge. « En un mot : la solution globale parfaite. Nous avons bénéficié d’un bon accompagnement malgré notre qualité de petite entreprise de taille moyenne. »
La nouvelle technique d’entraînement de STOBER permet de traiter les feuilles de format 3 × 6 à 3 × 10 millimètres avec plus de précision et d’efficience. L’utilisateur profite de temps de préparation plus courts, d’une utilisation intuitive et d’un montage variable. À sa capacité maximale, le système produit environ 12 000 cartes par heure. « Cela nous rend particulièrement compétitifs », se réjouit C. Höltge. Outre son débit élevé, l’installation séduit également par sa faible maintenance.
Légendes :
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STOBER développe et produit des composants et des systèmes d’entraînement à haut rendement et parfaitement adaptés, composés de réducteurs, de moteurs, de crémaillères et de servo-variateurs pour des solutions personnalisées. Ils sont utilisés dans différents secteurs, notamment l’automatisation et la robotique, les machines plastiques, les machines d’emballage et les machines-outils. STOBER est présent dans plus de 40 pays avec 14 sites et 80 partenaires SAV. Outre le siège social basé à Pforzheim/Allemagne, l’entreprise possède ses propres ateliers de production en Hongrie et aux États-Unis. L’entreprise familiale emploie actuellement près de 1 000 personnes dans le monde.
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