Un même cylindre d`impression quel que soit le format à

S olutions
AUTOMATI S M E S
Les axes électriques s’impo
d’impression d’étiquettes

Se présentant comme étant un leader technologique sur le marché des machines d’impression
d’étiquettes adhésives, la jeune société française Codimag a dû recourir à de nouvelles techniques pour sa dernière génération de machines, beaucoup plus rapide que la précédente. Les
axes des différents sous-ensembles de la machine ont été motorisés. Un même fournisseur a
été retenu pour toute la partie contrôle-commande : B&R. Tout autant que les solutions techniques, le service apporté a été un élément déterminant au moment du choix du fournisseur.
L
ecteur de notre magazine, vous
êtes sans doute sensible à la qualité
de l’impression. Sans être trop exigeant quand même : vous savez
que vous lisez une revue technique et non
un magazine spécialisé dans la photographie,
vous acceptez qu’elle ne soit pas sur papier
glacé, relativement épais. Ce qu’il vous faut,
c’est un minimum de
L’essentiel
confort de lecture du
texte et des dessins.
 Spécialisé dans les machines
C’est déjà une attente
d’impression d’étiquettes
plus forte que celle
adhésives, Codimag voulait
que vous avez lors de
développer une nouvelle
la lecture de votre quomachine, beaucoup plus
tidien d’informations
performante que les
générales ou sportives,
précédentes
où parfois l’impression
 Très vite, la motorisation
des illustrations laisse à
individuelle des axes s’est
désirer, où des zones
imposée, par rapport aux
de texte sont illisiaxes entraînés mécaniquebles… Avec Mesures,
ment à partir d’un axe
ça peut arriver, mais
motorisé principal
c’est rare…
 La société souhaitait aussi
Lecteur de Mesures,
une solution de contrôlevous appréciez sans
commande homogène, et un
doute le vin, ou vous
bon support du fournisseur
êtes amené à en offrir.
 B&R a été retenue. La société
L’important, c’est le
a pris en charge le dévelopcontenu pas le contepement de la partie
nant. C’est du moins
“entraînements”
ce que l’on dit. Mais en
140
réalité, achetez-vous un grand champagne
millésimé si l’étiquette ou la collerette ont
un défaut ? En dehors du vin, de façon plus
générale, n’êtes-vous pas attiré par une belle
étiquette, avec des dorures, des reliefs, des
formes originales ? C’est tout le défi que doit
relever Codimag, spécialisée dans la conception, la production et la vente de machines
d’impression d’étiquettes en tous genres.
L’entreprise est localisée à Evry, au sud-est de
la banlieue parisienne, à quelques hectomètres de l’imposant site de la prestigieuse
Imprimerie Nationale. « Codimag a été créée
avec l’idée de proposer des machines permettant de
faire de l’impression à format variable, avec des
temps de réglage très courts. Pour ce faire, les fondateurs (MM.Tison et Demol) ont opté pour une
technique d’impression semi-rotative. Ce choix
technique s’est révélé très judicieux et il est à la base
du succès de la société », rappelle Pascal
Duchêne, qui a été nommé récemment directeur général de l’entreprise. Le semi-rotatif représente moins de 10 % du marché
des machines d’impression d’étiquettes adhésives, mais il est en pleine expansion.
Compte tenu de sa taille (13 millions d’euros
de chiffre d’affaires), Codimag a cherché à
occuper une niche de marché, dans le haut
de gamme. Et avec des convictions. « Nous
sommes leader technologique dans le semi-rotatif et
entendons le rester », affirme M. Duchêne.
Codimag, avec ses 25 personnes, n’a évidem-
ment pas les moyens de concevoir et fabriquer de A à Z ses machines. Pour ce faire,
elle utilise des sous-ensembles et des technologies développés par des sociétés spécialisées : le Hollandais Stork pour les blocs
d’impression par sérigraphie, l’Allemand
Kocher Beck pour les cylindres de découpe,
l’Allemand IST pour les sécheurs par UV,
etc. Codimag intègre ces sous-ensembles,
teste ses machines en situation réelle, les
installe, en assure le service après-vente. La
nouvelle Viva 420 n’a pas dérogé à la règle.
Il s’agit, on l’aura deviné, d’un modèle
semi-rotatif.
Un même cylindre d’impression
quel que soit le format à imprimer
“Semi-rotatif” : le mot a une connotation
quelque peu péjorative, laissant entendre
que les choses sont plus simples qu’avec le
“rotatif” (un peu comme le mot “semiautomatique”, moins valorisant que “tout
automatique”). Les apparences sont trompeuses. Certes, la vitesse n’est pas aussi impressionnante que celle des grosses rotatives
que l’on trouve dans les imprimeries. Mais
pour autant, la technique n’est pas simple…
Cela mérite quelques explications.
On sait qu’avec une machine rotative, le papier à imprimer défile en continu sur les
cylindres d’impression, sur lesquels sont
placés les motifs à imprimer. Le périmètre
du cylindre est adapté très précisément au
format à imprimer : un tour complet du cylindre correspond à un nombre rigoureusement entier de pages du journal, catalogue
ou revue à imprimer. Sinon, à la fin de chaque tour du cylindre, il y aurait une bande
non imprimée, ce qui entraînerait une gâche
de papier énorme. Impensable, surtout au
MESURES 786 - JUIN 2006 - www.mesures.com
Reportage
Vu
chez
Codimag
sent sur la machine
On voit ici un des groupes d’impression, sans son carter. Il y a pas mal de mécanique ! Ces
groupes sont conçus par Codimag, fabriqués par des sous-traitants/partenaires puis intégrés
par Codimag.
On voit ici une Viva 420, peu avant sa livraison. Cette machine
d’impression d’étiquettes adhésives est constituée d’une
succession de groupes spécialisés en impression (pour l’instant
typographique et flexographique, et dans le futur offset,
sérigraphie, dorure, découpe, etc.). Les entraînements des
rouleaux de chaque groupe et l’ajustement du positionnement
(longitudinalement et latéralement) de ces groupes sont assurés
par des moteurs. On voit en médaillon un groupe d’impression.
Le papier sur lequel sont imprimées les étiquettes se présente
sous la forme de rouleaux.
prix où est le papier… Les rotatives classiques sont utilisées pour l’impression des
journaux, revues et ouvrages à gros tirages.
Sur les machines semi-rotatives, les cadences
sont beaucoup plus lentes. Il suffit de regarder la machine en fonctionnement pour
comprendre : on voit le papier avancer, puis
amorcer un mouvement de retrait, puis reprendre son avance. Et ceci en permanence,
à chaque tour de cylindre. Cela n’a donc rien
de commun avec les machines rotatives, où
le papier défile en continu, à une vitesse très
élevée. Le gros avantage de la machine semirotative, c’est qu’il n’y a pas besoin de changer de cylindre chaque fois que l’on change
de format d’impression. En effet, il n’est pas
nécessaire que les motifs à imprimer (gravés
sur la plaque d’impression plaquée sur la
périphérie du cylindre) soient présents sur
tout le pourtour du cylindre. Cela se comprend aisément. A chaque tour du cylindre,
le papier avance à la vitesse du cylindre d’impression jusqu’à la fin de la zone d’impression, à partir de ce moment, tandis que le
cylindre d’impression continue sa rotation à
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vitesse constante, le papier lui décélère, recule puis réaccélère et vient se positionner
et se synchroniser en vitesse pour l’impression suivante un format plus loin. Ce n’est
pas grave : avant de démarrer une nouvelle
rotation du cylindre, le papier est rétracté
pour “annuler” cette zone non imprimée.
« Bien entendu, les mouvements d’avance et de retrait du papier doivent être contrôlés avec une grande
précision. Par le passé, ce contrôle était réalisé mécaniquement (un moteur électrique principal entraînait tous les axes, par un jeu d’engrenages). Les
machines devenant de plus en plus complexes, avec
un nombre d’axes toujours plus élevé, nous avons
commencé à intégrer des axes électriques. Sur la
nouvelle Viva 420 à 20 axes que nous commençons
à livrer, nous avons décidé de recourir massivement
aux arbres pilotés électriquement », explique
M. Duchêne.
Vers des entraînements
“tout électrique”
Pourquoi augmenter le nombre d’axes ? La
raison est simple : c’est que les étiquettes
deviennent de plus en plus complexes et leur
réalisation impose de mixer plusieurs techniques d’impression (offset waterless, flexo-
141
Reportage
Vu
chez
Codimag
Solutions
Si le contrôle-commande de la Viva 420 est assuré par un PC centralisé, les fonctions
d’entraînement ont été déportées. Cette vue, qui montre l’arrière des blocs d’impression,
montre les différents variateurs Acopos présents dans les coffrets de chaque groupe
d’impression (le module vertical, sur la gauche des coffrets). Les tuyaux noirs que l’on voit
au-dessus servent à récupérer l’ozone généré par le séchage par UV, préféré par Codimag
à un séchage classique par air chaud ou infrarouge.
graphie, sérigraphie…, voir encadré), sans
parler du gaufrage (certaines étiquettes comportent des reliefs), des dorures et bien sûr
de la découpe (celle-ci est réalisée en faisant
défiler la zone imprimée sur un cylindre
comportant des reliefs acérés, reproduisant
la géométrie de chaque étiquette).
Le passage “au tout électrique” représentait
un défi pour Codimag. La société en a déjà
relevé d’autres au cours de sa brève existence
(sa création remonte à 1978 seulement…).
Au départ, elle se consacrait aux machines
d’impression sur papiers accordéon à perforation Carroll, qui accompagnaient les ordinateurs. L’arrivée de l’impression laser a été
Le PC de contrôle (IPC de B&R)
de l’ensemble de la machine
est situé dans l’armoire
électrique centrale. On
distingue ici l’alimentation,
le contrôleur et le départ
des bus de terrain,
en particulier l’Ethernet
temps réel PowerLink
(le câble avec
son connecteur est
également présenté
en médaillon).
142
fatale à ce type de machine. Codimag a alors
décidé au début des années 90 de se tourner
vers la conception et la fabrication de machines d’impression d’étiquettes adhésives.
Nouvelle technologie, nouveau marché,
nouveaux partenaires technologiques, c’était
un nouveau départ.Très vite, il a fallu à nouveau s’adapter à la demande. Le marché a vu
à cette époque le début du transfert de l’étiquette sèche imprimée sur machine feuille
vers l’étiquette adhésive
imprimée sur machine
bobine/bobine multiprocédé permettant de
réaliser les étiquettes fi-
nies en une seule
opération. Ceci a
remis pas mal de
choses en cause au
niveau de la conception.
Avec la Viva 420
présentée récemment, Codimag
cherchait à faire un
nouveau bon de
performances : la
productivité est 60 % supérieurs à la
Viva 340, les cadences atteignent 65 m/min
(et 95 m/min pendant l’impression proprement dite, tandis que les 100 m/min sont
en vue), les largeurs d’impression peuvent
atteindre 420 mm (contre 340 mm pour la
Viva 340), la longueur d’impression maximum passe à 16 pouces (contre 12 pouces).
L’augmentation de la vitesse et de la productivité imposait de recourir massivement aux
axes électriques. « Au train où vont les choses,
les axes mécaniques auront en effet disparu dans
quelques années. Sortir une nouvelle machine avec
des axes mécaniques, c’était impensable ! Surtout
pour une société qui se veut leader technologique »,
analyse M. Duchêne.
La recherche d’une solution
homogène
Compte tenu de l’augmentation du nombre
d’axes et de la vitesse, la Viva 420 a nécessité
une remise en cause de la partie contrôlecommande. La génération précédente (la
Viva 340) comportait déjà quelques axes
électriques brushless, avec une commande
numérique, un automate programmable
pilotant des entrées/sorties sur bus de terrain As-i. Mais il était difficile de faire évoluer cette architecture pour porter à 20 le
nombre d’axes électriques, soit le double de
ce qui se faisait jusqu’ici. Avec la solution
technique adoptée sur la Viva 340, l’augmentation du nombre d’axes aurait imposé
des modifications importantes au niveau du
matériel de contrôle-commande : pour chaque nouvel axe ou groupe d’axes, il aurait
fallu ajouter des extensions au niveau de la
commande numérique, et ajouter des cartes
d’axes. Pour chaque variante de la machine,
pour chaque modification de la machine, il
aurait donc fallu toucher à l’armoire électrique. Peu pratique, surtout si les modifications doivent intervenir sur le terrain
(certains industriels sont amenés à faire évoluer leurs machines, pour par exemple répondre à une nouvelle demande en étiquettes, impossible à réaliser avec leur machine
existante). Codimag en a profité pour tout
MESURES 786 - JUIN 2006 - www.mesures.com
Solutions
remettre à plat, à rechercher une autre solution technique.
Très vite, contrairement à ce que font souvent les constructeurs de machines, Codimag
a rejeté l’idée de rechercher systématiquement les constituants les moins chers. « Notre
production est limitée (20 à 25 machines par an)
et ces économies de bout de chandelle auraient été
vite “mangées” par la simple gestion de plusieurs
comptes fournisseurs, argumente M. Duchêne. Les
coûts de formation auraient également été beaucoup
plus élevés. Du coup, nous avons délibérément recherché une solution aussi homogène que possible, qui
aurait en plus l’immense avantage d’éviter d’emblée
les éventuels problèmes d’interfaçage ». Avec de
telles prescriptions, le choix d’un des grands
acteurs des automatismes semblait couler de
source… Mais M. Duchêne ne voulait pas
simplement une solution technique : « Il y
avait des choses que nous voulions maîtriser nousmêmes, comme par exemple la programmation des
séquences de fonctionnement et des modes de marche,
car cela peut demander des adaptations d’un client
à l’autre. Par contre, nous voulions déléguer la conception de la partie “entraînements”, car on touche
là à un métier spécifique et il n’y a de toute façon
pas de modification à faire d’un client à l’autre ».
Reportage
Vu
chez
Codimag
Synoptique de la machine
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Une bonne écoute
Pour développer cette partie, Codimag voulait
un service de proximité, avec un constructeur qui s’engage lui-même, sans passer par
un intégrateur. Une contrainte de plus.
Certains constructeurs offrent ce service, encore faut-il que l’affaire soit suffisamment
importante. A leurs yeux, avec une vingtaine
de machines livrées par an (25 cette année)
toutes technologies confondues, Codimag n’a
sans doute pas encore atteint un potentiel de
ventes suffisant…
La machine est composée de plusieurs groupes d’impression, de dorure, découpe, etc., pilotés par un PC. Les entraînements imposant
des synchronisations pointues sont pilotés par un réseau d’Ethernet Powerlink. Les autres sont pilotés par un bus de terrain CAN sur
lequel sont également raccordées les interfaces homme-machine (IHM) locales.
« Nous avons consulté plusieurs sociétés. nique d’ensemble, du moteur à l’interface hommeObjectivement, B&R avait plusieurs atouts maîtres machine. Cette solution technique est de plus reladans son jeu.Tout d’abord, elle avait la solution tech- tivement récente, et fait appel aux dernières
technologies, comme par exemple le réseau Ethernet
temps réel Powerlink. Les équipes de la société nous
ont vite convaincus de leur maîtrise des moteurs
brushless et de leur commande, si importants dans
notre application. La société, avec ses bons résultats
financiers, sa fabrication en Europe, sa motivation
pour se faire une place sur le marché français, sa
réactivité par rapport à nos demandes, nous inspirait
Codimag assure
confiance. Enfin et surtout, ses équipes techniques
l’intégration
mécanique et l’assem- étaient prêtes à s’investir dans notre application, à
réaliser l’ingénierie de la partie entraînements ».
blage électrique de
ses propres machines.
N’en jetez plus !
Le développement
Pour se sécuriser au maximum, Codimag a
du programme de
cherché à connaître les équipes techniques
contrôle-commande
des fonctions de base
de la maison mère de B&R, en Autriche (près
est également réalisé
de Salzbourg). Au cas où… Mais les choses
en interne. Les
en sont restées là, l’équipe française ayant
fonctions métier
sont sous-traitées
apporté le niveau de service tant espéré. « La
(c’est ainsi que B&R
proximité locale a été fondamentale. Considéré comme
a conçu la partie
un véritable partenaire, nous sommes informés de toutes
“entraînements”).
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143
Reportage
Vu
chez
Codimag
Solutions
On voit ici un bloc
d’impression
typographique.
Une interface
homme-machine
(personnalisée par
B&R pour les
besoins de
Codimag) est
présente sur
chaque bloc.
les évolutions des matériels et logiciels, ce qui est essentiel
si nous voulons conserver notre leadership technologique », souligne M. Duchêne.
La nouvelle machine a été présentée pour la
première fois en septembre 2005 à LabelExpo.
Elle n’est pas passée inaperçue : elle établissait
en effet un nouveau record de vitesse. Une
première machine a été
installée en décembre
2005, une deuxième
est en cours de livraison. Il y a trois commandes à honorer. Un
bon départ, surtout
compte tenu de l’objectif affiché de livrer
5 machines par an.
L’architecture est d’une
grande simplicité, avec
un PC industriel IPC
pilotant deux bus de
terrain : Ethernet Powerlink et Can. Sur
Ethernet Powerlink, on trouve les variateurs
Acopos (et les moteurs brushless) des différents groupes d’impression ainsi que les entrées/sorties (capteurs de position, essentiel-
lement). Le bus Can pilote quant à lui les
organes relativement simples, notamment les
variateurs pour moteurs asynchrones et les
interfaces homme-machine. Chaque groupe
de la machine (groupes d’impression, de
dorure, de pelliculage, de découpe, etc.) possède une petite interface homme-machine
(IHM), personnalisé par B&R pour les besoins
de Codimag. Sachant que tout le programme
applicatif se trouve sur l’IPC auquel est associée une supervision, ces IHM locales ne sont
pas indispensables pour faire fonctionner la
machine, mais elles sont très appréciées par
les industriels, habitués à faire les réglages
localement.
Et puis surtout, cette architecture répond à un
critère déterminant au moment du choix :
lors d’une évolution ou d’une modification, il n’est pas nécessaire de toucher à
l’armoire électrique centrale. Les variateurs
sont en effet embarqués dans des coffrets
associés à chaque groupe d’impression…
Jean-François Peyrucat
Les grandes techniques d’impression
Les machines Codimag sont
modulaires et sur une même
machine, on peut trouver
plusieurs blocs d’impression,
faisant appel à des techniques différentes. Nous vous
rappelons ici le principe des
principales techniques
d’impression.
La typographie
La typographie est la
technique d’impression la
plus ancienne. C’est un peu
le principe du tampon
encreur. La forme à imprimer est gravée en
relief. Elle est encrée et reportée par pression
sur le papier. Les premières impressions
typographiques remontent aux Chinois (vers le
XIe siècle) mais c’est Gutenberg qui va donner
ses lettres de noblesse à cette technique (dans
les années 1450). Il eut l’idée d’utiliser des
caractères mobiles (donc réutilisables) fondus
au plomb, alors que les Chinois avaient utilisé
des caractères en terre cuite ou en bois. Le
principe de la typographie est proche de celui
de la flexographie, la principale différence
tenant au fait que la plaque est rigide dans le
premier cas, et souple dans le second.
L’offset
L’offset est utilisé pour la plupart des produits
imprimés sur papier (la revue que vous êtes en
train de lire, par exemple). Elle assure une
linéature de 65 à 300 lpi (nombre de lignes par
pouce).
144
L’impression offset repose sur le principe
lithographique. En lithographie, les surfaces
imprimantes et non imprimantes se distinguent
par leurs caractéristiques chimiques différentes.
Sur une plaque lithographique, les surfaces
imprimantes sont généralement en polymère et
les surfaces non imprimantes en aluminium.
Comme l’encre utilisée en impression lithographique est grasse, les surfaces qui attirent
l’encre sont dites oléophiles et les surfaces qui
repoussent l’encre sont dites oléophobes.
En impression offset conventionnelle, l’eau est
utilisée pour aider à repousser l’encre des
surfaces de la plaque qui ne doivent pas
imprimer. Les surfaces non imprimantes
attirent l’eau, tandis que celles qui impriment la
repoussent.
En impression offset sans mouillage les surfaces
non imprimantes sont recouvertes de silicone
oléophobe.
La sérigraphie
La sérigraphie présente l’avantage de permettre d’imprimer sur tout matériau (tissu,
porcelaine, métal, carton, etc.), sur toute forme
et à tout format. Elle atteint 50 à 100 lpi.
La sérigraphie utilise des fines toiles, appelées
écran ou tamis, tendues sur un cadre. Il y a
autant de toiles qu’il y a d’encres d’impression.
L’encre est poussée à travers l’écran (qui agit
donc comme un pochoir) par une racle afin
d’être transférée sur le matériau devant être
imprimé.
L’héliogravure
L’héliogravure est surtout utilisée pour les
grands tirages (journaux, catalogues, emballages). Sa résolution va de 120 à 200 pi. Les
presses à héliogravure sont des presses
rotatives qui impriment à grande vitesse,
souvent sur des grandes largeurs de papier.
En héliogravure, on n’utilise pas de plaques
d’impression pour la forme imprimante, mais
des cylindres d’acier recouverts d’une couche
de cuivre, puis chromés après gravure de la
forme. Les surfaces imprimantes sont gravées
par procédé laser, électromécanique ou
chimique (à l’acide) sur le cylindre. Les surfaces
non imprimantes sont plus hautes que surfaces
imprimantes. Au cours de sa rotation, le
cylindre trempe dans l’encre. Un racloir enlève
l’encre des surfaces non imprimantes.
La flexographie
La flexographie est surtout utilisée pour les
emballages et elle permet d’obtenir une
linéature de 90 à 120 lpi. La flexographie
fonctionne à la manière d’un tampon encreur :
les surfaces non imprimantes sont séparées des
surfaces imprimantes par une différence
d’élévation. La flexographie est ainsi dénommée
parce qu’elle utilise une forme imprimante en
caoutchouc ou en plastique souple. Il s’agit
d’une technique “d’impression directe”, c’est-àdire que la forme transfère l’encre directement
sur la surface d’impression (alors qu’avec l’offset,
par exemple, on passe par un cylindre de
transfert appelé “cylindre porte-blanchet”).
(Explications tirées du livre “Chaîne graphique : presse,
impression”, finition de Kaj Johansson, Peter Lundberg et
Robert Ryberg, Editions Eyrolles)
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