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XVP pHOTONICS
XVP Photonics développe des produits photoniques avancés et les processus d’assemblage nécessaires à leur fabrication, agissant comme un partenaire d’innovation de confiance pour ses clients. En offrant ces capacités en tant que service, XVP aide les entreprises, des petites start-ups aux grandes entreprises de premier rang, à rationaliser le développement et à commercialiser leurs produits plus rapidement et de manière plus fiable.
Forte d’une expérience réussie et d’une clientèle répartie entre les États-Unis, le Canada, l’Europe et l’Asie, XVP soutient divers secteurs, notamment l’aérospatiale, les technologies médicales, les télécommunications, l’automobile, le LiDAR, les capteurs quantiques et l’informatique quantique. Son expertise accélère l’innovation dans tous les domaines de la photonique, aidant les clients à réduire leur temps de mise sur le marché tout en garantissant des processus de fabrication fiables et en respectant les normes industrielles rigoureuses.
Chez XVP Photonics, le développement de produits photoniques avancés commence par la compréhension des besoins des clients afin de fournir des solutions techniques sur mesure, en commençant par des démonstrations de faisabilité et des prototypes fonctionnels. Il s’agit ensuite de mettre au point des processus et des équipements de fabrication pour obtenir un produit évolutif, fiable et industrialisable. À cet égard, l’un des défis de XVP réside dans le coût élevé et la complexité inhérents à l’automatisation de l’assemblage de produits, compte tenu de la très haute précision requise en optique et en photonique.
Les systèmes photoniques exigent généralement un positionnement très précis, obtenu à l’aide d’actionneurs de mouvement spécialisés tels que des guides linéaires motorisés de haute précision et des positionneurs piezo. Bien que très précis, ces outils sont coûteux et ont une gamme de mouvement restreinte et peu de flexibilité en raison de leurs limitations de mouvement.
Les clients de XVP ne peuvent pas toujours justifier le coût élevé d’un système d’assemblage entièrement automatisé dans le cadre de l’introduction d’un nouveau produit. Il est beaucoup plus courant de commencer la production avec des processus semi-automatisés, assistés par un opérateur, du moins jusqu’à ce que la viabilité commerciale du produit ait été démontrée sur le terrain, ce qui peut entraver la pénétration du marché.
Cette approche progressive de l’automatisation de la photonique a été remise en question lorsque XVP a découvert le Meca500, le robot industriel à six axes de Mecademic. À un prix similaire à celui d’un positionneur linéaire à vis à billes à trois axes (qui n’est qu’un des nombreux éléments composant un système d’assemblage optique typique), le Meca500 semblait suffisamment précis, flexible et rentable pour permettre une transition vers un assemblage photonique entièrement automatisé et assurer un passage fluide d’une production initiale à faible cadence à un assemblage automatisé à grande échelle.
Cependant, les robots à six axes n’étaient pas considérés comme suffisamment précis pour les tâches liées à l’optique et à la photonique, ce qui rendait XVP réticent à utiliser le robot de Mecademic. « Lorsque nous avons commencé à discuter de l’utilisation du Meca500 pour remplacer les positionneurs optiques, j’étais sceptique », déclare François Séguin, président et fondateur de XVP. « Cela faisait 40 ans que je travaillais dans ce domaine, et c’était donc une sorte de réaction instinctive que d’opter pour des positionneurs photoniques traditionnels. »
Déterminé à valider le potentiel du Meca500, XVP s’est lancé dans une série de tests rigoureux. L’équipe a utilisé des méthodes optiques pour évaluer les performances du robot, en commençant par des tests de précision transversale à l’aide d’un microscope de grande puissance et des évaluations de la résolution angulaire cartésienne à l’aide d’un banc de Fourier. Les résultats ont ensuite été comparés aux calculs théoriques afin de déterminer la gamme d’applications photoniques que le Meca500 pouvait prendre en charge efficacement.
Lors de ces tests, le Meca500 a fourni la précision nécessaire aux applications critiques telles que la collimation des diodes laser TO et la mise au point de l’objectif sur les capteurs CMOS. Le Meca500 s’est distingué lors de l’alignement d’assemblages de fibres pré-collimatées, grâce à son impressionnante précision angulaire. Ces mesures et simulations ont confirmé que le Meca500 pouvait être utilisé pour l’alignement photonique dans les systèmes optiques avec des longueurs focales supérieures à 0,5 mm et des tailles de mode supérieures à 5 µm.
Voici les principales étapes de l’application optique réalisée par XVP avec le Meca500 :
L’une des principales différences par rapport aux systèmes traditionnels développés par XVP Photonics est le nombre de degrés de liberté requis pour intégrer tous les mouvements nécessaires à l’automatisation du processus. Avec le Meca500, un seul robot peut effectuer tous ces mouvements à partir d’une station fixe, ce qui simplifie la conception du système. De plus, grâce à sa petite taille, le Meca500 permet d’économiser de l’espace et est suffisamment flexible pour être monté dans différentes positions sur la zone d’assemblage.
Sébastien Allen, directeur du développement des processus chez XVP, salue également la facilité d’utilisation du Meca500 et ses capacités de branchement, qui permettent une intégration rapide. Pour lui, le principal avantage du robot réside toutefois dans sa répétabilité. « En supprimant le facteur humain lors de l’application de la colle ou de l’alignement de la lentille, on obtient une optimisation. Il n’est pas nécessaire de le réaligner. Tout est là où il faut ».
Après avoir testé le Meca500 et créé l’application, M. Séguin conclut que XVP peut utiliser le robot pour environ 90 % de ses projets actuels. Grâce à sa compacité et à ses six degrés de liberté, le Meca500 permet de créer des stations d’assemblage automatisées totalement polyvalentes dès le départ, éliminant ainsi l’obstacle du coût et de la complexité des positionneurs optiques traditionnels. Sa polyvalence promet également de réduire la variabilité de l’agencement mécanique entre les différentes applications et de produire des assemblages hautement répétables dans le cadre d’un processus autonome dès la production initiale à faible cadence.
« On peut envisager de construire une plate-forme si polyvalente que tous les projets de nos clients peuvent être intégrés à l’aide du même système », explique M. Séguin. « Le même actionneur, le même robot, exécutant des tâches qui peuvent varier d’un client à l’autre, mais d’un point de vue mécanique, tout peut être fait avec le même robot. Enthousiasmé par cette perspective, XVP a également documenté ses conclusions dans un livre blanc rédigé en collaboration avec Mecademic.
« Il peut y avoir un changement de paradigme dans l’industrie de la photonique, qui passerait de ces positionneurs traditionnels à l’adoption d’un robot articulé », conclut M. Séguin. « Je ne pense pas que les acteurs du secteur de la photonique en soient encore conscients».
