La palettisation automatique au service de la production de confiture et de conserves
Pour bien profiter du petit-déjeuner
Quoi de mieux que ces excellentes confitures et conserves de fruits suisses sur du pain frais pour bien démarrer la journée. Que ce soit sur la table familiale du petit-déjeuner ou sur le buffet d'un hôtel sophistiqué, le fabricant de produits alimentaires Hero AG de la ville suisse de Lenzburg fournit quotidiennement à ses clients des conserves à base de fruits frais. Plusieurs exploits logistiques sont nécessaires avant que la confiture ne se retrouve sur la table du client, dans une boîte en aluminium ou un petit pot, prête à être consommée. Le spécialiste en automatisation Robotec, basé dans la ville suisse de Seon, joue un rôle clé dans cette chaîne d'approvisionnement. Car après leur remplissage, les pots de confiture doivent être conditionnés en fonction de leur type dans des cartons, qui doivent ensuite être empilés pour être transportés sur des palettes. Pour la dernière étape de ce processus logistique, des robots FANUC dotés d'une technologie de préhension spécialement développée par Robotec entrent en jeu. Une cellule de palettisation installée chez Hero, et un robot six axes doté d'une technologie de préhension spéciale permettent une palettisation 24 h/24. Le système est rapide, fiable et à l'épreuve des accidents ou des pannes.
Là où 5 employés empilaient fastidieusement les cartons de confiture, trois robots M-710iC FANUC réalisent désormais le travail dans une cellule fermée. À une vitesse incroyable, les préhenseurs viennent prélever deux cartons sur la ligne, se tournent vers la palette et y posent les cartons avec une précision au millimètre, conformément au plan de palettisation programmé : dix cartons par couche, sur 15 couches maximum. Dès que les palettes sont chargées conformément à la spécification, le robot envoie un signal à l'opérateur. L'opérateur ouvre la cellule, retire les palettes chargées à l'aide d'un transpalette et les remplace par des palettes vides. Un dispositif manuel situé en dehors de la cellule, permet de choisir le schéma de palettisation souhaité. Le déclenchement de ce dispositif par l’opérateur entraîne la fermeture des portes d'accès aux cellules et le système démarre. Les cartons sont saisis par le robot et empilés sur la palette en tenant compte de la taille du produit et du schéma de palettisation.
Des défis locaux
Ce qui semble être un process facile et fluide a demandé un énorme travail de développement. Bien que la cellule de palettisation ait été configurée et testée par Robotec dans l'usine du client, des problèmes imprévus et de nouvelles exigences sont apparus Par exemple, le schéma de palettisation a dû être adapté et la conception du dispositif manuel a dû être revue.
L’idée d’une inspection visuelle à l’aide de caméras placées sur les préhenseurs ayant dû être abandonnée, ces derniers ont dû être conçus de sorte à travailler de façon fiable grâce à une technique de mouvement intelligente et à ne nécessiter aucune modification de l'équipement lors des changements de production. « Pour ce faire, nous avons choisi une forme de pelle avec une glissière intégrée, qui pousse délicatement les cartons en les installant sur la palette, tandis que la pelle se rétracte », explique Daniel Bärtschi, responsable du projet chez Robotec. De plus, deux concepts de base ont dû être pris en compte, un pour le verre épais et l'autre pour les contenants en aluminium. « La différence de poids entre les cartons a due être prise en compte pour calculer les mouvements du robot, afin d'éviter que les cartons ne tombent sous l’effet de la force centrifuge générée par le mouvement de rotation rapide du convoyeur vers la palette », ajoute l'ingénieur de développement. La vitesse de travail fut l'une des tâches de programmation les plus importantes, qu'il a fallu réajuster sur site. Il a également fallu prendre en compte la taille des cartons, qui varie selon que le produit est conditionné en pots ou dans des contenants en aluminium. Le comportement des cartons filmés sur la pelle du préhenseur s’est révélé être un challenge supplémentaire. « La confiture emballée est encore chaude lorsqu'elle arrive au niveau de la cellule de palettisation. La chaleur est absorbée par le film d’emballage, avec comme conséquence de rendre le carton glissant lors des opérations de préhension et de transport. » Cela peut entraîner un mauvais placement des cartons sur la pelle, qui induirait immanquablement des erreurs dans le plan de palettisation. Les cartons pourraient même être empilés de travers, ce qui imposerait de reconditionner entièrement la palette. Les spécialistes de Robotec ont relevé ces défis à la grande satisfaction de Rudolf Roth, directeur de production chez Hero, qui a supervisé l'installation et la mise en service : « Malgré des délais très courts, les techniciens de Robotec ont terminé la mise en service de la cellule de palettisation dans les temps, à notre plus grande satisfaction. » Grâce à l'excellent travail préliminaire et aux tests réalisés sur la cellule complète dans l'usine Robotec de Seon, Daniel Bärtschi et ses collègues ont pu réagir efficacement aux événements imprévus.
« Lors de l'installation, il a fallu simplifier le panneau de commande, ce qui n'était pas prévu. À l'origine, le panneau de commande comprenait à la fois des boutons et un écran tactile pour naviguer dans les menus », explique Daniel Bärtschi. Rudolf Roth ajoute : « Nos opérateurs, issus de différentes nationalités, trouvaient cela trop compliqué. Robotec a dû développer, en très peu de temps, un panneau de commande restreint aux étapes clés du « changement de palette » et sans aucun bouton supplémentaire. Cela fonctionne parfaitement bien et nos employés n'ont plus aucun problème avec le système. »
L'opérateur ne sélectionne aucun programme sur le robot. Via le panneau de commande, il peut sélectionner le nombre de couches souhaité, ainsi que le type de palette, euro ou autre. Il confirme et lance le programme. Enfin, le programme de commande intuitif utilise des codes couleur universels, qui sont compris de tous. Le rouge signifie « Arrêt », le vert « Démarrage ».
« Ce qui semble au final simple et facile s'avère souvent le plus complexe à réaliser », indique Daniel Bärtschi. Mais, c'est le pain quotidien de l'équipe Robotec : ce sont des fournisseurs de solutions et leur travail consiste à répondre aux besoins de leurs clients. De plus, les palettes emballées par Robotec chez Hero sont acheminées chez un autre prestataire, où elles sont déballées, puis reconditionnées. Pour ces tâches de prise et dépose, Robotec a également développé et installé avec succès plusieurs systèmes.
Une main de fer dans un gant de velours
Les développements réalisés sur les attaches des préhenseurs sont un facteur clé de l’évolution des robots. Les exigences croissantes en termes de flexibilité et de précision, l’utilisation de matériaux plus légers et le développement de nouveaux domaines d'applications, plus exigeants, génèrent en permanence de nouveaux défis pour les ingénieurs. C'est la raison pour laquelle Robotec analyse précisément, pour chaque application, la technologie de préhension requise. Au cours des vingt dernières années, des centaines, voire des milliers de solutions ont été développées pour répondre à tous les besoins de l'industrie.
Ce phénomène s'explique par une pression concurrentielle exacerbée, qui oblige les industriels à inventer des solutions pour rationaliser leurs process de production. Les solutions d'automatisation, basées sur des robots et des préhenseurs à la pointe de la technologie, se développent sur toute la chaîne de valeur. En règle générale, la taille et la forme d'un préhenseur est déterminée par ce qu'il doit prendre. Il existe des préhenseurs qui empilent, saisissent, prélèvent par section, saisissent selon une force définie et qui utilisent un ou plusieurs points de préhension. Certains fonctionnent de façon purement mécanique et d'autres utilisent la technologie du vide. À l'heure où l'industrie des produits de consommation développe de plus en plus de produits dans toutes les formes, tous les matériaux et toutes les tailles imaginables, les préhenseurs deviennent de plus en plus complexes et évolués. « Les cycles de vie des produits ne cessent de diminuer », explique Daniel Bärtschi. « C'est pourquoi nous recevons un nombre croissant de demandes concernant des cellules de production entièrement automatisées. » Toutes les entreprises veulent augmenter leur productivité tout en réduisant leurs coûts. Tout n’est en fait qu’une question d’efficience. C'est ce que les spécialistes de Seon s’efforcent de réaliser pour leurs clients.
Une gamme complète de services pour les clients
Depuis 1983, Robotec développe et crée des systèmes d'automatisation de tous types. Ces applications vont des solutions basiques de prise et dépose à la manutention de pièces lourdes. Selon la tâche requise, des tailles différentes de préhenseurs six axes peuvent être déployées sur les robots. Aujourd'hui, la société se concentre sur l'automatisation assistée par robot, de la phase de conception à la mise en service. Depuis quatre ans déjà, il est possible de réaliser l’inspection finale de systèmes complets dans l'usine Robotec, avant que les machines ne soient mises en fonctionnement sur le site du client.
Les solutions robotiques de Robotec pour l'industrie alimentaire
Les robots sont de plus en plus utilisés pour stimuler la productivité dans le secteur des produits alimentaires industriels, et ce en raison de la flexibilité qu’ils apportent. Résultat : des changements de production et des temps de cycle plus courts. Outre la palettisation, le picking et l'emballage sont les tâches qui sont le plus souvent confiées à des robots équipés de préhenseurs adaptés. Dans ce domaine, la gamme de solutions Robotec, destinées à l'industrie alimentaire, s'étend des cellules de palettisation fermées au tri et à la mise en place automatique de produits, comme pour les emballages du fabricant de confitures Hero.
