Dans la caisse toutes les cinq secondes

Les plis sont parfois considérés comme un problème de beauté. Dans les procédés de conditionnement automatisés, cependant, elles peuvent gravement perturber les flux de travail. C'est le cas, par exemple, des produits carnés qui sont conditionnés dans des barquettes en plastique et joints à un film plastique. Ce film plastique est le point d'aspiration des ventouses à vide lors du procédé de prélèvement suivant. Or, il se déforme sous l'effet du poids du conditionnement et se plisse. Par conséquent, les plis poussent les solutions de préhension conventionnelles à leurs limites. Malgré les lèvres d'étanchéité souples, elles ne scellent pas suffisamment les irrégularités et un générateur de vide conventionnel ne peut pas maintenir le vide.

Bizerba, spécialiste des systèmes de logistique et de conditionnement, était donc à la recherche d'une solution adaptée pour automatiser de manière fiable le prélèvement de ces barquettes emballées dans du papier d'aluminium. L'entreprise, dont le siège social se trouve dans la ville souabe de Balingen, a été fondée en 1866 et fabrique aujourd'hui des balances, des systèmes d'étiquetage et de marquage ainsi que des systèmes de transformation et d'inspection des produits alimentaires. L'équipe mondiale de Bizerba se compose actuellement de 4 500 spécialistes actifs dans 120 pays. L'entreprise génère un chiffre d'affaires annuel d'environ 800 millions d'euros.

Un client espagnol a commandé à Bizerba la préparation d'un système de fin de ligne pour la préparation automatisée des conditionnements de viande. Auparavant, les employés empilaient les barquettes alimentaires dans les caisses de transport après le conditionnement, le pesage et l'étiquetage. Cependant, la vitesse de cette activité manuelle ne répondait pas aux exigences et limitait donc la sortie. En raison de la pénurie de travailleurs qualifiés, le transformateur de viande ne disposait pas de personnel supplémentaire. L'automatisation était donc nécessaire pour assurer un taux de prélèvement plus élevé et un fonctionnement en rondeur.

En collaboration avec Kilivations, Bizerba a construit un nouveau système de fin de ligne avec deux robots de handling - l'encaisseuse. À Weil im Schönbuch, Kilivations est spécialisée dans les solutions d'automatisation légères et efficaces qui sont installées directement sur la commande du robot. L'entreprise a intégré les différents composants dans la cellule d'automatisation du transformateur de viande. Deux cobots d'Universal Robots (UR), qui donnent aux préhenseurs la portée nécessaire, constituent un composant important. Pour les effecteurs de fin de bras, Bizerba et Kilivations s'appuient sur les systèmes intelligents et puissants de l'expert en vide Schmalz.

Les deux préhenseurs de construction identique, qui sont chacun fixés à un bras cobot, utilisent un système vide purement électrique de Schmalz. Une pompe compacte de type GCPi fonctionne dans chacune de ces unités, alimentant en vide le préhenseur par le bras du robot. Le générateur de vide compact forme un système puissant avec les vannes compactes électriques 3/2 voies LQEi et est tout aussi performant que les solutions d'éjecteurs pneumatiques. Le GCPi génère le vide nécessaire à l'aide d'une pompe à membrane à double tête efficace, que Schmalz a équipée d'un système de commande intégré à économie d'énergie. Ce dernier commande la vitesse de la pompe en fonction des exigences. Les paramètres du procédé peuvent être conservés directement via une interface IO-Link.

Les deux vannes compactes LQEi, qui commandent deux circuits d'aspiration distincts, sont situées de manière décentralisée sur le préhenseur. Elles contac-tent le vide là où il est nécessaire et assurent une évacuation et une ventilation rapides du système de vide. Les temps d'aspiration et de desserrage s'en trouvent considérablement accélérés. Un capteur intégré à la vanne surveille le vide et garantit une grande sécurité du procédé. Grâce à la fixation de la position finale et au clapet anti-retour du LQEi, le système maintient le vide même en cas de panne de courant.

Le préhenseur PXT séduit par sa flexibilité et sa modularité. Bizerba et Kilivations assemblent des effecteurs appropriés à partir des composants standard. Si la géométrie des plateaux alimentaires change ultérieurement, les composants peuvent être recombinés. "C'est unique et cela s'intègre dans notre cellule robotisée ouverte, qui n'est protégée que par des cellules photo-électriques", souligne Oliver Deifel. Il est directeur Global Customer Solutions & Integration Business chez Bizerba. Jusqu'à présent, les entreprises agroalimentaires s'appuyaient sur des cellules fermées, qui n'étaient généralement construites que pour un seul format de pièce. "Le système devait être laborieusement converti pour changer de taille d'emballage", se souvient Oliver Deifel.

Les ventouses à soufflet PSPF sont en contact direct avec le conditionnement de la viande. Six d'entre elles sont commandées par une vanne compacte LQEi. Outre un soufflet souple et stable, elles disposent d'une lèvre d'étanchéité particulièrement souple. Cela permet au système de manipuler automatiquement le conditionnement sous film - malgré les plis. Les plis deviennent ainsi un simple problème de beauté. Le PSPF est fabriqué en silicone conforme aux normes de la FDA et convient au contact avec les produits alimentaires.

Mais comme c'est souvent le cas, la technologie se trouve dans les détails : avec la pompe à vide compacte GCPi, deux circuits de vide séparés par préhenseur peuvent être mis en œuvre via IO-Link. "La communication IO-Link nous permet d'évaluer tous les paramètres de procédé pertinents, tels que le temps d'évacuation et le taux de fuite", explique Jan Walter. Il est responsable des ventes pour l'Allemagne et du service sur le terrain chez Schmalz. "Nous pouvons ainsi détecter une usure rampante des ventouses ou des fuites dans le système". Cette maintenance prédictive permet aux entreprises agroalimentaires d'éviter les temps d'arrêt imprévus.

L'ensemble du système est purement électrique, et l'optimisation des sections de passage et des longueurs de câble permet de déposer les pièces préhensibles de manière rapide et fiable sans air comprimé. Les coûts consécutifs d'exploitation sont ainsi baissés. Grâce à l'installation décentralisée du LQEi sur le préhenseur, Schmalz exécute des temps d'évacuation et de dépose extrêmement rapides, qui sont nécessaires pour atteindre les 96 prélèvements par minute exigés.

Un convoyeur amène les plateaux conditionnés et étiquetés au point de prélèvement de la solution de manipulation de Schmalz. Chacun des deux préhenseurs PXT saisit quatre conditionnements alimentaires et les place dans les caisses en attente - une couche à la fois, toutes les cinq secondes. Un convoyeur à rouleaux transporte ensuite ces caisses vers la surface d'expédition. "Tout fonctionne comme sur des roulettes", se réjouit Walter.

"La coopération avec Schmalz et Kilivations a été constamment positive et, ensemble, nous avons pu installer un excellent système pour notre client en Espagne", déclare Oliver Deifel. "Et notre client est également très satisfait. Il exploite désormais le système avec un débit élevé, en économisant sur les coûts de personnel et avec une fiabilité maximale du procédé grâce à l'automatisation." L'encaisseuse fonctionne comme prévu en Espagne depuis fin 2023, et d'autres clients ont déjà manifesté leur intérêt pour la solution. "Le concept intelligent de ce système constitue la base d'autres projets", révèle Deifel.