Palettisation et formation de couches

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1 MOVING IDEAS Palettisation et formation de couches Technologies comparées pour l automatisation du fin de ligne des installations de conditionnement de tous les secteurs de marchandises. Textes de Manuel Bolzoni, Gabriele Folli, Vincent Bandini, Glauco Cima, Alessandro Barbacini OCME Competence Library

2 La gamme de machines OCME conçoit, fabrique et installe des machines pour le remplissage, le conditionnement, la palettisation et la manutention à l intention des principales industries de produits de grande consommation. Les machines OCME sont le résultat de dizaines d années d expérience et elles ont été conçues pour devenir la cheville ouvrière des ateliers de production de ses clients Dépalettiseurs avec sortie bas et haut Etiqueteuse à bobine Remplisseuse pour boissons Remplisseuses volumétriques en ligne et rotatives Remplisseuses pondérales en ligne et rotatives Fardeleuse et embarqueteuse Encartonneuses wrap-around Encartonneuse + fardeleuse combinée Palettiseurs avec entrée à 90 à niveau bas et haut Palettiseurs avec entrée en ligne à niveau bas et haut Robot de palettisation Navette guidage laser Système de contrôle par logiciel DORADO ANTARES SAGITTA HYDRA LYNX LIBRA VEGA ALTAIR GEMINI PERSEUS ORION PEGASUS AURIGA ALBATROS

3 3 Palettisation et Formation de couches Technologies comparées pour l automatisation des fins de ligne des installations de conditionnement de tous les secteurs économiques. Sommaire Pourquoi palettiser et comment le faire en 2010? Technologies comparées: les palettiseur conventionnels Technologies comparées: les robots de palettisation La valeur ajoutée Ocme: la tête de préhension Les phases de la palettisation Dosage des paquets Rotation des paquets Formation de couches Formation de couches avec manipulateurs Compactage, prélèvement et/ou dépose de couches Opérations accessoires (alimentation palettes, intercalaires, etc.) Intégration du bout de ligne Configurations multiples - Guide à la configuration de l îlot de palettisation Productivité et réduction des coûts de production Sécurité et ergonomie Les leviers du marketing Impact sur le milieu ambiant OCME Competence Library

4 4 OCME Palettisation et formation de couches

5 5 Pourquoi palettiser et comment le faire en 2010 Ce ne sont pas les plus beaux et les plus forts à être couronnés aux Jeux olympiques mais avant tout ceux qui couronnés Aristote (Ethique de Nicomaque) a palettisation consiste à placer des colis de marchandises sur un L support, généralement en bois (appelé palette), pour permettre d en déplacer plusieurs à la fois sans pour autant exercer une pression excessive sur ceux-ci. Les palettiseurs, autrement dit les machines qui empilent les marchandises sur les palettes, naissent pendant la II Guerre mondiale lorsque l armée américaine se trouve confrontée à la nécessité de manutentionner d énormes quantités de marchandises destinées à l Europe; les filets sont abandonnés au profit d un équipement plus standardisé, pouvant être intégré dans un système de logistique. Au fil du temps, la palette développe son rôle d outil logistique pour mieux répondre à la nouvelle donne de la distribution moderne; design esthétique, aspect fonctionnel et emballages réduits ne sont que quelques-uns des éléments qui vont influencer l arrivée sur le marché de nouveaux palettiseurs avec les systèmes auxiliaires correspondants. Si nous examinons un palettiseur d aujourd hui et le comparons avec un ad il y a seulement dix ans, nous allons tout de suite remarquer des différences importantes qui reflètent exactement l évolution survenue dans les habitudes d achat des consommateurs et, partant, des points de vente. La sensibilisation générale aux questions liées à la protection de l environnement nous fait envisager que le poids et la quantité des matériaux d emballage sont destinés à diminuer à l avenir (ce qui se traduira par une réduction sensible de la facture d énergie pour la filière conditionnement), ce qui à son tour aura une influence sur la fragilité et l instabilité surtout des contenants primaires et aussi de certains types de conditionnements multiples qui deviendront toujours plus difficiles à manipuler. Ajoutons à cela le fait que maints acteurs de la distribution comme les discounts, les cash-and-carry, les grands grossistes pour ne citer que ceux-là, ont désormais l habitude d exposer, dans les rayons, les marchandises sur palettes, avec tout ce que cela implique au niveau esthétique et de la bonne orientation de la face du produit sur tous les côtes de la palette. Les palettiseurs modernes répondent justement à toutes ces transformations; ils permettent de mieux manipuler les produits difficiles, offrent une plus grande souplesse en termes de schémas de palettisation et de changements de format. Aujourd hui, beaucoup plus que par le passé, les bouts de ligne, les palettiseurs en particulier, sont considérés comme un outil stratégique important qui donne aux entreprises la possibilité de manipuler les produits que le marché exigera à l avenir quand il ne les exige pas déjà maintenant.

6 6 OCME Palettisation et formation de couches Technologies comparées: les palettiseurs conventionnels Figure 1 Palettiseur avec entrée à 90 modèle Perseus Figure 2 Palettiseur avec entrée en ligne modèle Orion P erseus: palettiseurs conventionnels à niveau d entrée bas ou haut L entrée du produit se fait à 90 par rapport au sens de translation de la couche. La famille de palettiseurs Perseus peut être considérée comme la plus conventionnelle du fait qu elle utilise une méthode largement répandue pour la formation et la manutention des couches. Les Perseus sont appelés palettiseurs avec entrée à 90 car les produits y sont amenés perpendiculairement par rapport au sens de translation de la couche ou, en d autres termes, par rapport à la direction du mouvement du poussoir qui transfert la couche des produits sur la palette. En général, les palettiseurs avec entrée à 90 sont plus compacts par rapport aux palettiseurs en ligne. Orion: palettiseurs en ligne avec entrée à niveau bas ou haut L entrée du produit et la formation de couches se font dans la même direction. La gamme Orion comprend quelques machines qui sont les plus rapides au monde. Elle représente la solution idéale pour de nombreuses applications haut de gamme. Contrairement aux palettiseurs Perseus, l entrée des produits et la formation de couches se font dans la même direction. En outre, contrairement aux palettiseurs à 90, il ne se produit ici aucun arrêt au cours du cycle de formation de la couche. La vitesse maximale possible est, dès lors, généralement plus élevée. Alimentation à niveau haut ou bas: comment choisir? Ce choix dépend de nombreuses variables. Sans prétendre fournir ici un outil exhaustif qui permette de choisir la solution idéale, nous donnons ci-après un aperçu des principales caractéristiques et des avantages des deux systèmes. Entrée à niveau haut: les machines à niveau haut avec palette amovible offrent une meilleure productivité. La formation de la couche, en fait la partie terminale du trajet des produits, se produit à une hauteur surélevée. Cela permet d avoir des zones de passage libres autour du palettiseur et, partant, d optimiser l utilisation de la surface disponible. Entrée à niveau bas: les palettiseurs avec entrée à niveau bas ont, en général, une meilleure accessibilité par rapport à ceux avec entrée à niveau haut. Toutes les opérations, de maintenance ou d autre nature, sont facilitées par le fait que la machine se trouve au niveau du sol, l opérateur pouvant mieux voir ce qui se passe sans devoir monter ou descendre pour inspecter la machine pendant un cycle normal de travail. 1 2

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8 8 OCME Palettisation et formation de couches Technologies comparées: les robots de palettisation P egasus: les robots de palettisation Les robots de palettisation sont des machines issues du secteur de l automobile qui reproduisent le bras humain pour effectuer des mouvements complexes et précis. Le corps principal du robot est un produit standard disponible sur le marché mais c est la «main» (appelée tête de préhension) qui distingue les différents producteurs de robots de palettisation. OCME déteint plusieurs brevets dans ce domaine, en particulier pour la tête de préhension de couches qui est une puissante main automatique en mesure de manipuler en une seule fois une couche complète de produits. Par rapport aux palettiseurs traditionnels comme Orion et Perseus, ces robots offrent un niveau de souplesse nettement supérieur car les changements de format, les changements de produits, voire les modifications du layout de la ligne adviennent par logiciel. OCME met à la disposition de ses clients le logiciel ProgramMaker grâce auquel ils peuvent réaliser tout seuls de nouveaux schémas de palettisation en cas d exigences spécifiques.

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10 10 OCME Palettisation et formation de couches La valeur ajoutée Ocme: la tête de préhension o CME offre une vaste gamme d applications pour ses têtes de préhension. Chaque solution est conçue de manière spécifique pour manipuler le produit indiqué par le client avec les meilleures performances. La page ci-contre montre une série de têtes de préhension fabriquées par OCME: 1 Tête de préhension à 2 unités aspirantes pour sachets en plastique Petfood 2 Tête de préhension à double plaque extérieure pour la prise d 1 ou de plusieurs cartons, en fonction du schéma de palettisation 3 Système de contrôle de l état des palettes (axes supérieurs et inférieurs) 4 Tête de préhension d une couche complète pour produits tissue 5-6 Tête de préhension pour bouteilles en vrac: le même outil de préhension est en mesure de prélever les palettes, de prendre les bouteilles, de les déposer sur des barquettes en plastique, de déposer enfin les barquettes avec les bouteilles sur des chariots (dolly) 7 Robot anthropomorphe pour former les couches (rotation et positionnement des produits) 8 Détail du dispositif de préhension des palettes monté sur une tête de préhension couche 9 Tête de préhension d une rangée en train de disposer un produit sur le côté 10 Tête de préhension couche pour fardeaux, cartons ou caisses à plaques pneumatiques à réglage automatique pour un maximum de sécurité au cours du transfert 11 Tête de préhension pour couche complète à ventouses Tête de préhension à peigne pour sachets de petfood ou fardeaux 14 Phase de substitution automatique de la tête de préhension 15 Tête de préhension pour rangée de cartons 16 Tête de préhension pour sachets de farine ou de sucre d 1 kg destinés aux palettes présentoirs, avec ventouses pour la prise des intercalaires 17 Tête de préhension dotée d un bras télescopique pour la prise de la palette et des intercalaires 18 Tête de préhension rangée pour fardeaux 19 Tête de préhension couche pour fardeaux 20 Tête de préhension rangée pour fardeaux de flacons de shampooing 3 4 Figure 3 Exemple de tête de préhension rangée Figure 4 Exemple de tête de préhension couche

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12 12 OCME Palettisation et formation de couches Les différentes phases de la palettisation L a palettisation est un processus qui prévoit une série de phases, toutes indispensables, pour obtenir une palette sur laquelle les produits sont disposés selon un agencement spécifique. Dosage produits Rotation produits Formation de la couche Compactage Prélèvement et dépose Dosage des produits Le but du dosage est d espacer et de compter les produits à palettiser (caisses, fardeaux, produits en vrac etc.). Les produits à palettiser, qui proviennent d une zone d accumulation, sont acheminés vers le palettiseur au moyen d un système de bandes qui permet de garder la bonne distance entre un produit et le suivant et de les compter. La gestion des produits peut se faire de manière individuelle (produit par produit) ou par lots, cette dernière solution augmentant nettement la productivité et réduisant la vitesse de déplacement du produit; en revanche, en travaillant avec des rangées de produits, elle 5 ne permet pas un agencement spécifique pour chacun d eux. Le cœur du poste de dosage est constitué par un système à deux (ou trois) segments de bande tournant à différentes vitesses; 3 systèmes de dosage différents sont disponibles en fonction de la stabilité du produit à manipuler : Double bande doseuse à 1 moteur Le rapport de vitesse est fixe entre les deux bandes (en général 1:2) afin de créer un espace égal à la dimension du produit. Ce système est généralement utilisé pour compter les paquets et créer l espace nécessaire à la rotation. Double bande doseuse à 2 moteurs Le rapport de vitesse est variable entre les deux bandes afin d optimiser les performances du système. Ce système est utilisé pour compter les paquets et créer l espace nécessaire à la rotation. En fonction du schéma de palettisation, le système crée l espace minimum nécessaire (par exemple, pour les objets non retournés l espace nécessaire est inférieur par rapport aux objets qui doivent l être, ce qui permet une cadence supérieure). Triple bande doseuse avec 2 moteurs brushless Le rapport de vitesse est fixe entre les 2 premières bandes entraînées par 1 moteur brushless. Le troisième segment de la bande est entraîné par 1 moteur brushless indépendant. Ce système est utilisé pour compter les paquets et créer l espace nécessaire à la rotation avec une précision maximale de l alimentation. Les arrêts éventuels ne provoquent aucun choc entre les paquets. Figure 5 Deux entrées à double bande avec guidage latéral, motorisation et réglage automatique

13 13 Configurations d entrée prévues La formation du schéma de palettisation se produit généralement en 3 phases pendant lesquelles interviennent: Le dispositif de dosage (ou sélection) des paquets Le dispositif de rotation (ou d orientation) des paquets L unité de formation de la couche La combinaison de ces 3 éléments varie en fonction des caractéristiques du produit et de la cadence de la ligne. Les exemples qui suivent montrent la manière dont OCME gère la situation: Type d entrée Schéma Applicable sur Idéal pour Convoyeur à rouleaux Sélection Bande double avec 1 moteur Rotation Accélération + plaque butée en caoutchouc Formation couche Zone formation couche à rouleaux Perseus, Pegasus Paquets stables Séparateur Sélection Bande double avec 2 moteurs et inverseur Orientation paquets Répartiteur électronique Rotation Dispositifs de rotation et par le haut Formation couche Zone de formation avec rouleaux à pas dense Perseus, Orion, Pegasus Paquets stables, cadences élevées Bandes + rotation fixe Sélection Bande avec 2 moteurs à inverseur Rotation Doigt en caoutchouc + guidage d alignement Formation couche Zone formation avec bandes Perseus, Orion, Pegasus Paquets instables Bandes + rotation manipulateurs Sélection Triple bande avec 2 moteurs brushless Rotation Manipulateur Formation couche Zone formation avec bandes Perseus, Orion, Pegasus Paquets instables, paquets fragiles Tissue Sélection Pousseur latéral rotatif Rotation Robot anthropomorphe pour rotation et positionnement Formation couche Zone formation avec bandes Pegasus Rouleaux Tissue présentoir

14 14 OCME Palettisation et formation de couches

15 Rotation des paquets Cette phase a pour but de tourner les produits pour les disposer selon la configuration requise. Mais, en tout premier lieu, cette rotation s impose lorsque l on souhaite: garantir la stabilité des produits optimiser le nb de produits/couche optimiser la visibilité des conditionnements (visibilité du nom des produits exposés sur les palettes) : cela est particulièrement important lorsque la palette est utilisée comme support pour exposer le produit au public (voir hard discount). Le dispositif le plus simple pour obtenir une rotation est celui «par choc» contre un repère fixe. Ce système convient parfaitement si les cadences ne sont pas élevées et si les produits ne sont pas fragiles. Pour pallier à ces limites, les systèmes Ocme par choc prévoient un amortisseur pneumatique à pression réglable pour adoucir l impact contre le repère fixe. En cas de cadences élevées et de produits fragiles, la rotation est gérée par des solutions plus sophistiquées qui, en fonction du cahier des charges, font appel à des manipulateurs à 3 axes ou à des robots anthropomorphes. Le choix dépend des variables prises en compte au moment de la conception et/ou des exigences spécifiques des clients. Nous fournissons ciaprès une liste des systèmes de rotation les plus fréquents: Rotation à niveau bas pour entrée sur rouleaux (Figure 6) Plaque de butée en caoutchouc avec amortissement pneumatique pour absorber les chocs Accélérateur rotatif standard, utile pour paquets de grosses dimensions Rotation à niveau bas pour entrée sur bande (Figure 7) Doigt de butée en caoutchouc avec amortissement pneumatique pour absorber les chocs Guide d alignement pour compléter la phase de rotation et garder le paquet à la bonne position Rotation avec manipulateurs à 3 axes (Figure 8) La rotation et le positionnement des paquets sont obtenus à l aide de 1, 2 ou 4 manipulateurs, en fonction de la configuration du système, ce qui offre les gros avantages suivants: Parfaite stabilité des paquets Absence de chocs pendant la rotation Mouvement et positionnement extrêmement précis grâce à l axe linéaire entraîné par moteur brushless Le déplacement des paquets (rotation et transfert latéral) se produit sans brusques accélérations en suivant la progression de la bande, ce qui évite toute friction pouvant endommager la base des paquets (par exemple en cas de fardeaux avec une mince pellicule ou de bouteilles avec un fond pétaloïde) Possibilité de travailler en tant que séparateur, ce qui augmente la cadence à chaque entrée Changement de format automatique pour les paquets avec côté façade machine entre 130 et 400 mm. Hauteur réglable jusqu à 400 mm Possibilité de manipuler des lots de longueur différente Rotation avec robots anthropomorphes (Figure 9) Parfaite stabilité des paquets Absence de chocs pendant la rotation Mouvement et positionnement extrêmement précis et rapides Répartiteur électronique breveté (Figure 10) Infinies possibilités de positionnement des paquets à la sortie grâce aux guides de translations asservis par encodeur qui peuvent placer les paquets dans la position voulue sans aucune limite Vitesse variable en fonction des dimensions, du type de produit ainsi que du schéma de palettisation afin d optimiser les performances du système Changement automatique du format à partir du coffret de commande Bande de raccordement entre le répartiteur et le convoyeur formation couche pour une meilleure stabilité Rotation par le haut (Figure 11) Plaques de rotation avec asservissement pneumatique pour absorber les chocs activées par le haut Niveau d absorption avec réglage pneumatique en fonction de la fragilité des paquets Changement de format facilité par des repères fixes installés sur le bâti Figure 12 Robot de palletisation pour bidons de 20 litres

16 16 OCME Palettisation et formation de couches Formation de la couche Une fois que les paquets ou les lots sont correctement orientés en fonction du schéma de palettisation envisagé, il y a lieu de les disposer et de les aligner pour former une couche. Cette opération peut se faire: en ligne a 90 Par rapport au sens de progression des produits, les systèmes en ligne, en raison justement de leurs caractéristiques techniques, sont généralement préférés si on demande des cadences élevées, ceux à 90, en revanche, le sont pour des productions moyennes/faibles. Formation d une couche sur convoyeur à rouleaux Le système couramment employé pour former une couche consiste à utiliser des séparateurs (ou espaceurs) contre lesquels le produit s arrête dans une position spécifique en fonction de la configuration requise. Ces espaceurs, asservis par des vérins pneumatiques, montent de la partie inférieure du convoyeur à rouleaux sur lequel passent les produits: plus le diamètre des rouleaux est petit et plus grand est le nombre d espaceurs que l on pourra installer,, pour augmenter la possibilité de placer le produit dans la bonne position. 13 Lorsque les schémas de palettisation augmentent et/ou en cas de configurations très complexes, la hausse du nombre d espaceurs nécessaires donc des pour les laisser monter, augmente les dimensions de la couche non compactée. Pendant le transfert, la couche insuffisamment compactée peut se défaire et exiger une intervention manuelle. Introduire des schémas de palettisation non prévus en phase de conception suppose, souvent, de nouveaux dispositifs mécaniques ainsi que la présence d un technicien spécialisé pour l installation. En tout état de cause, ce type de palettiseur à espaceurs est encore largement utilisé car si on ne demande pas des cadences élevées ou un nombre élevé de schémas, il représente une solution bon marché et d une grande efficacité. OCME a amélioré ce système en intervenant sur le type de transmission du mouvement du convoyeur à rouleaux: des courroies crantées agissent sur chaque rouleau et ne supposent plus qu on intervienne régulièrement pour rétablir la bonne tension; qui plus est, la rupture d une courroie n handicape plus le bon fonctionnement de tout le convoyeur à rouleaux. Formation de la couche sur tapis pas à pas Lorsque les exigences augmentent en termes du nombre de schémas de palettisation et de cadences, la solution la plus récente et efficace consiste à utiliser un tapis pas à pas et à éliminer les espaceurs. Grâce à un système de tapis asservies par des moteurs brushless, les produits sont alignés entre eux pour former une couche sans les espaceurs, mais en agissant tout simplement sur le moteur des tapiss sss. Cette solution permet d éliminer les chocs entre les produits et les espaceurs et entre les produits mêmes. En outre, tout nouveau schéma de palettisation pourra être introduit en adaptant les paramètres correspondants et sans prévoir de dispositifs mécaniques et/ou électroniques supplémentaires. Ce système de formation est désormais la solution préférée sur les machines OCME. Les autres avantages de ce système sont : un entretien aisé et réduit; une consommation pneumatique réduite (avec les espaceurs, la consommation est due aux vérins); possibilité de créer de nouveaux schémas sans devoir ajouter d autres composants; le client est en mesure de créer des schémas tout seul après une courte période d apprentissage. Figure 13 Palettiseur pour fûts de 200 litres

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18 18 OCME Palettisation et formation de couches Formation de couches avec manipulateurs Formation de couches avec manipulateurs L exigence d équipements toujours plus flexibles en raison des innombrables types de produits à palettiser, de produits toujours plus vulnérables et de performances toujours plus élevées a amené à la diffusion de dispositifs appelés manipulateurs. Le but du manipulateur est, comme son nom l indique, de manipuler le produit (le déplacer et le tourner) pour former et compacter une couche de produits à cadence élevée en réduisant pour autant que possible tout choc ou pression excessive surtout avec des produits vulnérables ou instables. La solution Ocme est modulaire et très compacte: en seulement 3 mètres de longueur, quatre manipulateurs peuvent trouver leur place. Les systèmes conçus pour deux manipulateurs peuvent être actualisés après l installation et recevoir deux autres pour augmenter la productivité. Cette solution offre une parfaite fiabilité même en situations critiques comme, par exemple, en cas d arrêts et de redémarrage de la ligne ou d arrêts intempestifs. L entrée se compose d une bande à trois segments asservis par deux moteurs brushless, ce qui permet: D obtenir une alimentation extrêmement précise D éviter toute collision entre les paquets en cas d arrêt De récupérer les espaces vides créés en cas d arrêts intempestifs. Un soin particulier a été consacré aux passages entre un segment de la bande à l autre pour éviter tout problème à la stabilité des conditionnements de petites dimensions. La caractéristique majeure qui distingue les manipulateurs Ocme réside dans le fait que tout point du système est parfaitement accessible; le cas échéant, l opérateur peut intervenir à n importe quel endroit en toute sécurité. Voici quelques caractéristiques des manipulateurs OCME: Le manipulateur travaille uniquement sur deux axes: la structure est plus solide et l entretien réduit. Un automate dédié et indépendant sur la zone formation couche contrôle les moteurs brushless des tapis et des manipulateurs. Le manipulateur est ancré à une structure solide et robuste en mesure d absorber les vibrations de manière plus efficace. La largeur des tapis a été conçue pour éviter toute interférence entre 2 manipulateurs opposés. Caractéristiques du manipulateur Pince à centrage automatique pour une précision maximale du positionnement des paquets et des lots. Aucun changement de format pour les formats entre 130 et 400 mm (côté façade sens de progression). Hauteur réglable jusqu à 400 mm. Peut manipuler différentes longueurs de lots Poids maxi du paquet: 24 kg. Zone test OCME Figure 14 Le manipulateur opère sa translation sur une structure solide qui élimine les vibrations Figure 15 La pince du manipulateur est à centrage automatique et réglable en hauteur jusqu à 400 mm La zone test est à la disposition des clients qui peuvent tester leurs conditionnements avec un système de palettisation dédié comprenant: 2 manipulateurs (1 robot anthropomorphe + 1 cartésien) 1 robot de préhension couche 1 navette à laser Le test pratique est précédé d une simulation sur Le test pratique est précédé d une simulation sur ordinateur grâce à un logiciel développé en synergie avec la Faculté d Ingénierie de l Université de Parme, à même de reproduire exactement les vitesses requises pour un format déterminé, ce qui permet de prévoir le comportement du système une fois qu il sera mis en service.

19 19 Principales solutions disponibles Type Carthésien Portique Robot anthropomorphique Nb axes 3 4 5/6 Nb entrées 1/2 1/2 1/2 Formation lots Oui Oui (avec pousseur rotatif) Type pince A centrage automatique et rotative A centrage automatique Oui, mais pas dans tous les cas de figure Motorisée, rotative, à centrage automatique Motorisée à parallélogramme Pas à pas Oui Non Oui Accessiblité Elevée Faible De moyenne à élevée Encombrement Compact Grande longueur Compact Possibilité montage par le haut Oui Oui, avec bâti à terre des robots Simplicité du système Elevée Faible Moyenne-élevée Fourni par OCME Oui Non Oui Quelques applications possibles des manipulateurs Ocme Orion à 4 manipulateurs Palettiseur avec entrée en ligne par le haut, deux entrées et système de rotation, formation de la couche avec 4 manipulateurs. Cadence maxi: jusqu à 10 couches / minute. Pegasus à 2 manipulateurs Palettiseur robotisé avec entrée en ligne par le bas, deux entrées et système de rotation, formation de la couche avec 2 manipulateurs. Cadence maxi: jusqu à 6 couches / minute. Perseus à 1 manipulateur Palettiseur avec entrée à 90 par le bas, entrée et système de rotation à 1 manipulateur. Formation couche avec pousseur. Cadence maxi: jusqu à 5 couches / minute.

20 20 OCME Palettisation et formation de couches Compactage, prélèvement et/ou dépose de la couche Lorsqu une couche de produits a été formée, celle-ci doit être compactée avant d être prélevée et déposée sur la palette. Cette opération varie en fonction du type de palettiseur. Palettiseurs conventionnels Pour les palettiseurs traditionnels, le système de compactage comprend 3 rives à moteurs indépendants qui permettent de compacter, avec une grande flexibilité, des palettes de dimensions différentes sans aucun réglage manuel. Robot de palettisation avec préhension de la couche Pour ses robots, Ocme a conçu et breveté une pince spéciale qui améliore la qualité de fonctionnement du système de compactage, de préhension et de prélèvement. La pince de préhension présente 4 rives pneumatiques périmétriques avec possibilité (en option) d introduire des lames à l intérieur de la couche qui, ayant un coefficient de frottement élevé, permettent de réduire la pression de serrage nécessaire pour la prise, la manutention et la dépose de la couche. La présence éventuelle et la position des lames sont contrôlées par le logiciel ce qui fait que lorsque les schémas de palettisation changent, aucun réglage manuel n est nécessaire. La dernière phase nécessaire à la formation de la palette est le prélèvement et la dépose de la couche. En fonction de l application requise, OCME a conçu et réalisé trois types de solutions: 16 Le premier est un système à deux plaques coulissantes, à faible coefficient de frottement et à faible usure, qui s ouvrent et se ferment sous la couche devant être déposée. La solution à deux plaques, au lieu d une seule, a été choisie car elle permet de réduire les temps morts pendant les opérations d ouverture et de fermeture de la plaque et une dépose plus rapide. Qui plus est, le fait que les deux plaques coulissent symétriquement vers l extérieur permet de créer des configurations avec des cheminées (c est-à-dire des schémas de palettisation avec des trous entre les couches) sans utiliser d outils dédiés. L épaisseur limitée des plaques permet de garder une distance minimale entre la surface inférieure de la couche, au moment de la dépose, et la surface sur laquelle la couche est déposée (environ 20 mm). Un deuxième système prévoit l utilisation de deux tables à rideaux avec rouleaux (système plutôt utilisé par la concurrence). Le diamètre de ces rouleaux est de 30 mm, ce qui fait que la distance entre la partie inférieure de la couche et la surface de dépose est d environ 50 mm. Dans les cas critiques, il y a lieu d adopter des dispositifs appelés pannes de dépose. Un troisième système spécifique utilisé pour les robots consiste en une pince spéciale brevetée par OCME déjà illustrée précédemment. Cette pince évite toute manutention et translation du produit comme dans le cas classique des systèmes à rideau et réduit considérablement les temps de cycle (environ 6 cycles/min.), ce qui permet d optimiser les phases de compactage, prélèvement et dépose. En outre, puisqu il n y a sous la couche aucune surface de support, on peut déposer le produit près de la couche précédente, ce qui donne une excellente stabilité. Figure 16 Dans certains cas, la tête de préhension de la couche peut être dotée d un système auxiliaire asservi à un générateur à vide. Il peut, en effet, s avérer parfois utile (comme dans le cas de conditionnements clusters avec profil tronco-conique, cannettes hi-cone) de saisir la couche non pas seulement sur le côté avec les 4 rives latérales mais également par le haut au moyen d une plaque percée qui retient les conditionnement sous l action du vide. De la sorte, la pression exercée latéralement est inférieure et on évite tout risque de rupture par chute et/ou déformation des conditionnements.

21 Figure 17 Surface de dépose à faible coefficient de frottement s ouvrant en deux moitiés Figure 18 Moteurs et chaînes de levage sont surdimensionnés pour assurerune fiabilité maximale dans le temps

22 22 OCME Palettisation et formation de couches Opérations accessoires Certaines opérations complémentaires à la palettisation sont confiées à des dispositifs accessoires tels que: la colonne pour introduire les intercalaires (feuilles de cartons placées entre les couches pour améliorer la stabilité du produit) le dispositif d alimentation des palettes vides Colonne pour intercalaires motorisée (AIC) Le but de l opération est d introduire les intercalaire en carton dans un laps de temps le plus court possible, sans entraver le mouvement d autres éléments comme par exemple le bras du robot de palettisation. La nouvelle colonne AIC réalisée par Ocme est asservie à deux moteurs brushless qui assurent un contrôle précis des mouvements et, partant, une synchronisation parfaite avec les robots Pegasus. Toute interférence est impossible: les robots peuvent être poussés à des vitesses élevées sans risque de collision. En outre, l utilisation de moteurs brushless permet au dispositif AIC de suivre des trajectoires optimisées en termes de relevage/descente et rotation de la tête de préhension des intercalaires. Le module AIC a été conçu comme une machine autonome, alimentée par un coffret électrique indépendant, ce qui présente plusieurs avantages: Son installation peut être prévue même après avoir installé le palettiseur. Il peut être intégré dans tout système de palettisation. En outre, la colonne peut être dotée d une unité pour le centrage des intercalaires. Dispositif d alimentation des palettes vides (APNF) Le dispositif d alimentation des palettes vides a pour but d approvisionner le palettiseur de palettes en évitant que l opération soit effectuée manuellement. Le système OCME a été conçu pour assurer une fiabilité totale lorsque les dimensions de la palette changent. En cas d utilisation de demi-pallettes, on prévoit quatre fourches au lieu de deux. Le module APNF, aussi, est alimenté par un coffret électrique dédié. 19 Figure 19 Colonne de prélèvement et de dépose des intercalaires à hautes performances Figure de la page suivante Robot de palettisation prise rangée pour fardeaux d eau minérale muni des dispositifs pour la préhension de la palette, avec la colonne pour intercalaires.

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24 24 OCME Palettisation et formation de couches Intégration des fins de ligne 20 Figure 20 PC de poche pour contrôler les missions de la navette à guidage laser Le n fait, la zone de palettisation ne constitue que le cœur de la fin de ligne. L efficacité globale de ce noeud important du process productif d une entreprise dépend non seulement de la qualité des palettiseurs mais aussi de la parfaite intégration de tous les dispositifs selon un concept de ligne pertinent répondant à la meilleure ingénierie. Dans ce domaine, OCME bénéficie d une expérience éprouvée de plus d un demi-siècle au service de nombreuses filières. En bout de ligne, les périphériques sont complémentaires par rapport au produit fabriqué par l entreprise. Logistique, gestion du dépôt et exigences de traçabilité supposent une automatisation accrue qui puisse assurer une parfaite répétitivité et un contrôle total de la production. Navettes LGV et convoyeurs palette La manutention de la palette pleine peut être gérée par une navette automatique à guidage laser Auriga ou par des dispositifs à rail. Par rapport à une manutention humaine, les navettes Auriga offrent un niveau de sécurité nettement supérieur avec, à la clé, un coût qui s avère déjà à moyen terme nettement plus intéressant. Les navettes Auriga sont disponibles en plusieurs configurations pour s adapter à la perfection à leur emploi, que ce soit en termes de volume et de type de produit à transporter que de trajets à effectuer au sein des sites de production. Les navettes à guidage laser peuvent évoluer en groupe et sont asservies à un système centralisé qui attribue tâches et missions à chaque unité de manière efficace. Les convoyeurs à rail peuvent encore être utilisés à bon escient lorsque le trajet à accomplir avec les palettes est relativement simple et pas très loin du palettiseur. Parfaitement automatisable, ce système n offre pas la flexibilité de la technologie à guidage laser. Banderoleuses et housseuses OCME est en mesure d intégrer des banderoleuses ou housseuses de toutes les marques, selon les attentes du client. L alimentation de la palette au poste de banderolage peut se faire par navettes Auriga ou par convoyage traditionnel Figure 21 Navette automatique à guidage laser pour le prélèvement et la dépose des palettes de et vers les postes de palettisation et de dépalettisation. Figure 22 Fin de ligne d une installation robotisée de palettisation composée de 5 robots avec 2 banderoleuses pour palettes.

25 25 Gestion magasin de stockage La gestion intégrée du magasin de stockage a pour but d optimiser le stock ainsi que la manutention des marchandises dans le magasin de stockage et dans les îlots de stationnement. Lorsque la gestion du magasin de stockage est confiée aux navettes automatiques à guide laser Auriga,, un puissant système de contrôle, l AGV Manager, guide les véhicules en fonction du chargement à déposer ou à charger et en respectant certains critères dont: le code du produit à manipuler la présence de zones libres ou de zones occupées par des produits ayant le même code la date de stockage Traçabilité Traçabilité de la production: voici un domaine où l ingénierie et l intégration des différents équipements font toute la différence pour assurer répétitivité et qualité à long terme. OCME a mis au point des systèmes de traçabilité qui permettent de suivre lots et produits en enregistrant toutes les données y relatives. Des étiqueteuses et des imprimantes ink-jet, en passant par les convoyeurs et les navettes jusqu au coeur central du système de contrôle, chaque opération est suivie et enregistrée pour fournir à l entreprise une base scientifique qui lui permettra de mieux gérer ses choix stratégiques et ses tactiques. Partage et interface des données Dans une entreprise moderne, le rôle des données et des informations sur la production revêt une importance croissante. Pouvoir accéder aux logs de chaque machine, contrôler à l instant la production ou donner un ordre comme le changement d un format ou d une manutention étaient des opérations qui jusqu à récemment étaient effectuées par un opérateur (le plus souvent spécialisé uniquement sur une machine spécifique) qui utilisait un équipement et un logiciel dédiés installés généralement sur cette machine. OCME a mis au point des systèmes ouverts qui permettent de faire dialoguer les machines et les systèmes de conditionnement et de logistique avec l équipement informatique de l entreprise. Ces interfaces sont de plus en plus simples à utiliser et sont accessibles non seulement par de simples ordinateurs PC de bureau mais également par des PC de poche, comme pour les navettes Auriga. Le partage des informations et le suivi de l équipement passe de plus en plus par des outils largement diffusés comme les réseaux Ethernet, les protocoles WiFi ainsi que par des outils non dédiés qui en permettent la mise à jour.

26 26 OCME Palettisation et formation de couches Des configurations infinies L expérience acquise et la vaste gamme des modèles de palettiseurs traditionnels et robotisés permettent une multitude de configurations qui s adaptent aux caractéristiques du conditionnement, aux cadences des lignes et aux exigences du plan d installation de l équipement. Configuration d une installation pour cartons, fardeaux, caisses en plastique, multipacks, bouteilles en vrac 1 PERSEUS LF1 A 1 entrée Caractéristiques: Palettiseur conventionnel avec 1 entrée à 90 niveau bas. Doigt de rotation des paquets doté d un système pour absorber l impact. Transfert des rangées par pousseur. Configuration avec colonne intercalaires. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence: jusqu à 5 couches/minute 2 PERSEUS LF1 A 1 entrée et 2 manipulateurs Caractéristiques: Palettiseur conventionnel avec 1 entrée à 90 niveau bas et 2 robots manipulateurs pour l orientation et la rotation des paquets. Transfert des rangées par pousseur. Configuration avec colonne intercalaires et banderoleuse palettes. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence: jusqu à 5 couches/minute 3 PERSEUS HM2 A 2 entrées et 1 pousseur Caractéristiques: Palettiseur conventionnel avec 2 entrées à 90 niveau haut. Transfert des rangées par pousseur. Configuration avec colonne intercalaires et banderoleuse palettes. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence: jusqu à 8 couches/minute 4 ORION HM2 A 2 entrées et un répartiteur Caractéristiques: Palettiseur avec entrée en ligne par le haut avec 2 entrées et un répartiteur électronique pour le positionnement des conditionnements. Rotation à l aide de doigts avec absorption contrôlée de l impact. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: jusqu à 10 couches/minute.

27 27 5 ORION HM A 1 entrée et 2 manipulateurs H=2650 H=2650 H=3600 H= Caractéristiques: alettiseur avec entrée en ligne par le haut avec 1 entrée et un système de rotation et formation de couches à l aide de 2 manipulateurs. Chariot de transfert intercalaires. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: jusqu à 10 couches/minute. 6 ORION HM A 2 entrées et 2 manipulateurs Caractéristiques: Palettiseur avec entrée en ligne par le haut, avec 2 entrées et un système de rotation et formation de couches à l aide de 2 manipulateurs. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: jusqu à 10 couches/minute. 7 PEGASUS M160 Ilot robotique pour 1 code produit Caractéristiques: Robot de palettisation à prise multiple. Tête de préhension dotée d un élément pour prise palette et intercalaires. Configuration avec banderoleuse. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: jusqu à 3 couches/minute sans interruptions (changement de palettes) jusqu à 2 couches/minute avec interruption (changement de palettes) 8 PEGASUS M160 Ilot robotique pour 2 codes produit Caractéristiques: Robot de palettisation à prise multiple. Tête de préhension dotée d un élément pour prise palette et intercalaires. En mesure de traiter 2 produits simultanément. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: 10,5 cycles/minute

28 28 OCME Palettisation et formation de couches Infinite configurazioni 9 PEGASUS M 160 Ilot robotique pour 4 codes produit H=2500 H=2500 H=550 H=2500 H=2500 H=2500 H=550 H=550 H=550 H=550 H=550 H=550 H=550 Caractéristiques: IIlot robotisé de palettisation en mesure de traiter 4 produits simultanément. Le robot est doté d une pince à prise multiple pour la prise des conditionnements et des palettes. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: jusqu à 7,5 cycles/minute H=550 H=550 H=550 H=550 H=2500 H= PEGASUS F450 Ilot robotique prise couche avec manipulateurs H=900 E1 H=550 H=600 H=600 Caractéristiques:Robot de palettisation avec 2 entrées en ligne et 2 manipulateurs. Configuration avec colonne intercalaires et magasin palettes. Configurazione con colonna intercalari e magazzino palette. Convient pour: fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence: jusqu à 6,5 couches/minute 11 PEGASUS F450 Robot préhension couche pour fardeaux et produits en vrac. H=1250 H=750 H=400 H=1250 H=750 H=550 Caractéristiques: Robot de palettisation avec préhension d une couche complète, interchangeable, pour bouteilles en vrac ou fardeaux. Entrée fardeaux avec tapis et 2 manipulateurs pour la formation de couches. Entrée produits en vrac avec système de préparation de la couche canalisée. Tête de préhension interchangeable automatiquement à partir de la console de commande. Colonne pour le placement d intercalaires. Convient pour: bouteilles en vrac, fardeaux, cartons, caisses en plastique, multipacks Cadence maximale: jusqu à 6,5 couches/minute. Configurations d installations pour bidons, fûts et seaux 12 PERSEUS F Pour bidons de 60 et 200 kg Caractéristiques: Palettiseur conventionnel avec 1 entrée à 90 par le bas. Transfert rangée par pousseur. Configuration avec taqueur. Convient pour: bidons en métal ou en plastique Cadence: jusqu à 2 couches/minute

29 29 13 PERSEUS F Pour fûts et seaux de 20 Kg Caractéristiques: Palettiseur conventionnel avec 1 entrée à 90 par le bas. Transfert rangée par pousseur. Configuration avec banderoleuse. Convient pour: seaux et fûts en métal ou en plastique Cadence: jusqu à 2,5 couches/minute. H=690 H=700 Configuration d installation pour conditionnements de papier tissue (pret à vendre, paquets, sacs) 14 PEGASUS F450 Ilot robotique pour papier tissue H=1200 H=1170 H=1200 H=1200 H=550 H=550 H=550 Caractéristiques: Robot de palettisation avec prise de couches complète. Système de préparation des couches pour produits en vrac avec pousseur latéral et robot anthropomorphe pour le positionnement et la rotation des colis. Le même système peut recevoir des paquets et des sacs. Configuration avec formeuse de barquettes et colonne pour intercalaires. Convient pour: produits en tissue (pret à vendre, paquets, sacs) Cadence maximale: jusqu à 6 couches/minute 15 PEGASUS F450 Ilot robotique pour papier tissue Caractéristiques: Robot de palettisation avec prise de couches complète. Système de préparation des couches pour produits en vrac avec pousseur latéral et robot anthropomorphe pour le positionnement et la rotation des colis. Le même système peut recevoir des paquets et des sacs. Configuration avec formeuse de barquettes et colonne pour intercalaires. Convient pour: produits en tissue (pret à vendre, paquets, sacs) Cadence maximale: jusqu à 6 couches/minute

30 30 OCME Palettisation et formation de couches Tableau cadence maximale pour: cartons, fardeaux, caisses en plastique, multipacks, bouteilles en vrac (cadences exprimées en paquets/minute) N. d emballlages/ couche Secteurs classiques d application Schéma Dimensions 400 x 300 H= x 180 H= x 180 H= x 140 H=300 1 Perseus LF1 A 1 entrée Boissons, Alimentation, Pétrochimie, Produits de soin et d entretien 2 Perseus LF1 A 1 entrée et 2 manipulateurs Boissons, Alimentation 3 Perseus HM2 A 2 entrées avec pousseur Boissons, Alimentation, Pétrochimie, Produit de soin et d entretien, Tissue 4 Orion HM2 A 2 entrées avec diviseur Boissons, Alimentation 5 Orion HM A1 entrée et 2 manipulateurs Boissons, Alimentation 6 Orion HM A 2 entrées et 2 manipulateurs Boissons, Alimentation 7 Pegasus M160 Ilot robot pour 1 code produit Boissons, Alimentation, Pétrochimie, Produits de soin et d entretien, Tissue 8 Pegasus M 160 Ilot robot pour 2 codes produit Boissons, Alimentation, Pétrochimie, Produits de soin et d entretien, Tissue 9 Pegasus M160 Ilot robot pour 4 codes produit Boissons, Alimentation, Pétrochimie, Produits de soin et d entretien, Tissue 10 Pegasus F450 Ilot robot prise couche avec manipulateurs Boissons, Alimentation 11 Pegasus F450 robot prise couche pour fardeaux et produits en vrac Boissons N.B. Les donnés ci-dessus sont fournies à titre purement indicatif. Consulter le Service technique OCME pour une analyse en bonne et due forme de votre projet.

31 31 Tableau cadences maximales pour: bidons, fûts, seaux N. d emballages / couche Secteurs classiques d application Schéma Dimensions emballages 200 kg Ø 600 h 900 mm 60 kg Ø 400 h 580 mm 20 kg Ø 300 h 450 mm 8 bidons/min 12 Perseus F Pour bidons de 60 e 200 kg 8 bidons/min 10 bidons/min - Pétrochimie 13 Perseus L Pour fûts et seaux de 20 kg fûts/min Pétrochimie, Peintures, Alimentation Tableau cadences maximales pour: conditionnements Tissus (pret à vendre, paquets, sacs) N. d emballages / couche Secteurs classiques d application Schéma Dimensions conditionnement Sac 600 x 500 mm Paquet 4x2x2 480 x 240 x h 220 mm Paquet 3x2x2 300 x 200 x h 200 mm Pret à vendre 2x1x2 240 x 120 x h 220 mm Pret à vendre 3x1x3 360 x 120 x h 330 mm 14 Pegasus F450 Ilot robot Tissue en vrac et fardeaux 24 ppm 40 ppm 156 ppm 100 ppm Tissue 15 Pegasus F450 Ilot robot Tissue fardeaux 24 ppm 90 ppm Tissue N.B. Les donnés ci-dessus sont fournies à titre purement indicatif. Consulter le Service technique OCME pour une analyse en bonne et due forme de votre projet.

32 32 OCME Palettisation et formation de couches Stratégies OCME pour la réduction des coûts des installations à basse cadence Projet machines simplifiées Ocme a conçu une gamme spécifique de palettiseurs à basse cadence avec des coûts vraiment inférieurs par rapport au passé. Ceci a été possible grâce à une optimisation du procès de production, qui permet des avantages économiques pour le cliente et également une réduction du temps de livraison, installation et mise en service. Beaucoup d innovations concourent à réduire le prix d achat: Groupes pré installés et pré testés. Câblage connectorisé Temps réduits du projet et installation. Temps réduits de mise en fonction. Composants et matériel à haute qualité. Concept Plug & play pour la réduction des heures d installation et mise en service. Ilot robotisé Plug & Play C est l idéal pour les entreprises qui doivent traiter jusqu à deux codes de produit en même temps. On utilise la flexibilité de la technologie du robot avec la standardisation des composants hardware et software. Cadence: jusqu au 10,5 cycles/minute (configuration suivant le dessin = 2 codes produit). jusqu au 12 cycles/minute (configuration suivant le dessin = 1 code produit). Palettiseur Plug & Play Palettiseur à modules prés installés et pré testés. Dédié aux basses cadences, il est utilisé généralement dans les secteurs alimentaires, pétrochimique et détergents, où les cadences demandées ne sont pas très hautes. Cadence: jusqu à 2,5 couches/minute.. Exemple d îlot robotisé avec 2 codes produit composé du convoyeur en entrée et préparation de la file de cartons, convoyeurs pour piles palettes et convoyeurs d évacuation palettes pleines. Vue par le haut du Perseus simplifié avec pousseur intégré dans la table de dépôt qui permet la réduction de l espace occupé.

33 33 Productivité et réduction des coûts de production O n assiste, au cours des dernières années, à une utilisation accrue des composants électroniques dans les installations et les automates de tous les types d industries; dans la filière emballage, ces composants sont entrés de plain-pied dans le process productif et l ingénierie. Les avantages sont énormes en termes de productivité et d efficacité des systèmes de production: réduction des coûts de maintenance ordinaire et extraordinaire, flexibilité et rapidité des changements de format, possibilité d obtenir en temps réel les données de production pour intervenir de manière ciblée et améliorer les performances. Tous ces avantages ont vite transformé l outil électronique en une nécessité pour les clients. 23 Ocme applique depuis longtemps les systèmes électroniques les plus sophistiqués sur ses machines alliant hauts niveaux d efficacité et flexibilité. Perseus, Orion et Pegasus sont des machines avec une maintenance si rapide que même en cas de panne, la production des machines reste très élevée. Les instruments pour la création de nouvelles matrices de palettisation et les procédures de changement de format assistées ont rendus les niveaux de productivité de plus en plus insensibles à la prolifération des produits et du type d emballage. Les machines Ocme ont été dotées d une interface utilisateur facile et aisée pour raccourcir les temps de formation même du personnel moins expert. Figure 23 Le programme de simulation développé en collaboration avec la Faculté d ingénierie de l Université de Parme permet de configurer les données de production et de simuler sur écran les phases de préparation des couches avec les manipulateurs. Un autre élément non négligeable des choix opérés par Ocme concerne l utilisation de composants compatibles avec les protocoles de communication plus diffus, ce qui permet d un côté de relever les données de production pour une maintenance ou une gestion plus efficace des pièces de rechange et, de l autre, une gestion évolutive du système OEE (Overall Equipment Effectiveness TRG Taux de rendement global). Non moins important est le système de téléassistance guidée par des systèmes de webcam dont l efficacité à drastiquement réduit la durée et le coût des interventions tout en éliminant la nécessité d avoir du personnel hautement qualifié pendant la production. Ces résultats réduction des coûts et productivité accrue sont le fruit de l étroite et continue collaboration d Ocme avec ses clients qui lui a permis et lui permettra à l avenir de satisfaire les exigences de ces derniers pour une amélioration constante, manifeste ou latente, à ce niveau.