Mondelez est un acteur international actif dans l’industrie alimentaire qui a plusieurs dizaines de marques renommées dans son portefeuille, notamment Côte d’Or, Milka et Oreo. À Herentals, les divisions biscuits et chocolats ont leur propre usine. À la biscuiterie, on produit notamment les petits biscuits Lu. L’usine de Mondelez Chocolats produit, elle, les gaufrettes Leo, les barres de chocolat Côte d’Or et les œufs de Pâques.
Le nouveau projet Ergomix concerne la production des œufs de Pâques – qui se déroule pratiquement toute l’année afin d’avoir un stock suffisant et répondre à la demande soudaine de ce produit saisonnier. Le nom du projet fait référence à l’objectif initial, à savoir l’amélioration de l’ergonomie des opérateurs. Dans le passé, les mélanges d’œufs étaient réalisés en déversant manuellement les caisses contenant les œufs aux diverses saveurs, un travail assez laborieux. Aujourd’hui, une installation entièrement automatisée se charge de cette opération.
Positionnement des trémies au-dessus de la bande transporteuse
Une fois les oeufs sortis de la ligne de moulage et conditionnés individuellement, ils sont emmenés sur une bande transporteuse vers la nouvelle installation en contrebas où ils sont d’abord réceptionnés dans de grandes caisses-palettes selon les saveurs. Ces caisses sont ensuite apprêtées par un robot pour réaliser les mélanges ou prélevées par un robot mobile pour un stockage temporaire à l’entrepôt. Dès que toutes les saveurs nécessaires à la réalisation d’un mélange sont prêtes, les œufs sont transportés par des trémies vers des positions sur la large bande qui rassemble les diverses saveurs. En fin de parcours, les œufs sont récupérés dans les caisses-palettes où ils sont parfaitement mélangés.
Un premier défi en termes de technique d’entraînement était de veiller à la répartition uniforme des œufs lors du remplissage des caisses-palettes pour éviter qu’une accumulation ne rende l’empilage des caisses impossible. Le second défi concernait le positionnement des trémies au-dessus de la bande transportant les mélanges d’œufs afin d’obtenir un système flexible car tous les mélanges ne contiennent pas les mêmes saveurs. Enfin, il fallait trouver un entraînement approprié pour le grappin du robot qui doit déplacer les caisses-palettes pesant 150 kg.
Moins de contraintes à la conception
« Le point de départ de ce projet était de ne pas utiliser la pneumatique », déclare Bob Aerts du département ingénierie chez Mondelez. « La raison à cela était que les entraînements électriques sont plus performants en termes de consommation d’énergie et qu’il est plus facile d’implémenter les aspects de la sécurité machine. Nous avons expliqué cela à Festo qui a non seulement compris notre raisonnement et les applications que nous voulions concevoir mais également été en mesure de nous fournir les composants utiles à la réalisation du projet. »
Pour Festo, la demande d’entraînements électriques n’a rien de nouveau. « Nous constatons que ce segment augmente de plus de 20% par an », explique Johan De Pauw, ingénieur commercial chez Festo. « Certaines applications, de par les vitesses ou le besoin en flexibilité dans le positionnement, sont difficiles voire impossibles à réaliser avec de l’air comprimé. Il y a moins de restrictions avec les entraînements électriques lors de la conception et la fabrication. De plus, le coût total de possession de cette application est inférieur avec les entraînements électriques qu’avec les entraînements pneumatiques. »
La conception de l’installation a été confiée à Betecem et Koen Roobaert, ingénieur d’application chez Festo, a fourni des conseils lors de la sélection des composants. Alax Automation s’est chargé de la programmation.
« La collaboration s’est déroulée sans problème », poursuit Bob Aerts. « Un des avantages de Festo est que - lors de l’offre et pour tous les composants - un lien renvoie aux documents et aux fichiers pouvant être utilisés dans les outils pour l’ingénierie et le dimensionnement. Tout le monde avait donc la bonne information dès le départ. »
Vérins électriques
Pour le remplissage uniforme des caisses-palettes, un système permet de déplacer la bande transportant les œufs vers la gauche et la droite via deux axes à courroie crantée dotés d’un servomoteur et d’un axe de torsion. Dans le prolongement de la bande, un vérin électrique avec une broche peut également la faire avancer ou reculer. Le système se place donc dans n’importe quelle position pour larguer uniformément les œufs. La commande reçoit un retour des cellules de pesage placées sous la caisse et du débit d’alimentation afin de déterminer précisément où il y a de la place dans la caisse.
Le système de positionnement des trémies au-dessus de la large bande transportant les œufs possède également des axes électriques. Les positions peuvent ainsi être automatiquement adaptées au nombre de saveurs à prévoir dans un mélange. De manière générale, l’ensemble de l’installation ne nécessite aucune intervention manuelle. L’installation se trouve en contrebas au sous-sol dans un espace climatisé et est entièrement automatisée.
Le grappin du robot qui déplace les caisses-palettes est également équipé d’un vérin électrique ESBF avec un servomoteur. L’armoire électrique, placée à l’extérieur de l’espace climatisé, abrite les servovariateurs CMMT qui communiquent, via Profinet, avec l’automate pilotant l’installation.
La conversion via le logiciel
La nouvelle installation est opérationnelle depuis un certain temps et les avantages des entraînements électriques ont déjà fait leurs preuves. Dans le cas du système permettant de remplir uniformément les caisses-palettes, par exemple, il a fallu chercher les bons paramètres pour obtenir un résultat optimal. L’avantage des entraînements électriques est qu’il est relativement facile de jouer avec les vitesses et les positions à partir du logiciel. La conversion de la ligne réalisant les mélanges se fait également depuis le logiciel.
« Un autre avantage de Festo est l’offre d’une série complète de composants », souligne Bob Aerts. « Cela comprend non seulement les entraînement mécaniques, les réducteurs, les moteurs et les variateurs mais aussi toutes les pièces et les accessoires mécaniques. Cela nous a énormément aidé lors de la standardisation et garantit que les composants sont parfaitement adaptés entre eux. La flexibilité que nous avons aujourd’hui avec cette installation ne serait pas possible avec des entraînements pneumatiques. »