Il y a quelques temps, Total Productivity avait développé une ligne de production complète pour un fabricant de conditionnements en plastique. Cette ligne se compose de plusieurs stations où se déroulent les étapes d’assemblage et de contrôle pour obtenir le conditionnement souhaité. Afin d’encore mieux servir ses clients finaux (ceux qui remplissent les conditionnements avec un produit), le fabricant a décidé d’étendre sa ligne avec une unité de rinçage. Celle-ci évacue l’air présent dans les conditionnements et le remplace par de l’azote pour conserver le produit final plus longtemps. C’est ce qu’on appelle le flushing.
Le flushing n’est en soi pas un nouveau processus mais le concept entièrement automatisé est innovant. Total Productivity a été contacté pour développer cette nouvelle unité. La première version a été livrée à l’atelier en à peine quatre mois.
Dans la pratique, l’unité de rinçage est couplée à la ligne de production qui amène les conditionnements debout via une bande transporteuse. A l’approche de l’unité de rinçage, trois conditionnements sont traités simultanément. Via la bande transporteuse, ils pénètrent dans l’unité de rinçage où ils sont positionnés sous les trois têtes de rinçage verticales. Les conditionnements sont soulevés et ouverts via une vanne spéciale. Un clapet interne est ensuite activé et de l’azote sous pression est envoyé dans le conditionnement, ce qui expulse l’oxygène. Pendant le flushing, une lampe orange est allumée qui devient verte lorsque le processus est terminé. Une fois traités, les trois emballages sont replacés sur la bande transporteuse et évacués de l’unité de rinçage.
Pendant le flushing, les têtes de rinçage – et les conditionnements – avancent lentement dans la même direction que la bande transporteuse, jusqu’à l’extrémité de l’unité. Dès lors, un espace se crée du côté alimentation de l’unité pendant le déroulement du processus, pour le positionnement de trois autres conditionnements. Lorsque les têtes de rinçage reviennent à leur position initiale, elles peuvent immédiatement rincer les trois prochains conditionnements. Richard Bakker, ingénieur de projet chez Total Productivity: « Par cycle de rinçage, nous gagnons quelques secondes qui sont nécessaires pour atteindre le temps de cycle maximal. Nous en avons absolument besoin pour pouvoir raccorder cette unité à la ligne existante. »
Le grand défi lors du développement de l’unité de rinçage réside dans la multitude d’étapes qui se déroulent dans un court laps de temps. Cela commence avec la manipulation des conditionnements, suivi du flushing et, non des moindres : le contrôle des paramètres pendant le processus de rinçage et du résultat final. Pour la qualité et la vitesse du processus de rinçage, il est important d’avoir un débit suffisant. Certainement lorsqu’un client souhaite un double rinçage, pour quelque raison que ce soit.
Une fois que les ingénieurs de Total Productivity ont finalisé leur schéma de débit, Festo a présenté son motion terminal VTEM à l’entreprise. Il s’agit d’un terminal de distributeurs dont la fonction de chaque distributeur est définie par une app classique. Avec le même composant hardware, une multitude de fonctions peuvent être réalisées sans devoir utiliser des composants distincts.
Richard Bakker: « Comme il s’agit ici d’un produit totalement nouveau, nous avons réalisé une batterie de tests avec Festo concernant la fiabilité, la vitesse et la répétitivité. Et nos conclusions sont unanimes: tout est parfait. Un des principaux avantages pour nous est l’encombrement minimal du terminal de distributeurs. Si nous aurions dû réaliser les diverses fonctions avec des composants distincts, il nous aurait fallu trois fois plus de place. Par ailleurs, il n’y a qu’un produit à intégrer, le temps de montage est donc considérablement plus court et il y a moins de risques d’erreurs qui pourraient conduire à des fuites, par exemple. »
Le pilotage du terminal de distributeurs a lieu via la commande développée en interne par Total Productivity. Ce logiciel appelle l’app requise, après quoi le distributeur concerné réalise la fonction correspondante. L’unité de rinçage utilise deux terminaux pour réaliser deux fonctions simultanément. Au total, il y a donc sept fonctions qui vont de la commande des vérins pour soulever les conditionnements et descendre les têtes de rinçage jusqu’au réglage du débit et des fonctions de contrôle pour les tests de fuite et de pression. Richard Bakker: « Le seul composant externe que nous utilisons est un débitmètre distinct parce que nous ne voulons pas que le VTEM contrôle ses propres fonctions. »
La pneumatique digitalisée offre aussi des avantages à l’utilisateur final. Celui-ci peut commander son unité manuellement via le terminal de distributeurs et réaliser divers tests progressivement. C’est intéressant lors du changement des têtes de rinçage pour rincer d’autres conditionnements. Les monteurs veulent pouvoir tester immédiatement la fonctionnalité et l’étanchéité.
Actuellement, deux machines sont opérationnelles respectivement en Allemagne et aux Etats-Unis. La version qui est en cours de montage dans l’atelier sera prochainement livrée en Espagne. Dans tous les cas, Total Productivity se charge de l’installation et de la mise en service et contrôle notamment la disponibilité via un test d’acceptation en usine (FAT). Richard Bakker: « Les machines fonctionnent de manière satisfaisante et en tant qu’intégrateur de système, nous sommes aussi satisfaits de ce terminal de distributeurs qui nous permet d’encore mieux automatiser. Je suppose que nous l’utiliserons dans les futures machines. »
Le terminal de distributeurs VTEM combine les avantages de la pneumatique et de l’électrotechnique dans un seul composant hardware. A cet égard, des apps attribuent une fonction spécifique aux distributeurs. Le VTEM peut être utilisé pour une commande simple de fonctions mais aussi pour la réalisation d’un mouvement contrôlé vers la position finale (arrêt progressif), la servo-pneumatique et les mouvements économes en énergie.
Suite à la multitude d’opportunités, le VTEM réduit la complexité des installations, accélère le processus d’ingénierie et peut adapter la fonctionnalité d’une machine – selon l’application – durant toute la durée de vie. Il peut s’agir de l’ajout d’un mouvement supplémentaire, d’un arrêt intermédiaire ou d’un contrôle, de l’appel exclusif d’une nouvelle app et non de l’intégration d’un composant supplémentaire avec le montage associé et les travaux de programmation.
Le VTEM fournit jusqu’à 8 entrées analogiques et 8 entrées digitales ou 16 entrées digitales pour les applications de régulation directes. Les capteurs, montés sur l’actionneur, enregistrent et transmettent la position requise. Le distributeur piloté par une app se compose de quatre vannes 2/2 qui sont chacune pilotée par des vannes piézoélectriques. Les capteurs de position et de pression intégrés contribuent à offrir une régulation optimale et une surveillance conditionnelle transparente.
Pour un paramétrage efficace, il y a le choix entre une interface utilisateur intuitive WebConfig via le navigateur web sur le pc ou la fameuse commande machine (PLC) sans logiciel de configuration supplémentaire.