Mondelez est un grand acteur international de l’industrie alimentaire qui compte dans son portefeuille de nombreuses marques connues comme Côte d’Or, Milka et Oreo. Les divisions biscuits et chocolat de l’entreprise possèdent toutes deux une usine à Herentals. C’est dans la biscuiterie que sont fabriqués, entre autres, les biscuits Lu. Mondelez Chocolates produit des biscuits Léo, des barres Côte d’Or et des œufs de Pâques.
Le nouveau projet Ergomix soutient la production d’œufs de Pâques : une production qui se poursuit pratiquement toute l’année afin d’avoir suffisamment de stock à Pâques pour répondre à la demande soudaine de ce produit saisonnier. Le nom du projet fait référence à son objectif initial, qui était d’améliorer l’ergonomie pour les opérateurs. Dans le passé, les œufs étaient mélangés en combinant manuellement des cuves de différentes saveurs, ce qui demandait beaucoup de travail. Dans la nouvelle installation, cette opération est désormais entièrement automatisée.
Positionnement des trémies au-dessus du convoyeur
Dès que les œufs quittent la ligne de moulage et sont emballés individuellement, ils sont acheminés par un convoyeur vers la nouvelle installation située en dessous, où ils sont d’abord triés par saveur dans de grandes caisses-palettes. Ces cuves sont ensuite préparées par un robot pour être mélangées, ou récupérées par un robot mobile pour être stockées temporairement dans un entrepôt. Une fois que toutes les saveurs nécessaires à la réalisation d’un mélange sont prêtes, les œufs sont transportés par des trémies vers des positions spécifiques sur un large convoyeur, de sorte que toutes les saveurs soient alignées les unes à côté des autres sur ce tapis. À la fin, les œufs sont à nouveau acheminés vers un conteneur-palette où ils sont parfaitement mélangés.
Un premier défi technique d’entraînement consistait à répartir proprement les œufs lors du remplissage des conteneurs-palettes, sinon ils ne seraient pas plats, ce qui rendrait impossible l’empilement des conteneurs. Le deuxième défi consistait à positionner les trémies au-dessus du convoyeur sur lequel le mélange est effectué. Il devait s’agir d’un système flexible, car tous les mélanges ne contiennent pas le même nombre de saveurs différentes. Enfin, il a fallu trouver un entraînement adapté pour le préhenseur du robot qui doit déplacer les conteneurs-palettes de 150 kg.
Moins de contraintes dans la conception
Notre point de départ pour ce projet était de ne pas utiliser de pneumatique », explique Bob Aerts du département technique de Mondelez. On s’est dit que les entraînements électriques étaient plus performants en termes de consommation énergétique et qu’il était également plus facile de mettre en œuvre tous les aspects liés à la sécurité des machines. Nous avons présenté cela à Festo et ils ont non seulement compris notre situation de départ et les applications que nous voulions construire, mais ils ont également été en mesure de nous proposer tous les composants dont nous avions besoin pour la mise en œuvre. »
Pour Festo, la demande d’entraînements électriques n’est certainement pas nouvelle. Nous constatons que ce segment croît de plus de 20 % par an », déclare Johan De Pauw, ingénieur commercial chez Festo. Certaines applications sont difficilement réalisables, voire impossibles, avec de l’air comprimé en raison des vitesses ou de la flexibilité requise pour le positionnement. Avec les entraînements électriques, il y a beaucoup moins de restrictions au niveau de la conception et de la fabrication. De plus, dans cette application, le coût total de possession est plus faible avec des entraînements électriques qu’avec des entraînements pneumatiques. »
La planification de l’installation a été confiée à Betecem, Koen Roobaert, ingénieur d’application chez Festo, ayant conseillé sur le choix des composants. Pour la programmation, il a été fait appel à Alax Automation. La collaboration s’est très bien déroulée », déclare Bob Aerts. Lun des avantages de Festo était que, dès la création de l’offre, tous les composants étaient accompagnés de liens vers tous les documents et fichiers pouvant être utilisés dans des outils d’ingénierie et de dimensionnement. Ainsi, chacun disposait dès le départ des bonnes informations pour pouvoir se lancer immédiatement.
Vérins électriques
Afin de remplir les emplacements de palettes de manière uniforme, un système a été mis au point dans lequel le convoyeur qui amène les œufs peut être déplacé vers la gauche et vers la droite par deux arbres à courroie crantée avec servomoteur et arbre de torsion. Grâce à un vérin électrique avec broche dans le prolongement du convoyeur, celui-ci peut également être déployé en avant et en arrière. De cette manière, le système peut se positionner de manière à pouvoir déposer les œufs à n’importe quel endroit sur la palette. Le système de commande reçoit des informations en retour des cellules de pesage situées sous le réservoir et du débit de l’alimentation, ce qui lui permet de déterminer avec précision où il reste de la place dans le réservoir.
Le positionnement des trémies au-dessus du large tapis pour le mélange a également été réalisé avec des axes électriques. Cela permet d’adapter automatiquement les positions au nombre d’arômes à associer dans un mélange donné. L’ensemble de l’installation ne doit désormais plus être commandé manuellement. L’installation se trouve au sous-sol, dans une pièce climatisée, et fonctionne de manière entièrement automatique. La pince du robot qui déplace les caisses-palettes a également été équipée d’un vérin électrique ESBF avec servomoteur. Toutes les commandes de servomoteurs CMMT se trouvent dans une armoire de commande située à l’extérieur de la salle climatisée. Celles-ci communiquent via Profinet avec l’API qui commande l’installation.
Changer de logiciel
La nouvelle installation est maintenant en service depuis un certain temps et les avantages des entraînements électriques sont déjà éprouvés. Par exemple, dans le cas de la méthode consistant à remplir uniformément les caisses-palettes, il fallait chercher longtemps les bons paramètres pour obtenir un résultat optimal. L’avantage des entraînements électriques est que l’on peut facilement jouer avec les vitesses et les positions à partir du logiciel. La modification de la ligne sur laquelle les mélanges sont effectués se fait également entièrement via le logiciel.
Un autre avantage de Festo était qu’ils proposaient une gamme complète de composants », explique Bob Aerts. Cela comprend non seulement les entraînements mécaniques, les réducteurs, les moteurs et les actionneurs, mais aussi toutes les armatures mécaniques et les accessoires nécessaires. Cela nous a énormément aidés lors de la standardisation et garantit en outre que tous les composants sont parfaitement adaptés les uns aux autres. La flexibilité que nous avons maintenant avec cette installation, nous n’aurions pas pu l’obtenir avec des entraînements pneumatiques. »