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Grands tubes, petits tubes, tubes allongés, tubes épais, tubes plats, mini-tubes… dans les domaines des soins bucco-dentaires, des cosmétiques et de la pharmacie, on fabrique des tubes de tailles et de formats innombrables. Les machines sur lesquelles on fabrique les conditionnements pour dentifrices ou produits cosmétiques proviennent de PackSys Global AG à Rüti, en Suisse. Pour ses clients, l’entreprise veille à ce que les processus soient efficaces, le rendement élevé et les produits faciles à utiliser. Pour cela, elle mise sur la numérisation et l’automatisation en pleine expansion ainsi que sur la rationalisation des étapes de processus. Le réglage des machines sur le bon format, à savoir l’adaptation de leurs paramètres aux différentes tailles de tubes est un aspect important et influant considérablement sur la sécurité des processus. Afin d’accroître le confort d’utilisation de ses machines à souder les tubes et de sécuriser le réglage des différents modules, PackSys a intégré une solution de réglage de format surveillé, fournie par l’entreprise allemande SIKO GmbH, spécialiste des capteurs et des systèmes de positionnement.

L’activité principale de PackSys Global AG, qui fait partie du groupe Brückner, est la fabrication de tubes en plastique. PackSys Global fournit également des machines de marquage à chaud pour poser des revêtements métallisés décoratifs, des machines de découpe et de pliage de bouchons en plastique, ainsi que des machines d’emballage pour les boîtes, les tubes et les bouchons afin de les transporter du fabricant à l’embouteilleur.

Le réglage de format surveillé sur une nouvelle machine à souder les tubes

Sur de nombreuses machines de l’entreprise, il faut régulièrement effectuer des réglages de format. La méthode la plus courante s’appuie sur des indicateurs de position mécaniques, qui sont réglés manuellement sur une valeur enregistrée dans la documentation. Cela présente un risque d’erreur élevé si les valeurs sont mal lues et donc mal réglées. Lorsqu’il faut effectuer fréquemment des réglages sur plusieurs positions pour différentes variantes de tubes, il est particulièrement intéressant d’intégrer en alternative des indicateurs de position numériques pour un réglage de format surveillé. Dans le cadre du développement d’une nouvelle machine à souder les tubes, le FlexSeamer, on a testé le passage aux indicateurs de position numériques.

Le choix s’est porté sur l’indicateur de position numérique AP05 avec interface IO-Link de SIKO, qui a su convaincre pour plusieurs raisons : sa compacité, son utilisation universelle tant sur un axe vertical qu’horizontal, et sa lisibilité intuitive grâce à deux voyants LED. Les indicateurs sont utilisés sur une dizaine de positions sur la ligne, par exemple pour vérifier des réglages comme l’épaisseur ou la longueur des plastiques stratifiés ou une image imprimée variable. Un autre indicateur de position SIKO, l’AP10S, est utilisé pour surveiller la position lors de mouvements linéaires.

Du stratifié au tube

Dans le cas du FlexSeamer, on déroule un matériau plat, le plastique stratifié, à partir d’une grande bobine. Les plastiques utilisés sont généralement des mélanges de matériaux (en fonction des exigences du produit) qui doivent présenter de bonnes propriétés d’étanchéité pour qu’il y ait le moins d’oxygène possible dans le produit contenu à l’intérieur et le moins de substances aromatiques possibles qui se diffusent hors du tube.

La bande de plastique est pliée dans le sens de la longueur, mise en forme de tube et dotée d’une soudure longitudinale de sorte que le matériau plat devient un tube continu. Une lame rotative découpe ce long tube en plastique en tubes individuels. Il s’agit du corps du tube proprement dit, dans lequel seront ensuite versés les produits cosmétiques, les dentifrices ou les produits pharmaceutiques. Sur l’un des deux côtés, une machine placée après, le Header & Capper, installe ce que l’on appelle un épaulement avec le filetage ainsi que la fermeture. L’autre côté reste ouvert pour que l’embouteilleur puisse y introduire le contenu et ajouter une soudure transversale pour refermer le tube.

FlexSeamer : une grande vitesse et des processus fiables

Ce qui distingue la nouvelle machine à souder, c’est sa vitesse élevée de 250 tubes par minute, ses longues lignes de chauffage et de refroidissement conçues pour les types de stratifiés modernes et, grâce à l’enregistrement numérique de la plupart des réglages, des processus intuitifs, rapides et sûrs. Alors que les indicateurs de position mécaniques n’indiquent que la valeur réelle d’une position, les indicateurs de position numériques indiquent également la valeur cible d’un réglage, c’est-à-dire que les dimensions pour une certaine variante de tube sont enregistrées sous forme de formule dans la commande de la machine et sont transmises aux indicateurs concernés via IO-Link. Un opérateur doit alors effectuer le réglage de manière à ce que la valeur réelle et la valeur cible correspondent. Ce n’est qu’ensuite que le processus de production peut continuer. Les deux voyants LED sont ainsi des indicateurs fiables, ils ne s’allument en vert que si les valeurs correspondent. Tant qu’un voyant reste rouge sur l’installation, le processus est interrompu et il convient de procéder à un réajustement à l’endroit concerné.

Pour Aitor Henao, responsable du marketing et de la communication chez PackSys Global, cette solution présente des avantages évidents : « Les formats peuvent être réglés rapidement d’un seul coup d’œil. Comme les dimensions de chaque variante sont enregistrées sous la forme d’une formule, chaque produit peut être reproduit n’importe quand avec exactement les mêmes réglages. Cela signifie que la qualité est élevée et constante, car les processus sont toujours stables et sûrs. »

Emanuel Heusser, chef de groupe Automation Engineering au service R&D, souligne un autre aspect en rapport avec la qualité : « Souvent, les effets d’un mauvais réglage ne se remarquent que lorsque les produits sont soumis à des contrôles destructifs aléatoires, ce qui représente énormément de travail. Mais si les indicateurs de position numériques permettent de garantir que l’on a toujours les mêmes réglages pendant le processus de production, les contrôles de qualité en aval deviennent inutiles. C’est là une énorme valeur ajoutée qu’apporte le réglage de format surveillé. »

Les « doigts magiques » sont de plus en plus rares

Pour Aitor Henao, en cette période où l’on manque de personnel qualifié, les solutions de plus en plus numérisées sont une aide précieuse : « Alors qu’il y a quelques années, on trouvait toujours un ouvrier spécialisé aux « doigts magiques » qui travaillait dans l’entreprise depuis 20 ou 30 ans et savait exactement où il devait faire des ajustements lorsqu’un réglage ne fonctionnait plus à cent pour cent, nous avons aujourd’hui un marché du travail très flexible sur lequel les spécialistes sont rares. L’utilisation intuitive, qui permet des réglages fiables des processus même sans connaissance approfondie de la machine, permet aux entreprises de faire face plus facilement à la pénurie de personnel qualifié. »

La décision d’utiliser un système de réglage de format surveillé est le fruit d’une réflexion sur différents facteurs. Les postes qui nécessitent des réglages fréquents sur des variantes très diverses se prêtent bien à un tel investissement dans la surveillance numérique. Autre argument : les temps d’arrêt coûteux lorsque les formats sont déréglés, ce qui donne un poids décisif à l’accélération des temps de préparation. Pour les réglages peu fréquents ou pour lesquels les erreurs de réglage sautent tout de suite aux yeux, PackSys Global continue d’utiliser les indicateurs de position mécaniques de SIKO, qui permettent de bien maîtriser ces valeurs de position. La gamme de solutions SIKO propose également des entraînements de positionnement compacts et entièrement automatisés. Ceux-ci permettent de régler les formats simplement en appuyant sur un bouton et peuvent être facilement utilisés même dans les zones difficiles d’accès d’une machine.

Exemple de réglage du capteur de marques d’impression

On peut mieux comprendre la valeur ajoutée du réglage de format surveillé à l’aide d’un exemple, comme celui du capteur de marques d’impression : quand on coupe le tube, la coupe doit être effectuée au bon endroit par rapport à l’image imprimée. Pour ce faire, on applique sur le stratifié des marques d’impression qui sont détectées par des capteurs. En fonction de l’image imprimée, la marque se trouve à un endroit différent sur la circonférence du tube. En conséquence, le capteur qui détecte cette marque d’impression doit toujours être positionné légèrement différemment autour du tube. Grâce à l’indicateur de position AP10S, la position du capteur de marques d’impression peut désormais être enregistrée en degrés et stockée dans la formule. Ainsi, l’opérateur n’a plus besoin de se pencher dans la machine pour bien placer le capteur par rapport à la marque d’impression, mais les valeurs cibles de positionnement sont enregistrées pour chaque image imprimée.

Intégration des indicateurs de position SIKO

Pour Emanuel Heusser, le caractère universel de l’AP05, qui fonctionne aussi bien sur un axe vertical qu’horizontal, était un atout majeur : « L’écran est incliné à 45 degrés et peut être configuré à l’aide du logiciel pour déterminer comment il doit être disposé. Cela nous permet également de simplifier la gestion des stocks, puisque nous n’avons plus besoin de stocker des produits différents pour les axes verticaux et horizontaux. L’intégration proprement dite n’a posé aucun problème, tant du point de vue de la mécanique que de l’électronique. » Emanuel Heusser porte également un regard positif sur sa collaboration avec SIKO : « Ils ont toujours été très arrangeants. SIKO essaie de rendre les souhaits et les suggestions possibles ; par exemple, l’AP05 a été spécialement doté de l’interface IO-Link dans le cadre de notre projet FlexSeamer. »

Pour l’avenir, Aitor Henao prévoit clairement une tendance croissante à la numérisation et à l’automatisation des installations, notamment en ce qui concerne le réglage de format : « Ce sont ces petits détails, comme les voyants LED, qui font la différence.Ils améliorent la qualité de nos machines et de nos services et aident les entreprises clientes à se concentrer sur leur activité principale. »

https://www.siko-global.com/