Automation et dispositifs de manutention

| Rédacteur: Jean-René Gonthier

On distingue ici très nettement le système de préhension permettant de prendre délicatement les plateaux en main et de les déplacer. (Image: Patric concept SA)
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On distingue ici très nettement le système de préhension permettant de prendre délicatement les plateaux en main et de les déplacer. (Image: Patric concept SA)

>> Patric concept SA implantée à Colombier/NE est un intégrateur. Cette entreprise est capable de prendre en charge des projets complets soit de l’idée proposée par le client à sa réalisation. Cela inclut les étapes de conception, étude de faisabilité, fabrication, montage et mise en service.

Afin de mieux situer l’entreprise Patric concept SA, résumons en quelques mots son environnement. Elle fait partie du groupe Nugerol Holding SA au côté de plusieurs entreprises bien connues dans l’industrie, soit LNS Group - fabricant de ravitailleurs de barres, Patric métal - tôlerie intégrale; Patric inox - solutions en acier inoxydable, Meyrat - conception et fabrication de broches et la société immobilière Sarubin. L’ensemble du groupe compte plus de 800 collaborateurs avec un chiffre d’affaires compris entre 150 et 200 millions de francs. Patric concept est issu de Patric SA, qui en 2001 se divisa pour créer une entité axé sur la conception et l’ingénierie devenu Patric concept, et la deuxième partie en 2007 a engendré Patric inox SA, tandis que le coeur de Patric est devenu Patric métal SA.

Une installation dédiée au secteur médical

Ce reportage traite de la conception et de la fabrication d’un palettiseur multi-usage par l'entreprise de Colombier avec la collaboration d’un des fournisseurs de composants électromécaniques et systèmes d’automation, soit Parkem AG.

La rédaction du MSM a rencontré Messieurs Blaise-Alain Junod, Responsable opérationnel, COO de Patric concept SA et Martin Meier, chef des ventes chez, Parkem AG. Le but de ce développement était de réaliser un palettiseur multifonction dédié en premier lieu au secteur médical, pouvant tout aussi bien être utilisé dans d’autres domaines industriels tel que : horlogerie, alimentaire, emballage, manutention et la connectique.

MSM: Quand vous parlez d’un palettiseur multifonction qu’entendez-vous exactement par là?

Blaise-Alain Junod: Le même palettiseur peut faire plusieurs actions à la fois, il peut par exemple charger et décharger des pièces de tout type conditionner sur différents plateaux. Et pour corser le tout la cadence de sortie de production peut elle aussi varier. C’est en ces différents aspects que nous pouvons qualifier notre installation d’universelle.

MSM: Que fait donc votre palettiseur?

Blaise-Alain Junod : Notre système de manutention est placé en fin ou en début de ligne. Dans un cas il charge la machine de production dans l’autre cas il la décharge pour conditionner le produit dans des plateaux. Et ensuite c’est un «Pick & Place» qui vient prendre en charge une série de produit en un seul mouvement. La prise est effectuée par pincement ou par succion. L’installation remplit des plateaux de produits. Dans la partie suivante l’empilage et le dés empilage des plateaux sont effectués. Dans la partie arrière de l’installation, les piles de plateaux vides ou pleins sont préparées.

MSM: Quelles sont les composants de cette automatisation livrés par Parkem à Patric concept?

Martin Meier, Parkem: Lors du premier contact que nous avons eu avec Patric concept, Monsieur Blaise-Alain Junod, responsable opérationnel de Patric concept cherchait un portique XYZ ayant un critère très spécifique, à savoir un encombrement réduit tout spécialement dans la dimension verticale. Après une analyse du cahier des charges, nous avons finalement proposé un portique doté d’un axe Z télescopique. Cela permettait de ne pas dépasser une hauteur excessive. Après plusieurs séances notamment en compagnie d’un spécialiste de l’entreprise fabriquant ces portiques, soit une entreprise allemande, nous avons proposé un modèle de portique ainsi que quelques adaptations. Des adaptations touchant aux interfaces et moyens de fixation à la structure. Ensuite le cahier des charges a été discuté en détail afin de trouver une solution adéquate. Finalement, nous avons aussi livré les réducteurs planétaires. Le reste des composants soit les moteurs et les variateurs ont été choisis soit par le mandant soit par l’utilisateur final. Nous avons été obligés de faire quelques modifications touchant aux pattes de fixation sur le châssis. Parkem a aussi livré non seulement le portique XYZ mais aussi les accessoires soit les flasques et le porte-chaîne. Ensuite Parkem au vu des choix effectué à conçu le portique en 3D et a livré la conception à Patric concept pour validation. Ensuite ces dessins 3D ont été virtuellement placé dans la construction globale de Patric afin d’être certain de pouvoir y prendre place… Puis la livraison a pu avoir lieu et l’assemblage final ainsi que les tests de fonctionnements ont été réalisé. Etant donné que ce projet était relativement compliqué, un premier assemblage a été effectué auprès du fabricant du portique en Allemagne puis cela a été désassemblé, transporté à Colombier et remonté dans un premier temps chez Patric concept… et évidemment lorsque l’ensemble a été terminé l’ensemble de l’installation a été réassemblé auprès du client pour le contrôle final.

MSM: Pourquoi n’avez-vous pas pensé à installer un robot plutôt qu’un portique? Quelle a été la raison de ce choix?

Blaise-Alain Junod: C’est simplement une question de coût, les robots sont trop onéreux pour réaliser des mouvements simples de type cartésiens. Cela ne se justifiait pas du tout. Le robot a un total de 6 axes et pour notre application nous n’avions besoin que de 4 axes. De plus l’utilité du robot se justifie tout particulièrement quand une application doit être régulièrement reprogrammée ce qui n’est pas le cas dans cette application. Notre application et ses fonctions sont en fait assez basiques soit empiler, désempiler, prendre un plateau plein puis le remplacer par un vide, et les rempiler. Nous avons oublié de mentionner l'option qui permet la prise d’échantillons. Cette opération est utile et automatique soit pour des besoins de contrôle de qualité. Cette opération et possible en toute sécurité sans devoir stopper la machine ni ouvrir les portes sécurisées.

Martin Meier, Parkem: L’application dont nous traitons aujourd’hui est en fait basée sur une application de portique standard proposée par Parkem. Dans cette gamme, il y a 9 versions différentes. Certes le composant portique a été légèrement modifié pour cadrer aux spécifications de Patric concept, notamment à cause de l’encombrement. Patric concept a réalisé l’ensemble de l’axe C soit le système de préhension.

Blaise-Alain Junod: Dans la livraison de Parkem il n’y a pas seulement le portique mais également toute la prise en compte du câblage. C’est en fait un sous-ensemble complet. C’était aussi un défi d’assurer une préhension fiable des plateaux. Des plateaux qui ne sont en fait pas très rigides. Ces plateaux doivent être alignés puis centrés et finalement soulevés par des doigts de préhension. Mais ce n’est pas tout, la tête de préhension opère tout d’abord un contrôle de hauteur de la pile et ce contrôle s’effectue avant que le plateau ne soit recentré. Et bien évidemment un deuxième contrôle détecte s’il s’agit d’un plateau vide ou plein.

Le système avec du standard : Portiques modulaires en kit

Les portiques standards de Parkem simplifient la vie de tout ingénieur! Sur la base des axes linéaires de Parkem, neuf systèmes de base ont été développés. En fonction de la masse à déplacer et de la course souhaitée, ces portiques peuvent être dimensionnés de façon simple et sûre, tout en réduisant de manière importante les temps. L’assemblage de tous les composants est vérifié à l’usine, ce qui permet de réduire au minimum le travail de conception et calcul. Grâce à la standardisation, le temps de livraison d’un tel système se réduit à 4-5 semaines.

  • 4 portiques linéaires XZ standard et 5 portiques XYZ standard.
  • Charge typique pour l’axe Z est de 15kg à 150kg.
  • Vitesses jusqu’à 2m/s, accélérations jusqu’à 5 m/s².
  • Zones de travail jusqu’à 8,5m × 3,9m × 2m.
  • Dessins CAD-3D disponibles gratuitement même avant la commande.
  • Temps de livraison de 4–5 semaines.
  • Conceptions sur mesure possible (avec temps de livraison plus longue).

Le système de base comprend tous les axes linéaires avec réducteur planétaire et le matériel pour l’assemblage des axes. Pour ce dernier une large gamme d’options est disponible :

    • Protection des axes par bande en tôle d‘acier pour classe de protection IP30.
    • Chaînes porte-câbles pour tous les axes.
    • Servo entraînement complet (moteur, variateur, câbles).
    • Servomoteurs avec résolveur ou codeur multiturn SinCos.
    • Capteurs de référence et fins de course (pas nécessaires avec codeur Multiturn-SinCos).
    • Flasques sur mesure pour les moteurs du client.
    • Structure de base en acier.
    • Montage sur place.

    Suite à ce reportage, je constate que la société Parkem AG a su trouver les composants adéquats pour combler les désirs de son client et les adapter au mieux. Patric concept a conçu là un système efficace et astucieux permettant de remplir parfaitement le cahier des charges de son client. <<

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