Spécial CFIA 2017. Les solutions qui préfigurent l'usine de demain

1 mars 2017 - S. Perraut et P. Christen

Le robot collaboratif à deux bras ABB Yumi est capable de travailler en sécurité sur une tâche partagée avec un opérateur.

La tendance est amorcée depuis plusieurs années mais l'accélération est nette pour cette 21ème édition du CFIA, qui se tiendra au 7 au 9 mars à Rennes. L'automatisation gagne du terrain dans l'agroalimentaire. Entre la multitude de données à analyser et des robots plus collaboratifs, c'est bien une usine connectée et interactive qui se dessine au fil des allées du salon.

Cap sur la maintenance prédictive

Pour la sixième année consécutive, l'espace collectif « Usine agroalimentaire du futur » va permettre aux industriels de se projeter en découvrant des solutions innovantes. Proposée par Bretagne Développement Innovation (BDI) et Valorial en partenariat avec les centres d’innovation technologique bretons, l'animation va présenter huit démonstrateurs sur le thème « De l'usine temps réel à l'usine prédictive ». « La donnée sera au cœur du fonctionnement de nos usines agroalimentaires », affirme Jean-Luc Perrot, directeur du pôle de compétitivité Valorial. « Les croisements entre les filières du digital et l’industrie agroalimentaire se multiplient. On assiste à une montée en puissance des traitements de données, qui sont analysées et croisées. L'usine de demain, c'est cette usine prédictive », complète Jean-Paul Simier, directeur des filières agriculture et agroalimentaire à BDI.

A ne pas manquer : le projet collaboratif issu du programme Agretic qui réunit un consortium d'entreprises bretonnes dont OET (automatisme/robotique), EMA (ingénierie/process mécanique), RF-Track (capteurs) et Acsystème (traitement algorithmique des données). Ces spécialistes ont développé un outil de maintenance prédictive, qui allie capteurs, objets connectés et analyse des données en temps réel afin de déceler une panne sur un robot, grâce à la détection de signaux faibles.

Les données sont partout

De la grosse machine complexe aux petits composants, les équipements de dernière génération transmettent des informations en masse, quant à leur état, au produit traité ou encore à l'environnement. C'est l'avènement de la donnée (data en anglais), accompagnée par la généralisation d'outils informatiques simples à utiliser.

La société Igus, spécialisée dans les plastiques techniques, se propose ainsi de faire parler les câblages avec son offre isense composée de capteurs et de modules de surveillance pour le guidage linéaire drylin, les chaînes porte-câbles et les câbles. La solution mesure en permanence l'état de l'équipement. Elle compare ensuite ces informations avec les paramètres de l'installation et avec les données de test en laboratoire de manière à prédire le fonctionnement du système. En cas de dépassement de valeurs seuils, les produits signalent leur durée de vie restante, ce qui permet de planifier les opérations de maintenance.

Pour faciliter les remontées d'informations, Bodet-Osys a conçu le DAM Bluetooth, un appareil permettant la connexion sans fil entre les équipements de production et l’application logicielle MES (manufacturing execution system) Quartis. Ce boîtier conçu pour le milieu industriel est placé sur les machines. Il récupère les données de production telles que les causes d’arrêt, les interventions marche/arrêt, le nombre de pièces produites ou encore le nombre de pièces conformes. La communication Bluetooth remplace la technologie filaire, ce qui simplifie l'installation du boîtier et son intégration dans l'architecture logicielle. En outre, l'atelier gagne en mobilité.

En fin de ligne, OET a développé un îlot robotisé de palettisation de sacs qui est équipé d’un préhenseur connecté à l’aide de capteurs sans fils (LoRa). Cette installation permet, grâce à des algorithmes d’analyse de données, de prédire quand le préhenseur tombera en panne (fuite d’air, jeux mécaniques, défaut moteurs, etc.). L’îlot est aussi associé à un système mobile d’affichage sur tablette avec réalité augmentée permettant la visualisation de l’état du système et d’informations de mesures et d’aides à la maintenance. Le système peut également être connecté avec un système tiers (superviseur, MES, ERP). Cela permet de diagnostiquer au plus tôt la nécessité d’une intervention de maintenance et d'éviter la panne qui arrêtera la ligne de conditionnement.

Une collaboration renforcée entre l'homme et le robot

La robotique s'intègre dans ces écosystèmes interconnectés, à l'instar des solutions ABB, prêtes à être connectées, par voie filaire ou sans fil, de manière à développer les possibilités d’assistance. Une meilleure connaissance de l'outil contribue aussi à son intégration harmonieuse dans la chaîne de fabrication et en particulier aux côtés d'opérateurs. La robotique collaborative se positionne comme une solution d'automatisation prometteuse, dans le respect de la sécurité des postes de travail et de la préservation du savoir-faire humain.

ABB présente ainsi Yumi, son robot collaboratif à deux bras capable de travailler en sécurité sur une tâche partagée avec un opérateur. Développé pour répondre aux besoins d'une production flexible dans le secteur de l'électronique grand public, il peut être utilisé dans tout environnement d’assemblage de petites pièces. Il bénéficie de mains modulables, d'un système universel d'alimentation en pièces et de caméras pour localiser ces dernières. Sa programmation s'effectue par apprentissage. YuMi est doté d'une ossature en magnésium légère et rigide recouverte d'une enveloppe flottante en plastique rembourrée pour absorber les chocs. S'il détecte un impact, il peut interrompre son mouvement en quelques millisecondes. Le mouvement peut ensuite être repris en appuyant sur une commande à distance.

Schunk de son côté présente la pince prototype Co-act JL1, capable d'interagir et de communiquer directement avec l'opérateur. Elle se distingue par une enveloppe extérieure souple à angles arrondis, un dispositif contre la perte de la pièce manipulée et un écran led. Des capteurs tactiles et capacitifs lui permettent de détecter en continu son environnement. Elle adapte son comportement en temps réel selon qu'elle entre en contact avec une pièce ou une main humaine. Cela grâce à des doigts à mesure de force et un contrôle par vision. La préhension est maintenue lors d’une interruption, comme dans le cas d'un arrêt d'urgence. L'éclairage led avec codage couleurs indique si le système est prêt à être utilisé et s'il a saisi la bonne pièce. Les interfaces OPC UA permettent à la pince de communiquer aussi bien avec les robots qu’avec des niveaux de contrôle supérieurs.

En fin de ligne, Flexlink fait également appel à un robot collaboratif pour sa nouvelle cellule de palettisation. L'absence de cage réduit de 50 % l’empreinte au sol par rapport à une cellule de palettisation traditionnelle. Elle a été conçue pour répondre à des besoins de palettisation en pied de ligne de petits volumes, avec des charges allant jusqu’à 8 kg maximum et une cadence de huit cycles par minute. L'avantage par rapport aux solutions robotisées classiques est qu'elle est peut être déplacée d’une ligne de production à l'autre car elle ne nécessite pas de cartérisation, de cage de sécurité ni de barrière immatérielle. Une prise de 220 V suffit. Elle dispose également d'une pompe à vide embarquée. Le robot collaboratif s’utilise sans protection physique et les opérateurs peuvent travailler autour du robot en toute sécurité.

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