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La dépalettisation de sacs automatique grâce à AZO

AZO sa automatise le déchargement de marchandises en sacs avec le Siemens AI Bin Picking : plus d’efficacité, moins d’erreurs et un pas de plus vers l’usine de demain.

Vider des sacs pesant jusqu’à 25 kg dans une machine est un travail très lourd pour les opérateurs. C’est pourquoi AZO nv/sa a conçu, pour un producteur d’aliments pour bébés, une solution robotisée qui retire les sacs de la palette, ainsi qu’une machine qui les ouvre ensuite de manière hygiénique. Une prouesse technique grâce à la technologie de vision IA de Siemens.

L’hygiène avant tout dans les aliments pour bébés

Les producteurs de lait en poudre fabriquent de nombreuses variétés avec différents mélanges de vitamines et de minéraux pour divers âges. Sans parler des nombreuses allergies qu’ils doivent prendre en compte. Aussi, les grands silos sont rares dans la production. Les quantités sont petites et les matières premières sont généralement ensachées.

Dans le même temps, ils doivent respecter des exigences très strictes en matière d'hygiène. Un véritable défi, car les sacs sont difficiles à traiter mécaniquement. Ils sont lourds, de forme irrégulière et se déchirent facilement. « Un client nous a demandé de construire une machine qui ouvre les sacs de manière hygiénique », explique Corné Daane, Sales Branch Manager Vital chez AZO nv/sa.

« Et c’est une réussite. Nous avons conçu une machine intégrant peu de pièces mobiles, facile à nettoyer et entièrement fermée. Ainsi, l’environnement reste exempt de poussière et nous n’avons pratiquement pas de perte de produit. Nous aspirons de manière hygiénique la poudre libérée lors de la découpe, de sorte qu'elle reste utilisable. Ensuite, le sac passe par une vis de compactage et ressort proprement de la machine. »

AZO - hygiene first

Dépalettisation automatique

« Les sacs arrivent sur des palettes. Notre client avait dans l’idée de faire alimenter ses lignes de production par des opérateurs. Ceux-ci devaient retirer les sacs – pesant jusqu’à 25 kg – de la palette un à un et les placer dans la machine. Un travail lourd et comportant des risques d’erreurs et d’accidents, ce genre de sac pouvant facilement se déchirer. De plus, le handling manuel n’est pas particulièrement hygiénique. C’est pourquoi nous avons cherché un moyen d’automatiser cette étape aussi. »

Cela n’a pas été simple. « Comme il est question de petites quantités, on trouve souvent différents types et formats sur une même palette », explique Nick Heuten, Manager Automation chez AZO nv/sa. « Et en plus, ils sont disposés dans tous les sens. Pour les faire dépalettiser par un robot, il faudrait définir chaque format possible et chaque type de position dans un dessin CAO. C'est mission impossible. Nous avons donc cherché une solution d’IA. De nombreuses start-up intéressantes y travaillent, mais nous voulions une évolutivité et une qualité industrielles. C’est pourquoi nous nous sommes tournés vers Siemens, avec qui nous collaborons étroitement depuis de nombreuses années. »

AZO - Jeroen Pieters

À propos d’AZO

AZO est une entreprise familiale allemande, spécialisée dans l’automatisation du bulk handling : la réception, le stockage, le transport, le dosage, le mélange et le remplissage de marchandises en vrac. Elle est active dans différents secteurs : batteries, plastiques, alimentation et produits pharmaceutiques. L’entreprise compte quelque 1200 collaborateurs dans le monde. Le site belge AZO nv/sa en emploie environ 135.

Notre technologie pour le bin picking s’est tout de suite avérée efficace pour des marchandises en sacs de plus grande taille.
Jeroen Pieters, Account Manager, Siemens

« Avec le SIMATIC Robot Pick AI, nous disposons déjà d’une longue expérience en matière de technologie de vision IA », ajoute Jeroen Pieters, Account Manager chez Siemens. « Jusqu'à présent, nous l’utilisions principalement pour le bin picking, c’est-à-dire pour prélever de petits objets irréguliers dans des bacs. J’ai accompagné Nick sur notre site de production en Allemagne, où nous utilisons nous-mêmes la technologie de picking dans la production de nos entraînements SIMATIC S120, qui sont d’ailleurs également intégrés dans cette machine. Nous avons suspendu notre production quelque temps et essayé avec quelques sacs. Les résultats ont tout de suite été prometteurs. »

En route pour un taux de réussite de 100 %

« Saisir des sacs est un défi pour un robot, surtout s’ils sont disposés de manière irrégulière sur une palette », explique Nick. « C'est généralement le cas. Même s’ils ont été empilés sur une palette par des robots, un certain décalage reste inévitable. Les sacs peuvent se plier ou se superposer, un coin peut être relevé, des plis peuvent empêcher le robot de faire le vide... En tant qu’être humain, on voit tout de suite si quelque chose n’est pas bien disposé ; pour un robot, c’est beaucoup plus difficile. »

AZO - Nick Heuten
Des opérateurs humains voient tout de suite quel sac est le plus facile à saisir. Pour un robot, c’est beaucoup plus difficile.
Nick Heuten, Automation Manager, AZO

« Nous nous sommes attelés à la tâche et avons rapidement atteint un taux de réussite de 80 %. C’est déjà pas mal, mais nous visons bien sûr les 100 % : chaque sac que le robot veut saisir doit se retrouver sur la machine. Pour le moment, nous en sommes à 95 %. Le système garde une trace des tentatives réussies et de celles qui ont échoué. Nous envoyons ces données à intervalles réguliers à Siemens, qui les utilise pour améliorer encore l’algorithme. L’algorithme entier est exécuté localement, sur un SIMATIC BX-59A. Ainsi, nous n’avons pas besoin de connexion cloud. »

Structure modulaire

« L’avantage de la technologie Siemens est que nous pouvons l’utiliser de manière modulaire », poursuit Nick. « SIMATIC Robot Pick AI veille à ce que les sacs soient saisis correctement. À cela s’ajoute une technologie d’IA que nous avons écrite nous-mêmes : LOB Vision. LOB est l’acronyme de Logistics Operations Bot et détermine la façon dont les sacs sont disposés devant la machine de découpe. Ce logiciel est également exécuté sur le BX-59A. De cette manière, nous gardons ce savoir-faire pour nous. »

Le robot est contrôlé via la SIMATIC Robot Library. « Il s’agit d’une bibliothèque logicielle qui nous permet de contrôler le robot via le PLC. Cela nous évite de devoir apprendre un langage robotique spécifique. Un gros avantage. Actuellement, en raison des exigences strictes en matière d’hygiène, nous utilisons un robot de Stäubli fermé hermétiquement. Si un prochain client souhaite traiter, par exemple, des sacs de sable, nous installons un autre robot sans gros travail d’adaptation.

AZO - Modular structure

Unique sur le marché

« Avec cette machine, nous avons pris une belle avance sur la concurrence, et ce entièrement avec une technologie d’Europe occidentale », conclut fièrement Corné. « C'est grâce à des projets comme celui-ci que nous pouvons maintenir notre production ici, car les opérateurs qui veulent encore faire ce travail lourd sont de plus en plus rares. Grâce à cette machine, nos clients ont l’assurance d’un traitement hygiénique et traçable. Et grâce à la récupération de l’énergie de freinage sur le circuit CC, nous sommes aussi très économes en énergie. Lorsqu’un moteur freine et qu’un autre démarre en même temps, le moteur qui démarre utilise l’énergie de freinage. Dans un système avec de nombreux démarrages et arrêts comme le nôtre, cela se traduit par d’importantes économies d’énergie. »

AZO - Corné Daane
Ce sont des projets comme celui-ci qui nous permettent de maintenir notre production en Europe occidentale.
Corné Daane, Sales Branch Manager Vital, AZO sa

Les avantages en bref

  • plus d’ergonomie pour les opérateurs
  • récupération de l’énergie de freinage par des servomoteurs
  • traitement 100 % hygiénique
  • pratiquement aucune perte de produit
  • traçabilité parfaite

« Cela n’aurait pas été possible sans une étroite collaboration avec Siemens – aussi bien la division belge que la société mère allemande. De leur côté, nos collègues allemands sont impatients de venir voir ce que nous avons réalisé ici. C’est une bonne chose que nous puissions garder une telle longueur d’avance. »