Smart Packaging Solutions: Modernisation pour vitesse

Promation a modernisé la plieuse-colleuse de Smart Packaging Solutions avec SINAMICS S120 et S7-1517T pour plus de vitesse, d’efficacité énergétique et de fiabilité.

Les emballages en carton ont la cote et Smart Packaging Solutions le ressent. C’est pourquoi ils mettent à l’échelle la production de boîtes en carton compact pour les produits alimentaires. Pour cela, ils n'ont pas acheté une nouvelle machine, mais ont doté une ligne de production des années 1960 d’un tout nouveau système de commande : le SIMATIC S7-1517T. Dave Van Nooten, responsable du service technique : « La durabilité ne concerne pas seulement nos produits, mais aussi notre production. »

Le carton, c’est l’avenir

Les emballages en carton ont le vent en poupe, en particulier pour les produits alimentaires. Le spécialiste de l’emballage Smart Packaging Solutions a connu une croissance énorme ces dernières années. « Le carton est beaucoup plus recyclable que le plastique », explique Dave Van Nooten, responsable du service technique. « C’est pourquoi les autorités publiques promeuvent énormément les emballages en carton. Pensez aux fraises : on en voit de moins en moins dans des boîtes en plastique. Les producteurs de champignons adoptent aussi de plus en plus le carton. »

Bien sûr, tout ce carton doit bien être produit quelque part. « Notre site de Loenen fabrique de la pâte à partir de vieux papiers et la retransforme en carton. Ici, à Auderghem, nous imprimons le carton, puis y poinçonnons les lignes de pliage et les formes adéquates, avant de les plier et coller pour en faire des boîtes utilisables. »

Cette dernière étape est réalisée sur une ligne de pliage datant des années 1960. « Sur le plan mécanique, ces machines sont indestructibles. Si nous les modernisons avec un nouveau système de commande, elles deviennent plus rapides, plus économes et plus efficaces. Une modernisation est aussi beaucoup plus durable que l’achat d’une nouvelle machine. »

Synchronisation rapide comme l’éclair

Faire tourner la machine plus vite n’a pas été une mince affaire. Les boîtes traversent une série de guides pour être pliées. Un rabat passe par un crochet arrière mobile, qui doit plier le rabat exactement au bon moment. « L’essieu avec les crochets arrière ne peut pas se déplacer continuellement, les boîtes n’étant pas espacées de manière égale. Un œillet électronique enregistre l’arrivée d’une boîte, puis l’axe doit se synchroniser avec le moteur principal à la vitesse de l’éclair et se désynchroniser directement, sans quoi la boîte suivante resterait bloquée. »

À propos de Smart Packaging Solutions et de Promation

Smart Packaging Solutions fabrique des boîtes pour l’emballage de produits principalement alimentaires depuis 1989. Trois sites produisent quelque 150 000 tonnes d’emballages en carton compact par an. L’entreprise fait partie du groupe mondial VPK.

Promation a été fondée par Stijn Provoost en tant que partenaire d’automatisation progressiste. L’entreprise est principalement active dans la robotique et les systèmes de vision. Elle compte entre-temps une dizaine d’experts en automatisation.

Un collègue avait dit qu’on n’atteindrait jamais les vitesses nécessaires avec un PLC de Siemens. C’était un beau défi – et nous avons prouvé le contraire.

Stijn Provoost, gérant, Promation

« Nous travaillons exclusivement avec du matériel Siemens », explique Stijn Provoost, gérant de Promation, l’entreprise qui a construit le nouveau système de commande. « Mais un collègue avait dit qu’on n’atteindrait jamais les vitesses nécessaires avec un PLC de Siemens. C’était un beau défi – et nous avons prouvé le contraire. »

« Le cœur de notre système de commande est le SIMATIC S7-1517T. Le ’T’ est l’initiale de ’Technology’. Les fonctionnalités de mouvement avancées dans le PLC ont contribué à la réalisation de ce projet. Ainsi, nous atteignons largement les temps de cycle demandés. En combinaison avec l’entraînement SINAMICS S120, nous pouvons réaliser les synchronisations complexes avec une grande précision. »

« La vitesse à laquelle nous fonctionnons dépend de la boîte, mais pour certaines, nous travaillons maintenant deux fois plus vite », confirme Dave. « Et il n’y a pas que la vitesse qui a été améliorée. C’est surtout le système de commande des crochets qui est bien plus précis. La machine a ainsi beaucoup moins tendance à se bloquer, même à des vitesses élevées. Nous avons dû recycler nos opérateurs : ils étaient habitués à faire tourner la machine lentement, autrement elle se bloquait. Nous n’avons plus à le faire maintenant. »

La modernisation offre également un gain de temps. Dave : « Avant, nous devions régler la machine manuellement pour chaque type de boîte. Nous faisons tourner de nombreuses petites séries – parfois quelques centaines de pièces seulement – et avons plus d’un millier de types de boîtes différents. Cela prenait donc beaucoup de temps. Promation a élaboré pour nous un programme simple dans WinCC Unified où nous pouvons sélectionner le type de boîte et entrer deux dimensions, et la machine se règle d’elle-même. »

Nos opérateurs peuvent désormais calculer les bons paramètres d’une simple pression sur un bouton. Cela nous fait gagner du temps et nous rend moins dépendants de l’expérience.

Dave Van Nooten, responsable du service technique, Smart Packaging Solutions

« Non seulement nous gagnons du temps de réglage, mais nous réduisons également les temps d’arrêt. Le réglage automatique permet de réduire les risques de blocage. Nous ne sommes plus non plus bloqués à cause de boîtes mal pliées. Stijn a fabriqué pour nous un éjecteur de boîte. S’il détecte une erreur, il éjecte tout simplement la boîte. Avant, la machine s’arrêtait et un opérateur devait retirer la boîte et redémarrer la machine. »

Grâce aux entraînements SINAMICS S120, nous n’avons plus besoin de résistances de freinage qui présentaient un risque d’incendie.

Dave Van Nooten, responsable du service technique, Smart Packaging Solutions

Une vingtaine de moteurs ont été ajoutés à la machine pour le réglage automatique. Mais elle est aussi plus économe en énergie. « Nous entraînons nos moteurs avec des SINAMICS S120. Ces entraînements échangent de l’énergie sur le circuit CC : lorsqu’un moteur freine, un autre utilise cette énergie de freinage pour démarrer. Il ne faut donc plus de résistances de combustion, qui convertissent l’énergie de freinage en chaleur. Les particules de carton qui volaient dans l’usine présentaient un risque d’incendie. »

Deuxième modernisation à l’horizon

« Nous connaissons une croissance telle que nous avons récemment fait l’acquisition d’une plieuse-colleuse similaire. Nous sommes en train de transformer ce système aussi avec une nouvelle commande. » Stijn n’apportera pas beaucoup de changements, dit-il : « Lors du réglage, nous pouvons encore gagner en efficacité en éliminant le jeu d’inversion. Nous laissons ensuite nos guides se déplacer de l’intérieur vers l’extérieur à chaque fois. Mais c’est tout. Pour le reste, ce système de commande est parfait. »

« Nous sommes très satisfaits », confirme Dave. « Nous disposons désormais d’une machine plus rapide, plus performante, plus précise et plus sûre. Avec l’ajout de la deuxième ligne, nous sommes prêts à poursuivre la mise à l’échelle des emballages durables. Ce fut une très belle collaboration avec Promation, en route pour la prochaine ! »

Les avantages en bref

temps de réglage raccourcis : réglage automatique de la largeur et des crochets via des servomoteurs
vitesse accrue : une synchronisation précise permet des cycles plus élevés
moins de temps d’arrêt : des réglages prédéfinis normalisés limitent les erreurs de l’opérateur
efficacité énergétique : réutilisation de l’énergie de freinage
plus de sécurité : élimination des résistances chaudes, évitant le risque d’incendie.
facilité d’utilisation : commande intuitive via une IHM basée sur TIA.