De jolies rides
12 décembre 2022
Un pliage simple grâce à des moteurs linéaires. Garantir des résultats d'emballage optimaux en toutes circonstances, même lorsque les propriétés et les types de produits fluctuent, représente un défi majeur pour un constructeur de machines. Alpenland Maschinenbau GmbH, ou ALPMA, a relevé ce défi avec brio : la nouvelle machine d'emballage sous film MultiSAN conditionne sans compromis les fromages à pâte molle ronds et rectangulaires, ainsi que les fromages de forme losange, cylindrique ou en croissant. Fini les conversions fastidieuses et les temps de réglage interminables.
« Aujourd’hui, certaines fromageries n’ont qu’une très petite sélection de fromages dans leur gamme de produits, mais modifient tout de même leur production toutes les deux ou trois heures car elles produisent chaque chargement de camion à la commande », rapporte Helmut Eitermoser, le concepteur du MultiSAN, citant ainsi un cas particulier de changements fréquents de produits, que d’autres clients de [nom de l’entreprise] connaissent également pour diverses raisons. ALPMA Ils doivent faire face à cette situation. Les raisons de la réduction constante de la taille des lots sont généralement les mêmes que dans d'autres secteurs : exigences spécifiques des clients, délais de livraison toujours plus courts ou diversification croissante des produits.
Fin des compromis
Actuellement, les fromageries utilisent couramment des lignes de conditionnement équipées d'un arbre vertical mécanique et de cames pour synchroniser le mouvement des différentes unités. « Ces machines à cames étaient et restent la solution idéale pour le conditionnement d'un seul type de produit. Elles sont très précises, économiques et robustes », explique Helmut Eitermoser. « On peut y traiter, sans trop de difficultés, deux formes similaires, comme rondes et en croissant, ainsi que des produits de tailles différentes au sein d'une même forme. Toutefois, un compromis est toujours nécessaire, ce qui signifie que le conditionnement des différentes variantes de produits n'est pas optimal. »
Si plusieurs produits différents doivent être conditionnés successivement avec des matériaux de pliage ou d'emballage sur la même machine, la machine conventionnelle à cames atteint ses limites, car des modifications importantes, voire un remplacement complet de la machine, sont nécessaires à chaque changement de produit. En France, berceau du fromage à pâte molle et des matériaux d'emballage, la demande pour une solution plus flexible s'est donc fait de plus en plus pressante. ALPMA, fournisseur mondial de premier plan de technologies de process, d'installations, de découpe et de conditionnement pour les fromageries, a répondu à ce besoin en développant la MultiSAN.
Grâce aux moteurs linéaires de LinMot, la nouvelle machine d'emballage sous film d'ALPMA peut traiter une gamme de produits beaucoup plus large sans aucune modification. (Source : ALPMA)
Arbre à cames électronique et disques de cames
La grande flexibilité de la nouvelle machine d'emballage sous film plastique n'est pas le fruit du hasard. ALPMA a posé les bases nécessaires en intégrant une technologie d'entraînement direct de pointe, associée à une came virtuelle et à des disques à cames électroniques, qui remplacent intégralement les systèmes mécaniques. Le pli caractéristique à la base du fromage, typique des emballages enveloppants, est désormais obtenu grâce à quatre moteurs linéaires LinMot montés horizontalement, chacun actionnant une bande de scellage par l'intermédiaire d'une tringlerie. Une fois le fromage emballé sous film plastique par la machine et fixé à un plateau rotatif par une pince, les bandes pressent successivement l'excédent de film sur la face inférieure du produit pour former le pli souhaité. Un autre axe de moteur linéaire transfère ensuite le fromage du plateau rotatif vers un convoyeur qui l'achemine vers les stations suivantes.
Moteurs linéaires LinMot : une densité de puissance inégalée
« Les essais ont montré que les servomoteurs rotatifs ne conviennent pas à cette application car ils sont trop encombrants », explique Helmut Eitermoser, justifiant ainsi le choix fondamental des moteurs linéaires. Lors d'une phase d'évaluation ultérieure, LinMot s'est démarqué de plusieurs concurrents. « Seuls les moteurs LinMot ont démontré les performances requises dans les dimensions réduites dont nous avions besoin », résume le concepteur. « Si les moteurs d'autres fabricants ont atteint des performances comparables, c'était au prix d'une taille deux fois supérieure ! » Le MultiSAN utilise des moteurs PS01-23x160H-HP-R qui, sans compter le connecteur, ont un diamètre de seulement 23 mm (stator) et sont néanmoins capables de fournir une force de pointe maximale de 130 N avec le contrôleur LinMot E1130-DP-HC. Les rotors correspondants sont disponibles au catalogue en différentes versions pour des courses de 20 à 780 mm. La version pour une course de 120 mm a été choisie pour le MultiSAN.
Grâce à leur conception cylindrique, les moteurs linéaires LinMot atteignent des densités de puissance extrêmement élevées. (Source : LinMot)
Changement de format complet en quelques minutes
La conception compacte des moteurs linéaires a permis de garantir que la machine occupe le même encombrement que le modèle SAN 80 TS comparable, doté d'un arbre vertical mécanique. La cadence de cycle est également identique : les deux fonctionnent jusqu'à 80 cycles par minute. Cependant, les similitudes s'arrêtent là. Grâce à la technologie d'entraînement direct, le MultiSAN a pu être construit de manière beaucoup plus modulaire et conçu pour une plus grande flexibilité. ALPMA a combiné l'unité mécanique et les entraînements à palettes en un seul module réutilisable au sein de la machine et conçu pour servir simultanément de dissipateur thermique pour les moteurs linéaires. Les changements de format sont remarquablement simples avec le MultiSAN grâce à sa conception modulaire et à l'utilisation d'entraînements électriques au lieu d'un arbre vertical mécanique : le module de fermeture peut être détaché et repositionné en quelques étapes seulement, sans avoir à débrancher le câble d'alimentation flexible du moteur linéaire. Il suffit ensuite de lancer le programme approprié via l'interface tactile intuitive, et la même machine qui conditionnait des fromages ovales quelques minutes auparavant peut désormais emballer du fromage en barquettes. De plus, divers kits de conversion (kits de format) faciles à monter et à démonter étendent encore davantage le champ d'application du MultiSAN.
ALPMA a intégré les moteurs LinMot et le mécanisme de verrouillage dans un module unique, utilisé à plusieurs reprises au sein de la machine et conçu pour servir simultanément de dissipateur thermique pour les moteurs linéaires. (Source : F. Rossmann)
Des résultats d'emballage toujours optimaux
« De plus, nous avons exploité la grande sensibilité et la réactivité des moteurs linéaires LinMot pour offrir à l'opérateur un outil lui permettant de réagir aux variations de consistance du produit », ajoute Helmut Eitermoser. « Le responsable sur site peut ainsi définir ses propres paramètres pour différentes consistances, permettant à l'opérateur machine d'ajuster les réglages en cours de fonctionnement d'une simple pression sur un bouton si les propriétés du produit changent. » De cette manière, le MultiSAN garantit des résultats optimaux non seulement pour différents formats de produits, mais aussi face aux inévitables fluctuations mineures du processus de production.
Grâce à la technologie d'entraînement direct, le MultiSAN peut être découplé mécaniquement, permettant ainsi de replier les composants sensibles hors de la zone de nettoyage à la mousse. Cette position de nettoyage facilite également l'accès à la machine lors de la maintenance. (Source : ALPMA)
Les ventes de machines ont doublé
Grâce à ces caractéristiques, la nouvelle machine d'emballage d'ALPMA a clairement trouvé sa place sur le marché, comme en témoignent les chiffres de vente impressionnants : dès les premiers mois suivant son lancement, les commandes ont doublé par rapport au volume habituel pour la même période. ALPMA ne se repose pas sur ses lauriers et travaille déjà au développement de la MultiSAN. L'ingénieur concepteur de l'entreprise explique : « Nous n'avons pas encore exploité tout le potentiel des moteurs linéaires LinMot. Nous travaillons donc à augmenter le débit de la machine à 100 cycles. » Mais ce n'est pas tout : actuellement, les moteurs linéaires sont pilotés par des contrôleurs LinMot, qui communiquent avec le système de commande de la machine, un automate programmable Schneider Electric, via Profibus. ALPMA travaille cependant déjà à la migration vers Sercos III. Le constructeur bénéficie grandement du support technique déjà assuré par LinMot pour les contrôleurs Schneider Electric. « Cette intégration signifie qu’après la transition, nous pourrons réguler avec encore plus de précision et n’aurons besoin que d’un seul environnement de programmation », déclare Helmut Eitermoser, tourné vers l’avenir.