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Enquête

Les robots d'ABB font changer d'époque les champagnes Heidsieck

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Les Champagnes Piper et Charles Heidsieck (Rémy Cointreau) ont achevé la modernisation de leur outil de production, avec une unité de déboxage et d'habillage en trois chaînes qui peut traiter jusqu'à 15 000 bouteilles par heure. Au total, en sept ans, plus de 10 millions ont été investis dont 5 millions pour le seul matériel. Visite.

Maisons de champagne plus que centenaires, Piper Heidsieck et Charles Heidsieck ont été intégrés à Rémy Martin - fusionné avec Cointreau - pour former Rémy Cointreau à la fin des années 80. Depuis, une stratégie industrielle commune a conduit les deux maisons à regrouper sur un même site, dans la périphérie de Reims (Marne), l'ensemble de la chaîne de production des champagnes, depuis la cuverie jusqu'à l'habillage. Cette évolution s'est faite de 1995 à 2001 en deux tranches. Pour un investissement total de 10 millions d'euros dont 5 pour les machines. En septembre dernier, ont été inaugurées les chaînes de déboxage et d'habillage, marquant ainsi la fin de la rationalisation de la production. « Nous avons fait des efforts à tous les niveaux. Depuis 1998, nous avons diminué le nombre de références beaucoup trop important, tant en termes de commercialisation que de production. Elles sont passées de 1 450 à 570. Puis, la mise en place de ce nouvel outil a permis d'inscrire la société dans le futur », explique Jean-Claude Ferreira, directeur logistique et production. « Nous avons eu un triple souci : architectural, nous ne voulions pas de bâtiment genre boîte à chaussures ; d'ingénierie de haut niveau, notamment avec le déboxage et l'habillage ; de management en prenant en compte de manière forte l'ergonomie et le confort de travail en particulier pour le bruit », ajoute Philippe Tavernier, directeur travaux neufs et développement industriel qui a mené le projet de restructuration de bout en bout. Le bâtiment de déboxage et d'habillage, d'une surface de 4 000 m2, comporte trois chaînes en U : une chaîne d'une capacité de 8 000 bouteilles par heure, réservée à la production de Piper Heidsieck, une seconde d'une capacité de 6 000 bouteilles par heure pour Charles Heidsieck, la dernière chaîne étant réservée à la production multiformat et aux petites séries : « nous ne voulions pas de chaînes linéaires pour une question de convivialité et de management. Mais cela nous a posé des problèmes pour la gestion des flux des caisses et des bouteilles ». Pour la chaîne n° 1, Philippe Tavernier a fait appel au cabinet Ceres, spécialisé dans les process d'automatisation, qui a mis au point un système de déboxage particulièrement performant : « un véritable process de robotique, qui n'est pas de la simple manipulation ».

Les caisses, d'une capacité de 500 bouteilles, sont amenées à l'aide de quatre convoyeurs à chaîne, avec une capacité de stockage de quatre caisses, y compris le poste de déboxage. A ce poste, la caisse est positionnée avec précision sur deux axes, à l'aide de vérins pneumatiques. Ce bon positionnement est nécessaire pour la référence du robot de déboxage. Ce dernier est monté sur un socle. Il intègre un robot ABB 6 axes type IRB 6400/2400 rayon d'action, avec 150 kg au « poignet ». L'outil de préhension, de marque FEGE, réalise la prise de bouteilles couchées par rang de 13 et 12 avec un mouvement pendulaire. L'articulation du « poignet » du robot est de 90° et les ventouses à dépression par pompe à vide autorisent un déplacement à grande vitesse et une dépose verticale des bouteilles sur deux convoyeurs superposés.

Glissement en douceur

« L'emploi d'un robot ABB 6 axes, associé avec ce préhenseur, évite l'utilisation d'un outil plus sophistiqué qui nécessiterait un mouvement de séparation et de basculement des bouteilles pour ensuite les déposer verticalement ou inclinées sur une table de réception. C'est ce qui se faisait traditionnellement... On supprime ainsi l'utilisation d'une table de dépose et de redressement mécanisé », explique Philippe Tavernier. Lors du lâché des bouteilles, les ventouses plaquent celles-ci sur des guides et permettent leur glissement en douceur. Les bouteilles sont déposées sur deux convoyeurs superposés qui permettent l'évacuation simultanée de deux rangées de bouteilles. La rangée supérieure s'évacue pour un convoyeur intermédiaire qui prend en compte l'intégration du flux de bouteilles venant de la ligne inférieure, pour une évacuation commune vers le conditionnement. L'évacuation simultanée de deux rangées de bouteilles permet au robot d'effectuer un cycle plus rapide de préhension et de dépose. Les convoyeurs sont soumis à variation de fréquences. Des capteurs à balancelle et des cellules photoélectriques facilitent une gestion rigoureuse des flux en évitant les chocs et en diminuant le niveau sonore. Les caisses vidées de leurs bouteilles sont acheminées sur un convoyeur de transfert à rouleaux motorisés.

Sécurité d'utilisation

Le robot préhenseur est équipé d'un système de détection de manque de bouteille ou de bouteilles cassées pour empêcher un défaut de prise qui interdirait la mise en dépression de la ventouse concernée. Suite à une anomalie décelée par l'outillage de préhension et validée par l'opérateur, la caisse est orientée vers le poste des traitements des anomalies par le convoyeur à rouleaux qui amène les caisses, en inversant les sens de rotation en direction d'un autre convoyeur situé hors de l'enceinte de sécurité. Un opérateur intervient alors manuellement et peut, soit faire évacuer la caisse par un cariste, soit décider sa réintroduction sur le poste de déboxage avec centrage.

Durant le traitement des anomalies, une nouvelle caisse est introduite automatiquement au poste de déboxage. Un système d'identification des caisses par lecture codes-barres permet la gestion des entrées et sorties des caisses, celle des évacuations de caisses incomplètes avec mémorisation des quantités restantes par demi-couche complète de 12 et 13 bouteilles. La reconnaissance des caisses incomplètes autorise une approche intelligente de l'outillage et une comptabilité précise. L'armoire de commande des convoyeurs, constituée par des matériels aux standards Piper Heidsieck, est de conception classique de type contacteurs généraux (arrêts d'urgence, barrières immatérielles) et module d'auto-contrôle. Elle est équipée d'une configuration par automate programmable TSX. Le pupitre de commande est doté d'une unité de dialogue homme/machine TSX à partir de laquelle l'opérateur peut effectuer le choix des quantités à déboxer, la validation des fins de lots, la vidange de ligne, la visualisation des comptages ainsi que celle des différents défauts. En commande manuelle, l'opérateur peut interrompre le déboxage, forcer l'évacuation de caisses vers le traitement des anomalies, obliger tous les mouvements de convoyeurs. Enfin, à la demande de l'opérateur, pour un éventuel changement d'outillage, pour la maintenance ou lorsqu'une opération de production est achevée, le robot est orienté vers une aire de repos.

Par rapport au déboxage, l'habillage n'a pas été doté d'avancées techniques importantes. Cependant, un soin particulier est apporté à certaines opérations comme l'étiquetage. « Le bon fonctionnement de la chaîne d'habillage - pose des capsules, étiquettes et collerettes, puis conditionnement final - est important car l'habillage est le reflet de la qualité du produit. Nous faisons particulièrement attention aux étiquettes qui sont rouges pour les champagnes Piper Heidsieck et bleues pour les Charles Heidsieck. Si elles sont abîmées au cours de la production, le moindre blanc se verra sur ces couleurs vives. Il faut donc que l'ensemble de la chaîne soit parfaitement au point ». Des employées se chargent d'opérer un contrôle qualité en différents points de la chaîne. Ce contrôle pourrait également être automatisé mais l'investissement serait trop important par rapport aux gains de productivité. Mais qui dit nouvelles machines dit formation. « Un volet peut-être sous-estimé, reconnaît Jean-Claude Ferreira. Nous sommes arrivés à des niveaux d'exigence extrêmement importants pour les machines et la maintenance de premier niveau. Nous avons besoin de personnel polyvalent et d'automaticiens. Cela provoque un changement culturel dans l'entreprise. Mais cela représente un axe important d'enrichissement des postes et de valorisation des fonctions. Pour la soixantaine de personnes qui travaillent au déboxage et à l'habillage, nous attendons une capacité d'autonomie accrue ».

Le responsable de la production compte passer à d'autres étapes. Outre une démarche qualité déjà amorcée, il travaille sur l'implémentation d'un progiciel de type Enterprise Resource Planing (ERP), « un outil de gestion qui réponde au niveau d'exigence des mesures » et à la mise en place d'un outil d'ordonnancement d'atelier : « Toute cette démarche nous oblige à de gros efforts de formalisation de tous les processus. Nous pourrons éventuellement par la suite passer à une certification ».

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