LES SOLUTIONS D'AUTOMATISATION DE LA TRANSFORMATION ALIMENTAIRE DE SHIBAURA MACHINE POUR CASSER LES NOIX LES PLUS DURES DU MONDE
Cet article détaille comment l'entreprise a utilisé la robotique de Shibaura Machine pour automatiser la sélection et le placement des clés dans ses paquets de noix de macadamia.
Les noix de macadamia sont connues pour être les noix les plus difficiles à casser au monde. Nécessitant une pression extraordinaire de 21 kilogrammes par centimètres carrés, il n'est pas courant d’acheter ces noix très résistantes sans leur coque. Happy Nut de Freedom Fresh Australia fait partie des exceptions. Cette entreprise agroalimentaire basée en Australie fournit des macadamias de qualité supérieure avec une « clé » sur mesure pour ouvrir les noix.
Freedom Fresh fournit depuis longtemps, avec sa marque Happy Nut, une clé en métal spécialement conçue. Les noix de macadamia sont intelligemment torréfiées avec une fente sciée dans la coque, ce qui permet aux clients de pouvoir les ouvrir facilement à l'aide de l'outil fourni.
Le défi auquel l'entreprise était confrontée consistait à automatiser le placement des clés dans les sachets pendant le processus de remplissage. La méthode manuelle était lourde et inefficace. Il s'agissait d'avoir un ouvrier debout sur une échelle pendant des périodes prolongées et plaçant manuellement une clé dans chaque sac.
Passer du traitement manuel au traitement automatisé était une évidence. La tâche manuelle était répétitive et présentait des risques évidents pour la sécurité, sans parler de la nature monotone de placer jusqu'à 20 000 clés par jour dans des sachets.
L'objectif du projet d'automatisation était clair : créer un système qui permettrait à la fois de résoudre le problème de l'inefficacité du travail manuel et d'améliorer la sécurité. Les exigences comprenaient une sélection et un placement automatiques allant jusqu'à 60 clés par minute, une intégration transparente avec la ligne de production existante et une empreinte minimale dans l'usine.
Les solutions de Shibaura Machine
Pour répondre à ces exigences, l'équipe Freedom Fresh a fait appel à des experts en automatisation, M.A.P Services, le partenaire de distribution australien agréé des robots industriels de TM Robotics et de Shibaura Machine.
L'équipe M.A.P Services a sélectionné le robot THE400 comme base du système. La série THE est une gamme phare de robots SCARA de Shibaura Machine, anciennement connue sous le nom de Toshiba Machine jusqu'au changement de nom d'entreprise en 2020. La série THE fait partie des derniers lancements robotiques du fabricant japonais et constitue un choix idéal pour les applications de sélection et de placement. .
« Le THE400 répondait à toutes les exigences du projet Freedom Fresh », a expliqué Nigel Smith, le PDG de TM Robotics. « Avec une longueur de bras de 400 mm, le robot est relativement compact et nécessite un minimum d'espace au sol dans l'usine. Il offre un temps de cycle impressionnant de 0,39 seconde avec une charge de 2 kg et une trajectoire de mouvement précise même lors d'un fonctionnement à grande vitesse. »
Le robot était équipé du TS5000, un contrôleur robotique précis et rapide de Shibaura Machine. M.A.P a également intégré une caméra IFM O2D pour le traitement de la vision et un encodeur IFM pour le suivi des convoyeurs, avec un manipulateur à vide de SMC contrôlant le mécanisme de prélèvement et de placement.
Un processus de sélection et de placement automatisé
Une fois cet équipement installé, le processus automatisé commence avec la caméra IFM O2D surveillant un flux continu de clés sur le convoyeur. Lors du déclenchement, la caméra capture une image et utilise sa détection de contour intégrée pour localiser chaque clé. La caméra envoie ensuite la position de chaque clé au contrôleur du robot via des communications Ethernet TCP/IP.
« L'intégration du système de vision et de l'encodeur avec le contrôleur TS5000 de dernière génération a présenté quelques problèmes initiaux », a expliqué Smith. « Cependant, l'interface conviviale du contrôleur et les capacités d'apprentissage du robot de Shibaura Machine ont rendu le processus d'intégration considérablement plus facile. Nos experts en robotique ont travaillé en collaboration avec M.A.P Services pour garantir une intégration transparente. »
Le robot se synchronise avec l'encodeur IFM pour un suivi précis du convoyeur, récupère la clé avec une ventouse et la transporte jusqu'au point de dépôt. Là, il attend le signal de la remplisseuse de noix avant de relâcher la clé. Ce cycle se répète toutes les secondes, garantissant un fonctionnement à grande vitesse qui ne laisse aucune place à l'erreur ou au retard.
Installation et résultats
Ce projet a dépassé toutes les attentes. Le système automatisé a surpassé les exigences en matière de temps de cycle, atteignant efficacité et fiabilité supérieures. En fait, Freedom Fresh Australia a exprimé son immense satisfaction pour cette solution.
« Notre expérience avec le nouveau système est de onze sur dix », a expliqué Trevor Steinhardt de Freedom Fresh Australia. « Le travail consistant à placer les clés dans les sachets était difficile et nous ne pouvions trouver aucune solution mécanique. Maintenant, le système fonctionne. Il s’en sort très bien et le taux d'échec est bien inférieur à celui d’un opérateur humain. »
Joel Spiteri, l'ingénieur de M.A.P Services qui a installé et mis en service le système, a ajouté : « La première installation du robot a eu lieu en juillet 2023, et depuis, il fonctionne parfaitement. De plus, les résultats impressionnants ont conduit Freedom Fresh Australia à commander trois autres systèmes identiques. Deux de ces robots sont conçus pour travailler en tandem, augmentant ainsi les temps de cycle et la productivité. Les robots supplémentaires ont été installés début 2024 et sont actuellement dans les dernières étapes de mise en service. »
Spiteri a mentionné plusieurs facteurs responsables du succès du projet : « Tout d'abord, la technologie avancée SCOL de Shibaura Machine, combinée à la précision de la caméra et de l'encodeur IFM O2D, garantissent un placement précis et rapide des clés. Deuxièmement, l'intégration transparente du robot SCARA THE400 avec le système de suivi du convoyeur et le système de vision pour faciliter un fonctionnement fluide. »
La collaboration entre TM Robotics et M.A.P Services a également été considérée comme essentielle au succès du projet. Tout au long des étapes de conception, d'installation et de mise en service, M.A.P Services et TM Robotics ont maintenu une approche collaborative. Des réunions en ligne régulières ont facilité une communication efficace et la résolution des problèmes.
« Enfin, c'est l'approche centrée sur le client qui a donné des résultats exceptionnels » a ajouté Spiteri. « Nous avons tâché de comprendre et de répondre aux besoins spécifiques de Freedom Fresh Australia. Cet effort a conduit à une solution sur mesure qui a dépassé les attentes du client. »
Les perspectives d'avenir
Encouragée par le succès de ce projet, Freedom Fresh Australia prévoit d'explorer davantage les possibilités d'automatisation de ses processus de production. Bien que l’automatisation de processus comme celui-ci puisse s’avérer difficile à entreprendre, s’appuyer sur l’expertise locale de M.A.P Services et sur le soutien du distributeur de Shibaura Machine, TM Robotics, pour le consulting en robotique peut s'avérer être la « clé » du succès.
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