29 Octobre 2014  |  Automatisation
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 09/2014

Exigences extrêmes pour produits d’usage courant

Edouard Huguelet

Les tubes pour produits cosmétiques sont tout bonnement jetés à la poubelle sans aucun état d’âme dès qu’ils sont vides. Peu d’utilisateurs peuvent imaginer la complexité de l’équipement de fabrication de ces modestes éléments et la précision nécessaire à leur production, leur prix de revient ne constituant d’ailleurs qu’une partie infime, voire même négligeable du prix de vente – en principe fort élevé – du produit fini.

Ce cas d’application concerne Hoffmann Neopac AG, une entreprise suisse active dans la fabrication de tubes et boîtes pour les industries cosmétiques et pharmaceutiques, dont la production à haute cadence est assurée par des chaînes de production automatiques.
Polytype SA, établie à Fribourg depuis quelque 50 ans, est bien connue en Suisse et ailleurs dans le domaine des équipements de fabrication et d’impression de tubes, gobelets et emballages flexibles. Comptant environ 700 collaborateurs dans le monde entier, cette entreprise suisse est un leader mondial dans son secteur de niche bien particulier. Ses usines sont établies aussi bien en Suisse, qu’en Allemagne, aux USA et en Asie.
 
Chaîne de convoyage de tubes en amont de l’unité de vissage/sertissage des bouchons.
 
Spécialiste pour des tubes et boîtes en plastique
Un de ses clients, Hoffmann Neopac AG, est une société industrielle oberlandaise plus que centenaire, active dans la fabrication d’emballages, avec siège social à Gwatt (près de Thoune). Cette entreprise vient de remettre à niveau l’une de ses chaînes de production pour la fabrication de tubes en plastique, destinés notamment aux industries cosmétiques et pharmaceutiques. La ligne de production complète est composée d’une extrudeuse, d’une machine pour l’injection des têtes, d’une imprimeuse Polytype et finalement de la bouchonneuse. C’est sur cette dernière machine que le retrofit a été effectué. Cette unité de production, livrée par Polytype en 2002, est actuellement en service en l’usine Hoffmann Neopac d’Oberdiessbach (au nord de Thoune). La ligne produit des tubes en plastique amenés par une chaîne de transfert depuis la machine d’injection plastique (une réalisation «maison» spécifique à l’application ceci soit dit en passant), à travers la machine d’impression (également livrée par Polytype), avec pour suites d’opérations successives à l’injection: la coupe de la carotte d’injection, le positionnement précis du tube, le sertissage ou vissage du bouchon et son serrage à couple constant. Toutes ces opérations sont réalisées automatiquement, y compris le convoyage complet des produits tout au long du processus de production.
 
Drives implantés dans l’armoire de l’appareillage.
 
La halle des machines est entièrement sous atmosphère contrôlée exempte de poussière ou autres impuretés, les opérateurs portant des survêtements de protection pour éviter la contamination des produits et assurer de ce fait leur hygiène parfaite lorsqu’ils sont conditionnés dans leurs emballages pour être livrés chez les clients finaux, lesquels sont pour la plupart des entreprises actives dans la cosmétique ou la production de spécialités pharmaceutiques.
Hans-Peter (Pierre) Eggimann (directeur de fabrication chez Hoffmann Neopac) est conscient des hautes exigences de qualité requises pour la réalisation des produits: «Contrairement à ce que l’on pourrait communément imaginer, cette production nécessite une grande précision, aussi bien en matière de régularité de positionnement que de contrôle de force pour le serrage à couple constant des bouchons de fermeture par exemple, ou encore pour le réglage précis des vitesses lors des différentes phases du processus». Et Hans-Peter (Pierre) Eggimann de préciser: «La fiabilité de l’installation constitue un point très important, étant donnée que la production s’effectue 24 heures sur 24, sept jours sur sept et en trois équipes».
Le mis à niveau de l’installation a essentiellement concerné la partie entraînement-commandes-asservissement.
 
Drives situés à proximité immédiate du processus.
 
Nouvelle solution d’asservissement
C’est ainsi que Polytype vient de remplacer l’ancienne solution d’asservissement de la chaîne de production par un tout nouveau système d’Emerson/Control Techniques comportant en tout seize unités de la plus récente génération de drives (Unidrive M701 dans ce cas), à savoir: huit drives dans l’armoire de l’appareillage et huit drives embarqués dans la machine, à proximité immédiate du processus. Chaque drive est muni de deux modules additionnels: un module Profibus dédié à la communication et un second, muni d’un processeur contenant le programme d’application spécifique du drive, essentiellement consacré aux tâches de positionnement. Notons que la machine était jusqu’à présent équipée d’origine de modules Unidrive CTS de la première génération. L’opération n’a pas nécessité le remplacement des seize moteurs (un moteur principal asynchrone de 18,5 kW et quinze moteurs servo) et du câblage.
 
Unité de sertissage/vissage des bouchons.
 
Un «retrofit» mené tambour battant
Le programme spécifique à l’application de l’automate (Siemens S7) a été développé par Polytype, le programme d’application des drives par Polytype, avec le soutien de Control Techniques. La communication de l’ensemble de l’installation est assurée par Profibus. L’opération de retrofit n’a nécessité en l’occurrence qu’une semaine d’immobilisation de la chaîne de production. A titre anecdotique, signalons que même les trous de fixation des anciens appareils (dans l’armoire de commande et sur la machine) ont pu être réutilisés tels quels pour implanter les drives de nouvelle génération!
Pierre Vurlod (responsable technique de l’activité programmation électrique chez Polytype): «Cette opération va rallonger d’en tout cas une bonne dizaine d’années la durée de bon fonctionnement de la chaîne de production Polytype chez Hoffmann Neopac et ceci avec un investissement raisonnable».
 
Hans-Peter (Pierre) Eggimann (à gauche): «Contrairement à ce que l’on pourrait communément imaginer, cette production nécessite une grande précision».
 
Control Techniques SA
1020 Renens
Tél: 021 637 70 70
www.controltechniques.ch
 
HOFFMANN NEOPAC AG
3602 Thun
Tél: 033 335 63 63
www.hoffmann.ch
 
WIFAG-Polytype Holding AG
Tel. +41 (0) 26 426 11
1701 Fribourg


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