De nouvelles pinces robotisées transforment le secteur alimentaire

Alors que les systèmes robotiques traditionnels ont servi avec succès le secteur alimentaire pendant de nombreuses années dans les applications de palettisation (et de certains emballages), ce n'est que ces dernières années qu'il est devenu possible pour les robots de manipuler directement des aliments délicats.

Kristian Hulgard, directeur général, division Amériques | SurRobot

La population mondiale actuelle est estimée à 7,8 milliards. Et avec la Division de la population des Nations Unies qui prévoit que ce nombre atteindra 10,9 milliards d'ici la fin du 21e siècle, la nécessité pour les fabricants de produits alimentaires d'adopter l'automatisation afin de suivre le rythme de la demande est urgente et croissante.

Cependant, la démographie n'est qu'un des moteurs de l'adoption de l'automatisation dans le secteur alimentaire. La sécurité des travailleurs, les réglementations strictes en matière de sécurité alimentaire, la popularité croissante des aliments transformés et la nécessité d'améliorer la production tout en réduisant les coûts de production jouent tous un rôle dans l'adoption accrue de l'automatisation.

Jusqu'à récemment, la transformation des aliments était une sorte de frontière ultime pour les robots.

L'automatisation traditionnelle excelle dans les scénarios de fabrication automobile, où le métal rencontre le métal, le cuir et le plastique. Mais l'automatisation traditionnelle a du mal à faire face à certaines des exigences uniques du secteur alimentaire, où le produit nécessite souvent un toucher doux, arrive régulièrement dans des formes et des orientations irrégulières et est destiné à la consommation humaine.

Alors que les systèmes robotiques traditionnels ont servi avec succès le secteur alimentaire pendant de nombreuses années dans les applications de palettisation (et de certains emballages), ce n'est que ces dernières années qu'il est devenu possible pour les robots de manipuler directement des aliments délicats.

L'arrivée d'une technologie de préhension nouvelle et améliorée accompagnée de systèmes de vision innovants a tout changé. Les progrès de la technologie des pinces qui imitent le toucher humain permettent aux robots d'emballer les fruits et légumes.

Pendant ce temps, les pinces à vide permettent aux robots d'effectuer avec succès des tâches d'emballage avec une délicatesse qui dépasse les capacités des pinces traditionnelles. Et les pinces souples permettent la manipulation directe des aliments avec une finesse qui garantit que le produit n'est pas endommagé ou meurtri pendant le processus d'automatisation.

En conséquence, les applications de transformation secondaire des aliments sont désormais bien à la portée des systèmes d'automatisation. De la cueillette et du placement des fruits rouges à la manipulation de chocolats raffinés et d'articles de boulangerie, le secteur alimentaire adopte de nouvelles technologies de préhension à un rythme remarquable.

Un rapport récent de la société de conseil ING a révélé que le nombre de fabricants de produits alimentaires adoptant l'automatisation a augmenté de 50 % entre 2014 et 2019. Et l'Association for Packaging and Processing Technologies prévoit que le marché mondial de l'emballage alimentaire augmentera à un TCAC de 4 à 5 %. pour atteindre 400 milliards de dollars d'ici 2025.

Alors, quels sont les avantages de l'automatisation dans le secteur alimentaire et quels sont les problèmes que les fabricants doivent garder à l'esprit lors de la sélection d'un préhenseur pour les applications liées à l'alimentation ?

Alors que les fabricants de produits alimentaires et les travailleurs sont confrontés à des défis liés au COVID-19, y compris de nouvelles réglementations en matière d'hygiène et de distanciation sociale, c'est le bon moment pour envisager de compléter votre main-d'œuvre humaine par l'automatisation. Les robots peuvent intervenir pour remplir les rôles qui ne sont plus sûrs ou réalisables pour les humains, et les robots peuvent fonctionner 24h/24 et 7j/7 sans se fatiguer.

De plus, l'arrivée des robots collaboratifs offre aux fabricants un moyen de s'attaquer au problème de longue date de la rétention des travailleurs. Les robots collaboratifs permettent aux responsables de la production de réaffecter les travailleurs à des tâches plus intéressantes, tandis que les robots prennent en charge les tâches ennuyeuses et salissantes - du levage de charges lourdes aux opérations répétitives de prélèvement et de placement - qui peuvent entraîner l'insatisfaction des travailleurs et même des blessures. Et ils peuvent aider à répondre aux exigences de distanciation sociale, ce qui conduit finalement à une sécurité accrue sur le lieu de travail et à une meilleure satisfaction des travailleurs.

Poussés par la demande des consommateurs et du secteur, les organismes de réglementation du monde entier imposent des exigences strictes au secteur de la transformation des aliments. Même avec les meilleures intentions, les travailleurs humains peuvent transporter et répandre des contaminants qui finissent par se retrouver dans le produit final.

Compte tenu des exigences réglementaires, il est essentiel que les fabricants choisissent des préhenseurs certifiés de qualité alimentaire. Aux États-Unis, recherchez la certification FDA 21 CFR pour les aliments non gras et en Europe, assurez-vous que le préhenseur possède la certification EC 1935/2004 pour la manipulation des aliments.

Les pinces à vide qui ne nécessitent pas d'alimentation externe en air comprimé sont idéales pour l'emballage alimentaire et la palettisation. Les robots peuvent fonctionner superbement sans vision, mais lorsque vous essayez de sélectionner plusieurs types d'objets arrivant dans différentes orientations, l'ajout d'une caméra de vision pour identifier les éléments et guider le bras du robot est logique. De nombreux ingénieurs en automatisation considèrent les applications guidées par la vision avec inquiétude en raison du coût et de la complexité, mais de nouvelles solutions conviviales pour l'automatisation collaborative font leur apparition. Un exemple est la pince VG10 d'OnRobot qui fonctionne de manière transparente avec la nouvelle caméra de vision "Eyes" de l'entreprise.

Des préhenseurs souples certifiés sont recommandés pour le traitement d'articles délicats et facilement meurtris. Non seulement ils améliorent la sécurité alimentaire, mais ils sont également capables de traiter un large éventail d'aliments délicats et de forme irrégulière, tels que la laitue, les herbes et les fraises.

Idéalement, choisissez une pince qui ne nécessite pas d'alimentation en air externe, car elle éliminera les problèmes associés à la poussière et au bruit et réduira à la fois la complexité et les coûts.

Les préhenseurs certifiés peuvent aider les fabricants à maintenir des normes de qualité élevées et à éviter des rappels de produits coûteux, tout en contribuant simultanément à améliorer la productivité.

Assurez-vous que votre préhenseur peut gérer des charges utiles qui répondent (et même dépassent) les exigences de votre application actuelle - dans la plupart des scénarios de transformation alimentaire, cela signifie un préhenseur avec une charge utile allant jusqu'à 2,2 kg (4,85 lb).

Recherchez les pinces faciles à échanger, car cela réduira les temps d'arrêt lors du changement de pinces pour le nettoyage.

Sélectionnez des pinces qui vont au lave-vaisselle, car cela réduira les temps de nettoyage globaux. De plus, recherchez des préhenseurs compatibles avec une large gamme de robots, car ils ajouteront à la flexibilité de votre investissement, vous permettant d'utiliser le préhenseur dans une grande variété d'applications.

Il y a une pénurie de main-d'œuvre qualifiée de longue date dans le secteur manufacturier, il est donc important de choisir des préhenseurs faciles à intégrer à l'automatisation existante et faciles à utiliser pour les utilisateurs finaux de toutes compétences. Dans le cas des préhenseurs destinés à être utilisés avec des robots collaboratifs, cela signifie assurer la compatibilité avec les principales marques de robots collaboratifs.

Les préhenseurs souples sont bien adaptés aux tâches délicates de manipulation et d'emballage des aliments. Les préhenseurs à vide peuvent assumer certaines de ces tâches, mais ils ont certaines limites qui en font un bon choix pour la manipulation d'aliments moins délicats et pour les tâches générales de palettisation.

La plupart des préhenseurs à vide nécessitent de l'air comprimé. Cela ajoute une couche de complexité technologique. Cela signifie également qu'il faut nettoyer l'équipement supplémentaire ainsi que les tubes et le câblage associés.

Les préhenseurs à vide préfèrent travailler avec des surfaces lisses et soyeuses, une préférence qui exclut de nombreux produits alimentaires. Bien que les pinces à vide puissent manipuler facilement les boîtes de conserve et les emballages alimentaires, elles auront du mal avec les surfaces inégales de nombreux aliments.

La nature de la technologie des pinces à vide signifie qu'elles peuvent laisser des marques sur les aliments, ce qui donne un produit peu appétissant. De manière générale, il est préférable de choisir des pinces souples lorsqu'il s'agit d'articles facilement meurtris et des pinces à vide pour manipuler des objets plus résistants tels que des canettes de boisson et des boîtes de nourriture. Il existe des exceptions, mais en général, les pinces à vide sont idéales pour la palettisation et les pinces souples idéales pour la manipulation des aliments.

Lorsque vous utilisez des pinces à vide pour manipuler directement les aliments, les mêmes réglementations en matière de sécurité alimentaire s'appliquent. Alors, choisissez des pinces qui sont livrées avec des ventouses faciles à changer et à remplacer - et, en particulier dans les cas où elles vont manipuler directement le produit, assurez-vous que les ventouses de la pince sont de qualité alimentaire et faciles à nettoyer.

Si le préhenseur est destiné à être utilisé dans la palettisation, assurez-vous que ses capacités de charge utile répondent à vos exigences. Pour la plupart des applications, cela signifie une pince capable de manipuler des charges utiles allant jusqu'à 15 kg (35 lb). Idéalement, sélectionnez une pince qui ne nécessite pas d'alimentation en air externe car cela réduira la complexité globale de la mise en œuvre et réduira les coûts de maintenance globaux.

La demande alimentaire devrait augmenter considérablement au cours des prochaines décennies. Mais avec les bonnes solutions d'automatisation et de préhension, les installations de transformation des aliments peuvent répondre à cette demande tout en satisfaisant la soif des transformateurs d'aliments pour une plus grande productivité et des coûts réduits.

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