L'encaisseuse robotisée « révolutionne » la production

Le fabricant de fromage d'imitation passe de l'emballage manuel à l'emballage robotisé pour les emballages sous vide et les sacs souples dans plusieurs tailles de caisses, en utilisant un seul système pour gérer les produits de quatre lignes.

Les récentes pénuries de main-d'œuvre, qualifiées et non qualifiées, ont été un catalyseur majeur de l'automatisation dans de nombreuses entreprises d'emballage, et Lisanatti Foods d'Oregon City, OR, en fait partie. Comme le partage Jeff Lisac, président de l'entreprise de fabrication de produits alimentaires, dans son État d'origine, ce défi a été aggravé par la hausse des taux de salaire minimum.

"Avec l'augmentation des coûts de main-d'œuvre, le salaire minimum est augmenté tous les six mois dans l'Oregon", dit-il. "D'ici 2020, ce sera probablement environ 15 à 18 dollars de l'heure." C'est, dit-il, ce qui a forcé l'entreprise à se tourner vers l'automatisation robotisée de ses opérations d'encaissage, une décision qui a non seulement permis à l'entreprise d'économiser sur les coûts de main-d'œuvre, mais également d'augmenter la productivité et la qualité de l'emballage.

Lisanatti a été fondée en 1976 par Phil et Norma Lisac comme l'un des deux seuls fournisseurs d'imitation de mozzarella pour l'industrie de la pizza. Aujourd'hui, l'entreprise familiale se concentre sur la production de substituts de fromage végétarien haut de gamme et axés sur la santé à base de soja, de riz ou d'amandes. Lisanatti fournit des morceaux, des lambeaux et des tranches sous son propre nom ainsi que pour trois marques de distributeur, fournissant des produits aux entreprises de restauration, aux fabricants de produits alimentaires en tant qu'ingrédient et à plus de 6 000 magasins de détail aux États-Unis et plusieurs centaines en Colombie. .

Son point de différenciation, dit Lisac, est le processus qu'il utilise, ce qui donne un produit qui a un corps et une sensation beaucoup plus proches du fromage laitier traditionnel. "Il y a beaucoup d'entreprises qui fabriquent de bons produits", dit-il. "Je crois simplement qu'avec la texture et le profil de nos produits, nous avons un avantage sur la plupart de nos concurrents."

Compte tenu de sa diversité de clients et de types de produits, l'entreprise gère plusieurs formats d'emballage. Pour la vente en gros, il fournit un format bag-in-box de 30 lb pour le fromage en vrac congelé et des packs bag-in-box de 4 et 5 lb pour les produits râpés frais ou congelés. Du côté de la vente au détail, Lisanatti propose des sachets de fromage râpé de 8 et 12 oz et des morceaux de 8 oz emballés sous vide qui vont dans des boîtes de 12, 18 et 24 ct. Les sacs de ses produits broyés sont préimprimés, tandis que les morceaux reçoivent des étiquettes appliquées à la machine. Lisanatti propose également un produit de tranches de cheddar de soja qui est co-emballé.

L'entreprise dispose d'une ligne de fabrication et de cinq lignes de conditionnement. Avant l'automatisation de l'emballage des caisses par Lisanatti, le processus se faisait manuellement, les opérateurs devant démonter et installer l'équipement à la fin de chaque ligne d'emballage chaque fois qu'ils devaient emballer un produit différent. Cela impliquait de changer les monteurs de caisses, les scelleuses et les étiqueteuses pour s'adapter aux différents formats et configurations d'emballage, un processus qui pouvait prendre une heure à une heure et demie. Selon les estimations de Lisac, l'entreprise a perdu jusqu'à 15 heures de productivité par semaine en raison des changements. De plus, selon le produit, le nombre d'opérateurs requis pour le travail a également changé. Par exemple, deux opérateurs étaient nécessaires pour emballer des sacs de 8 lb fonctionnant à 30/min, tandis que quatre étaient nécessaires pour un produit de 8 oz à 70/min.

"Nous voulions une encaisseuse depuis de nombreuses années, mais nous n'en avons jamais trouvé une qui soit suffisamment polyvalente pour que nous puissions en acheter une seule et y alimenter toutes nos lignes", explique Lisac. "La plupart des équipements impliquent une configuration élaborée d'une taille à l'autre, et cela prend trop de temps et trop d'ajustements."

L'autre inconvénient était le coût. "Nous avons envisagé d'automatiser notre ligne d'emballage dans le passé, mais financièrement, nous ne pouvions tout simplement pas le justifier", déclare Lisac. En 2017, alors que les coûts de main-d'œuvre devenaient incontrôlables, Lisanatti a estimé qu'elle n'avait d'autre choix que d'étudier sérieusement l'automatisation.

Parmi ses exigences pour l'équipement figuraient un faible encombrement, la flexibilité de gérer différents produits, formats d'emballage et tailles de caisses, et des vitesses allant jusqu'à 120/min. Sur la recommandation de Curt Garrett, président de Garrett Packaging Systems, un distributeur de Fallas Automation, Lisanatti a sélectionné un système d'encaissage robotisé de Fallas, le R700 Adabot.

Le R700 Adabot est un système modulaire qui peut faire fonctionner jusqu'à quatre cellules robotisées à l'aide d'un seul contrôleur d'automatisation, d'où "l'ajout" d'un "bot". Pour les besoins de Lisanatti, il a choisi un Double Adabot, ou deux robots pick-and-place delta, pour s'assurer que le système répondait à la vitesse requise tout en fonctionnant à seulement 75 % à 85 % de sa capacité, ce qui lui permettait de se développer. "Et si nous avons besoin de plus de vitesse plus tard, nous pouvons simplement acheter un autre robot, ce qui est vraiment un gain de temps et d'argent", explique Lisac.

L'encaisseuse gère les produits de quatre lignes d'emballage, le convoyeur de sortie de chaque ligne alimentant un convoyeur d'alimentation principal. "Les convoyeurs qui alimentent l'alimentation principale se chevauchent, et il y a des ponts que vous levez ou abaissez pour déterminer quelle ligne va alimenter la machine", explique Lisac. "Maintenant, vous ne pouvez pas alimenter la machine avec tous les différents produits en même temps, mais en 15 minutes, vous pouvez arrêter une ligne et ouvrir la suivante."

Les tailles de caisses vont de 8 x 11 x 3 po à 11½ x 17 x 13 po. Selon Lisac, le passage d'une taille de caisse à une autre implique la sélection d'un programme sur l'interface utilisateur de l'encaisseuse, la réalisation de quatre ou cinq ajustements de la taille de la caisse, et déplacer quelques rails et arrêts.

A l'exception de la ligne de déchiquetage, qui utilise des films pré-imprimés, chaque ligne de conditionnement dispose de sa propre étiqueteuse. Une fois les produits emballés et étiquetés, ils sont transportés à travers un détecteur de métaux, sur une trieuse pondérale et dans l'Adabot. Ici, le robot de tête, ou le premier, de la cellule remplit une caisse en attente avec la moitié du produit, après quoi la caisse est acheminée vers le robot de queue, qui charge le reste du produit. Par exemple, pour une caisse de 12 cts, le premier robot chargerait six paquets et le deuxième robot chargerait les six restants.

L'outillage en bout de bras des robots est un tuyau d'aspiration muni d'une ventouse en silicone conçue pour accueillir le produit et l'emballage de Lisanatte en particulier. "Le choix de l'outillage était critique pour notre produit en particulier", explique Lisac. "Nous ne coupons pas à des tailles exactes, nous vendons des poids exacts, ce qui signifie que lorsque nous le coupons dans nos harpes à fromage, nous devons donner une certaine quantité de fromage pour nous assurer de ne pas être touchés par des poids d'État et Ainsi, tous les blocs de huit onces ont une forme incohérente.

"Cela crée un problème avec le placement des étiquettes et avec une indexation correcte, car les emballages se heurtent et se tordent. Un autre problème est que le produit en morceaux est emballé sur une machine sous vide qui chauffe et forme le film. Jusqu'à ce que l'emballage soit un jour ou deux anciens, les coins sont encore très sensibles. Donc, tous les convoyeurs fournis par Fallas et les ventouses du robot doivent manipuler le produit assez doucement ou cela créera une fuite. Si vous frappez ou grattez un coin ou faites tomber un colis, il est immédiatement rejeté parce que nous supposons simplement, en raison de l'expérience, qu'il y aura une fuite.

"Les sacs flexibles sont en fait plus faciles à manipuler, mais ils sont plus difficiles à charger. Peu importe si vous les fléchissez et les déplacez, car ils sont assez robustes, mais ils tomberont tordus dans l'étui une fois chargés, et le fromage tombera alors de travers dans le sac.Par conséquent, une cueillette et un placement de précision sont nécessaires lorsque l'Adabot charge les sachets dans la caisse.

"Faire en sorte que la machine d'emballage gère à la fois les sacs souples et le fromage en morceaux durs était assez difficile. Nous devions avoir plusieurs ventouses différentes pour faciliter tous les différents emballages." Depuis qu'il a commencé à utiliser l'Adabot en juin 2017, cependant, Lisanatte a appris à utiliser une tête pour trois des produits, en ne la changeant que lors de l'utilisation des sacs de 5 livres.

Dire que Lisac est satisfait de la décision d'automatiser serait un euphémisme. Selon lui, elle a « révolutionné » tout le système de production de l'entreprise, à commencer par la facilité avec laquelle elle peut désormais passer de l'encaissage d'un produit à l'autre, sans avoir à démonter et mettre en place un nouveau système à chaque fois. Pour cette raison, l'entreprise a également la possibilité de produire des séries plus courtes, si nécessaire. Par exemple, si une commande ne peut pas être exécutée en raison d'un dysfonctionnement de la machine ou de contraintes de temps, Lisanatte peut revenir en arrière et faire fonctionner une ligne pendant 15 minutes à une heure juste pour remplir le bon de commande, et peut ensuite revenir à un autre produit. .

L'ajout de l'automatisation a également entraîné le déplacement de cinq opérateurs vers d'autres zones de la ligne, ce qui, selon Lisac, a conduit à un meilleur contrôle de la qualité, car il y a plus de regards sur le produit. Il ajoute : « Les gens sont en fait un peu plus motivés maintenant, car ils n'ont pas à faire autant de travail manuel. Ils peuvent surveiller et regarder les choses et travailler en collaboration avec les robots. Cela a été un processus incroyable.

Lisac estime que la qualité a également été améliorée de 30 à 40 % en faisant emballer les produits par une machine plutôt que par des humains. Pour s'assurer que les machines fonctionnent à pleine capacité, Lisanatte a augmenté la taille de ses caisses pour s'adapter parfaitement au produit emballé. Cela a entraîné un taux de fuite plus faible, un meilleur taux de remplissage et des rejets de poids de caisse inférieurs.

Lisac dit également qu'avec la vitesse et la polyvalence de la machine et l'argent et la main-d'œuvre que le robot a permis à l'entreprise d'économiser, Lisanatte sera en mesure de rembourser le système dans les 18 mois avec les seules économies. Il ajoute : « Il y a une autre chose qui est intangible, et jusqu'à ce que vous travailliez avec Fallas, vous ne pouvez pas vraiment dire à quel point c'est génial. Ces gars-là m'ont promis une encaisseuse clé en main avec ma chaîne de production, et littéralement nous tournions presque à vitesse la première semaine où nous l'avons allumé. C'est du jamais vu.

"Cela fait 37 ans que je fais ça, et j'ai acheté beaucoup de machinerie, et tout le monde jure que c'est clé en main. Et je vous le dis, je n'ai jamais rien vu de clé en main en 37 ans. Il faut toujours modifier quelque chose qui ne fonctionne pas, ou quelque chose qui ne va pas. Cet équipement a été livré, mis en place, et la première semaine, nous fonctionnions presque à pleine vitesse. Environ trois mois plus tard, après l'avoir correctement composé, nous l'avions au point où nous en tirions plus de vitesse qu'ils ne le pensaient même."

Voir toutes les études de cas dans la partie I du rapport spécial sur la robotique.