Les systèmes de transport de pièces basés sur le système SuperTrak de B&R sont compacts, fiables et faciles à nettoyer. Sur de nombreuses lignes de production, ils accroissent les cadences tout en rendant le process plus flexible. PIA Automation utilise la technologie track dans un module de process innovant servant à assembler des dispositifs médicaux, en et hors salle blanche.
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À première vue, le dernier module de process de PIA n'a rien de spectaculaire : il s'agit d'une cellule standard composée d'une unité de manipulation et d'un système destiné au transport de flacons. L'unité de manipulation saisit des flacons amenés par des supports appelés porte-pièces et dépose ces flacons dans un magasin.
Néanmoins, il suffit de regarder le module d'un peu plus près pour voir quelques détails intéressants. Les porte-pièces développés par PIA portent chacun deux flacons et sont montés sur des navettes mobiles. Ces navettes se déplacent indépendamment les unes des autres, à différents moments et à différentes vitesses. Elles atteignent des vitesses vertigineuses, circulent dans les deux sens, et s'arrêtent d'elles-mêmes à l'endroit où les flacons sont ensuite extraits de leur porte-pièces.
Le module de process de PIA illustre parfaitement les avantages du système SuperTrak pour les utilisateurs. À la différence des systèmes de transfert traditionnels que sont, par exemple, les tables d'indexation rotatives ou les systèmes à courroies, le système SuperTrak assigne à chaque navette un profil de mouvement unique. Comment ? Chaque navette comporte un aimant permanent qui constitue le rotor d'un moteur linéaire, ce qui lui permet d'être contrôlée individuellement. Le stator est intégré dans les segments modulaires qui, assemblés, forment la piste sur laquelle se déplacent les navettes. Chaque navette comporte deux roues en forme de V et en POM (matière plastique) dont le mouvement est guidé par des rails fixés à l'extrêmité supérieure des segments. Deux autres roues circulent sur un profilé en acier inox pour maintenir la navette en position verticale et éviter qu'elle ne bascule.
Moins d'encombrement, moins de particules
Les roues des navettes sont les seules pièces sujettes au frottement dans le système SuperTrak. Ce frottement est d'ailleurs minime. Les flacons logés dans les porte-pièces sont transportés avec délicatesse, sans se toucher et sans toucher le système de transport. "Les intervalles de maintenance requis pour le système sont remarquablement longs," note Lothar Mahren, Head of Medical Division au centre de compétences de PIA Automation pour le secteur de la santé à Amberg. "Le système n'émet qu'une très faible quantité de particules et ne nécessite donc pas l'utilisation d'un système d'aspiration. Il peut être utilisé en salle blanche pour améliorer la fiabilité des process."
Les salles blanches génèrent des coûts très importants et nécessitent donc des machines compactes. Là aussi, comme l'indique Manual Falk, Account Manager de la division Medical de PIA, le SuperTrak marque des points : "Son système d'entraînement direct et linéaire permet d'effectuer de multiples positionnements de grande précision dans chaque station. Il est ainsi possible d'intégrer de multiples opérations de transport, d'inspection ou d'assemblage dans une seule et même station et de rendre ainsi les process plus flexibles. De plus, le positionnement est d'une très grande précision tout le long de la piste, ce qui nous permet d'utiliser aussi les zones autour des courbes. Nous pouvons donc exploiter au mieux tout l'espace disponible et ajouter ou retirer des modules à n'importe quel endroit. Tous ces avantages permettent de réaliser des installations nettement plus compactes.
Des changements de produit plus rapides et des process plus flexibles
Comme le note M. Falk, intégrer plusieurs étapes de traitement dans une seule station permet non seulement de réduire l'espace nécessaire mais aussi d'accroître la productivité : "Le temps nécessaire pour passer d'une pièce à l'autre est nettement plus court car les navettes doivent ne doivent parcourir que de courtes distances. La distance qui sépare deux stations consécutives peut être parcourue avec de grandes vitesses et avec de fortes accélérations et décélérations." Plusieurs produits du même type peuvent être placés sur le porte-pièces simultanément puis, selon le timing requis, traités l'un après l'autre dans une seule station ou en parallèle dans deux stations identiques.
Si le porte-pièces offre suffisamment d'espace pour loger plusieurs produits, l'installation peut être aussi conçue pour traiter deux produits différents et passer de l'un à l'autre sans aucune adaptation mécanique. La qualification qui s'impose dans l'industrie médicale ne doit être ainsi réalisée qu'une fois.
Robuste et fiable
PIA a conçu son module de process en se donnant deux objectifs prioritaires : vérifier la faisabilité du process et maximiser la productivité. Une grande attention a donc été portée sur la robustesse et sur la fiabilité du système track. "Le système SuperTrak est mature et éprouvé," explique L. Mehren. Selon M. Falk, le système Supertrak présente aussi un autre atout déterminant par rapport à d'autres systèmes : "Il se comporte comme un sous-système auto-suffisant. Nous sommes ainsi libres de décider si nous l'associons ou non à contrôleur de niveau supérieur dans l'usine et si oui, lequel."
B&R fournit également un logiciel simple d'utilisation pour la mise en service et la configuration. Nul besoin de manipuler du code source comme l'exigent d'autres systèmes. La logiciel fournit des informations sur chaque navettes. Ces informations peuvent être obtenues via OPC UA et facilement utilisées pour la maintenance conditionnelle ou d'autres fonctions.
Retour positif des collaborateurs et des clients
La facilité avec laquelle le SuperTrak s'intègre dans des architectures logicielles existantes ou nouvelles a trouvé un écho positif au sein de l'entreprise. "La technologie SuperTrak et le support fourni par B&R sont très bien perçus par nos employés, même les plus critiques.
Le retour des fabricants de dispositifs médicaux est tout aussi positif. "Dès la première présentation publique de la cellule au salon Pharmapack 2020, nous nous sommes immédiatement aperçus que nous attirions l'attention de nos clients," se souvient L. Mehren. "Les mouvements rapides et fluides des navettes et le fonctionnement silencieux du système ont fait forte impression." Les choses ne se sont pas arrêtées là. Peu de temps après le salon, les premières commandes pour le nouveau module basé sur le système SuperTrak ont commencé à arriver. Fort de ce succès, PIA prévoit d'étendre son module pour la prochaine édition de Pharmapack. La première étape consistera à ajouter un robot et une unité d'étiquetage.
"Le système SuperTrak complète parfaitement nos systèmes d'entraînement avec variateurs et dépasse même nos attentes," résume M. Falk. "D'autres domaines d'activité couverts par le groupe PIA sont également très intéressés par cette nouvelle technologie track. Je ne serais pas surpris d'y voir une première applilcation très bientôt."
Lothar Mehren
Head of Medical Division, PIA Automation
"Les intervalles de maintenance requis pour notre système de transport de pièces sont remarquablement longs. Le système n'émet qu'une très faible quantité de particules et ne nécessite donc pas de système d'aspiration. Il peut être utilisé en salle blanche pour améliorer la fiabilité des process."