Robot de palettisation

Qu’est-ce qu’un robot de palettisation ?

Le robot de palettisation est une machine automatisée utilisée pour ranger et organiser des produits sur des palettes pour le transport et le stockage. Il fonctionne selon une programmation précise qui lui permet de manipuler, trier et organiser des charges de différentes tailles avec une grande précision. Employé principalement dans les secteurs manufacturier et logistique, il optimise la productivité en accélérant les opérations de palettisation. Les principaux utilisateurs sont les industries nécessitant une manutention de marchandises volumineuse, comme l'agroalimentaire, le pharmaceutique ou le secteur des biens de consommation.

 

Quel est le fonctionnement d’un robot de palettisation ?

Le robot de palettisation fonctionne en utilisant une combinaison de mécanique avancée, de systèmes de contrôle numérique et de logiciels spécialisés.

Le cœur du robot est le bras mécanique, souvent articulé, qui peut effectuer une variété de mouvements précis pour saisir, soulever, et placer des produits. Ce bras est équipé d'un dispositif de préhension, comme une pince ou une ventouse, adapté à la forme et à la taille du produit à manipuler.

L'ensemble du processus est orchestré par un système de contrôle numérique. Ce système utilise des capteurs pour surveiller la position du bras robotique et des produits, et des algorithmes complexes pour déterminer la séquence optimale de mouvements.

Un logiciel spécialisé est utilisé pour programmer le robot, en définissant les schémas de palettisation et en ajustant le comportement du robot pour manipuler différents types de produits. Ce logiciel peut également être connecté à d'autres systèmes informatiques pour intégrer le robot de palettisation dans une ligne de production automatisée.

 

Quelles sont les applications d’un robot de palettisation ?

Industrie agroalimentaire : Le robot de palettisation est utilisé pour organiser des boîtes de conserve, des sacs de produits ou des caisses de fruits et légumes sur des palettes. Il garantit un processus rapide, précis et hygiénique, essentiel dans ce secteur où la vitesse et la salubrité sont cruciales.

Industrie des boissons : Il est utilisé pour palettiser des packs de boissons, des bouteilles, ou des canettes. Il gère également les produits fragiles avec soin, réduisant les dommages potentiels.

Industrie pharmaceutique : Il manipule des boîtes de médicaments et d'autres produits sensibles avec précision, tout en respectant les normes élevées de traçabilité et de contrôle qualité.

La construction : Il palettise des sacs de ciment, des briques, des carreaux de céramique et d'autres matériaux de construction lourds, améliorant la sécurité et l'efficacité de ces processus souvent laborieux.

Secteur de la logistique et de la distribution : Il organise efficacement divers types de marchandises sur des palettes pour l'expédition, optimisant l'espace dans les entrepôts et les véhicules de transport.

 

Quelle est la différence entre un robot de palettisation et une machine de palettisation ?

Les robots de palettisation sont extrêmement flexibles : ils peuvent être reprogrammés pour manipuler différents types de produits et suivre différents schémas de palettisation. Par exemple, un robot de palettisation peut palettiser des boîtes de conserve aujourd'hui, puis reprogrammé pour manipuler des bouteilles de vin demain.

Une machine de palettisation, en revanche, est une solution plus spécialisée et moins flexible. Elle est conçue pour manipuler un type spécifique de produit avec un schéma de palettisation spécifique. Par exemple, pour des sacs de ciment, elle serait conçue pour manipuler uniquement ce type de produit et ne serait pas adaptée pour manipuler des boîtes de conserve ou des bouteilles de vin.

 

Quels sont les différents types de robots de palettisation ?

Robots de palettisation articulés : Ils disposent de bras articulés avec plusieurs degrés de liberté qui leur permettent de déplacer des objets dans de multiples directions. Par exemple, ils sont idéaux pour palettiser des caisses de bière dans une brasserie, où les formes et les dimensions des paquets varient.

Robots de palettisation à portique : Ils se déplacent sur des rails fixés au sol ou au plafond, ce qui leur permet de couvrir une large zone de travail. Ils sont utilisés dans des applications nécessitant un haut niveau de précision et peuvent gérer des charges lourdes. Par exemple, ils sont utilisés pour palettiser des blocs de béton dans une usine de construction.

Robots de palettisation à colonne : Ils ont un bras vertical qui tourne autour d'une colonne, ce qui les rend idéaux pour des applications nécessitant un espace limité. Ils sont souvent utilisés pour la palettisation à grande vitesse, par exemple dans l'industrie alimentaire où de nombreux produits doivent être palettisés rapidement.

 

Qu’est-ce qu’un palettiseur automatique ?

Le palettiseur automatique fonctionne en recevant des produits à la fin d'une chaîne de production. Ces produits sont déplacés et organisés sur une palette selon un schéma prédéfini. Une fois la palette complète, elle est transportée pour le stockage ou l'expédition, et une nouvelle palette vide est introduite dans le système.

Il existe différents types de palettiseurs automatiques, dont les palettiseurs à faible niveau, à haut niveau et robotiques. Les appareils à faible niveau introduisent les produits à la base de la machine et les empilent vers le haut, tandis que ceux à haut niveau fonctionnent de manière inverse, les produits étant introduits en haut et empilés vers le bas. Les modèles robotiques utilisent un bras robotique pour déplacer et organiser les produits sur la palette.

 

Quels sont les différents schémas de palettisation d’un palettiseur robotisé ?

Palettisation en colonnes : Les produits sont empilés en colonnes verticales. Cela offre une bonne stabilité pour la palette, surtout si les produits sont de forme régulière et robustes.

Palettisation en couches alternées : Chaque couche de produits est tournée de 90 degrés par rapport à la couche précédente. Ce schéma est souvent utilisé pour les produits qui se déplacent facilement, comme les sacs ou les sacs en plastique.

Palettisation en spirale : Les produits sont empilés en spirale, du centre de la palette vers l'extérieur, ou de l'extérieur vers le centre. Ce schéma maximise l'utilisation de l'espace de la palette, surtout pour les produits de forme irrégulière ou pour les produits qui nécessitent un schéma de palettisation spécifique pour des raisons esthétiques.

Palettisation à pince : Le robot utilise un outil de préhension à pince pour manipuler les produits, ce qui est nécessaire pour les produits qui ne peuvent pas être facilement déplacés par d'autres méthodes, comme les bouteilles, les bidons ou les sacs.

Palettisation mixte : Le robot utilise une combinaison de différentes méthodes de palettisation pour manipuler différents types de produits sur la même palette. Par exemple, il peut utiliser un schéma en colonnes pour certains produits et un schéma en couches alternées pour d'autres.

 

Quels sont les avantages d’un robot de palettisation ?

Amélioration de la productivité : Les robots de palettisation travaillent à une vitesse constante sans pauses, augmentant ainsi la productivité. Par exemple, dans une usine de fabrication, il peut traiter des milliers de boîtes par jour, bien plus que ce qu'un travailleur humain pourrait gérer.

Précision et qualité : Ils sont très précis, ce qui signifie qu'ils peuvent organiser les produits sur une palette de manière optimale, économisant de l'espace et assurant la stabilité de la palette. Cela réduit également le risque de dommages aux produits.

Flexibilité : Ils sont programmables pour manipuler une variété de produits et de schémas de palettisation. Si une entreprise fabrique différents types de produits, un seul robot de palettisation peut être reprogrammé pour gérer ces différents produits.

Sécurité : Ils prennent en charge des tâches qui sont physiquement exigeantes ou dangereuses pour les travailleurs humains, comme le levage de charges lourdes. Cela réduit le risque de blessures sur le lieu de travail.

Economie de main-d'œuvre : L'automatisation de la palettisation permet de réaliser des économies significatives en termes de coûts de main-d'œuvre, en particulier dans les régions où les salaires sont élevés.

Continuité des opérations : Ils peuvent travailler 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, ce qui permet de maintenir les opérations de palettisation même en dehors des heures normales de travail.

 

Quelles sont les capacités de charge d’un robot palettiseur ?

Robots de palettisation articulés : Ils existent dans une grande variété de tailles. Leur capacité de charge peut varier de quelques kilogrammes à plusieurs centaines de kilogrammes. Par exemple, un petit robot est capable de manipuler des produits de 5 kg, tandis qu'un modèle plus grand et plus robuste peut manipuler des produits de 250 kg ou plus.

Robots de palettisation à portique : Ils sont conçus pour manipuler des charges lourdes sur une grande surface. Leur capacité de charge atteint plusieurs centaines de kilogrammes. Par exemple, il est capable de manipuler des sacs de ciment de 50 kg sur une large zone.

Robots de palettisation à colonne : Ils sont plus compacts et conçus pour des applications nécessitant un espace limité. Leur capacité de charge est plus faible que celle des robots à portique, mais ils manipulent tout de même des charges allant jusqu'à 100 kg ou plus.

 

Comment choisir un robot de palettisation ?

Capacité de charge : Il doit être capable de manipuler le poids des produits que vous devez palettiser.

Volume de production : Il doit pouvoir gérer le volume de produits que vous devez palettiser par jour ou par heure. Si votre chaîne de production génère des milliers de boîtes par jour, un robot rapide et performant sera nécessaire.

Nature des produits : Les caractéristiques des produits à palettiser (taille, forme, matériau, etc.) influencent le type de robot et le dispositif de préhension nécessaire. Un robot avec des capteurs avancés ou une pince adaptée est nécessaire pour manipuler des produits irréguliers ou délicats.

Espace disponible : Selon l'espace disponible dans votre entrepôt ou usine, vous devrez choisir entre un robot de palettisation articulé, à portique ou à colonne.

Flexibilité : Si vous changez souvent le type de produits ou le schéma de palettisation, un robot facilement programmable et reconfigurable sera idéal.

Coût : Le coût initial du robot, les coûts d'installation et de maintenance, et les économies potentielles en termes de main-d'œuvre et d'efficacité doivent être pris en compte.

Fournisseur : Il est également crucial de choisir un fournisseur fiable, avec un bon support technique et une expérience avérée.

 

Quels sont les équipements utilisés avec un robot de palettisation ?

Convoyeurs : Ces appareils transportent les produits jusqu'au robot et éloignent les palettes chargées. Ils peuvent être à bande, à rouleaux ou motorisés, selon le type de produits.

Dispositif de préhension : Il s'agit de l'outil fixé au robot pour saisir les produits. Il peut s'agir d'une pince, d'un aimant, d'une ventouse ou d'un autre mécanisme adapté aux produits à palettiser.

Tables tournantes : Elles permettent de tourner la palette pendant le processus de palettisation pour optimiser l'espace et la stabilité de la charge.

Cellules de sécurité : Ces barrières ou écrans protègent le personnel de l'usine contre les mouvements du robot. Ils peuvent être physiques ou basés sur des capteurs.

Scanners ou caméras : Ils sont utilisés pour identifier les produits et guider le robot. Ils peuvent détecter la taille, la forme ou le code-barres des produits.

Logiciel de palettisation : Il permet de programmer les mouvements du robot et les schémas de palettisation. Il peut aussi fournir des statistiques et des diagnostics pour optimiser le fonctionnement.

 

Comment définir la capacité d’un robot de palettisation ?

La capacité du palettiseur robotisé est définie par des critères tels que la charge utile, la portée, la vitesse, la précision et le débit.

• Charge utile : Il s'agit du poids maximal que le robot peut soulever et manipuler en toute sécurité. Cela varie de quelques kilogrammes à plusieurs centaines de kilogrammes, en fonction du modèle du robot.
• Portée : Il s'agit de la distance maximale que le robot peut atteindre. Ceci est important pour déterminer si le robot peut atteindre l'ensemble de la zone de palettisation.
• Vitesse : Il s'agit de la rapidité avec laquelle le robot peut se déplacer. Cela influence le débit du robot.
• Précision : Il s'agit de la capacité du robot à placer les produits exactement où ils sont censés être sur la palette. Une plus grande précision réduit les erreurs et améliore l'efficacité de l'espace de la palette.
• Débit : Il s'agit du nombre d'unités que le robot peut manipuler par unité de temps. C'est un indicateur clé de la "puissance" d'un robot de palettisation. Un robot de palettisation peut manipuler entre 600 à 1200 unités par heure, et certains modèles à haute performance atteignent des débits de 1500 unités par heure ou plus.

Par exemple, un robot de palettisation peut avoir une charge utile de 100 kg, une portée de 3 mètres, une vitesse de 1200 mm/s, une précision de +/- 0.5 mm, et un débit de 800 unités par heure. Ces valeurs définissent ensemble la "puissance" du robot de palettisation dans le contexte de son application spécifique.

 

Quels sont les différents programmes d’un robot de palettisation ?

Programmes de palettisation : Ils définissent comment le robot manipule et place les produits sur une palette. Ils varient en fonction de la taille et de la forme des produits, du schéma de palettisation souhaité (par exemple, en colonnes, en couches alternées, en spirale), et de la configuration de la palette (par exemple, la présence ou non d'un film plastique ou d'un carton intercalaire entre les couches).

Programmes de dépalettisation : Ils définissent comment le robot retire les produits d'une palette pour les placer dans une autre zone ou sur une ligne de production.

Programmes de tri : Ils permettent au robot de trier différents types de produits sur différentes palettes. Par exemple, un robot peut être programmé pour trier les boîtes de différentes couleurs sur différentes palettes.

Programmes d'inspection : Ils permettent au robot de vérifier l'intégrité des produits ou de la palette. Par exemple, un robot peut être programmé pour vérifier si les produits sont correctement emballés, si les étiquettes sont correctement positionnées, ou si la palette est correctement empilée.

Programmes de maintenance : Ils permettent au robot de réaliser des tâches de maintenance de routine, comme l'autodiagnostic, le nettoyage, ou le réalignement des outils de préhension.

Programmes de sécurité : Ils définissent le comportement du robot en cas de situation d'urgence ou de détection d'un obstacle. Par exemple, un robot peut être programmé pour s'arrêter immédiatement si une personne entre dans sa zone de travail.

 

Comment programmer un robot de palettisation ?

• Comprendre la tâche : Cela inclut la connaissance du produit à manipuler, du schéma de palettisation souhaité, et de la configuration de la zone de travail.
• Utiliser le logiciel de programmation : La plupart des robots de palettisation sont programmés à l'aide d'un logiciel spécifique fourni par le fabricant. Ce logiciel s’utilise sur un ordinateur standard et permet de créer, de modifier et de tester des programmes pour le robot.
• Configurer le robot : Cela implique d'entrer les paramètres spécifiques de l’appareil, comme sa portée, sa charge utile, sa vitesse, et d'autres caractéristiques. Il faut également configurer le dispositif de préhension, c'est-à-dire l'outil que le robot utilise pour saisir les produits.
• Programmer le schéma de palettisation : C'est-à-dire la façon dont les produits seront disposés sur la palette. Cela se fait en sélectionnant parmi des schémas préconfigurés ou en créant votre propre schéma.
• Tester le programme : Cela se fait dans le logiciel à l'aide d'une simulation. Une fois que le programme a été testé et vérifié dans la simulation, il peut être transféré au robot pour un test réel.
• Optimiser le programme : Après les tests initiaux, le programme peut nécessiter des ajustements pour améliorer l'efficacité ou la sécurité. C'est une étape d'optimisation où vous pouvez affiner le programme en fonction des observations et des commentaires.

 

Quelles sont les dernières innovations des robots palettiseurs ?

Robots collaboratifs (cobots) : Ils sont conçus pour travailler en collaboration avec les opérateurs humains sans nécessiter de barrières de sécurité physiques. Ils intègrent des capteurs avancés et des algorithmes de détection pour détecter la présence d'opérateurs et ajuster leur vitesse ou leur trajectoire en conséquence. Ces cobots offrent une flexibilité accrue et permettent une collaboration homme-robot plus étroite.

Vision artificielle : Ces systèmes sont de plus en plus utilisés pour reconnaître et localiser précisément les produits à palettiser. Ils utilisent des caméras et des algorithmes de traitement d'image pour détecter les positions, les orientations et les caractéristiques des produits. Cela permet aux robots de manipuler les charges de manière plus précise, même dans des environnements complexes où les produits peuvent être mal alignés ou désordonnés.

Intelligence artificielle et apprentissage automatique : Ces techniques permettent aux robots d'apprendre et de s'adapter à différents schémas de palettisation, de détecter les anomalies et d'optimiser les trajectoires de manipulation. Par exemple, un robot peut analyser des données d'entrée pour ajuster automatiquement sa préhension en fonction des variations de taille, de forme ou de poids des produits.

Connectivité et intégration avec les systèmes de gestion d'entrepôt : Les robots palettiseurs sont de plus en plus connectés aux systèmes de gestion d'entrepôt (WMS) pour une intégration transparente des flux de travail. Cela permet une coordination et une communication efficaces entre les robots et les autres équipements de l'entrepôt, tels que les convoyeurs ou les systèmes de tri. Les robots reçoivent des instructions en temps réel et transmettent des informations sur l'état de la palettisation aux systèmes de suivi et de contrôle.

 

Comment entretenir un robot palettiseur ?

L'entretien régulier du robot de palettisation est essentiel pour maintenir la performance optimale de votre robot de palettisation, minimiser les temps d'arrêt non planifiés et prolonger sa durée de vie utile.

Nettoyage régulier : Éliminez la poussière, la saleté et les débris qui pourraient affecter son fonctionnement. Utilisez des produits de nettoyage appropriés et des chiffons non abrasifs pour nettoyer les surfaces du robot, les dispositifs de préhension et les capteurs.

Lubrification : Certains composants nécessitent une lubrification régulière pour réduire la friction et l'usure. Consultez le manuel d'utilisation du robot pour connaître les points de lubrification et les intervalles recommandés. Utilisez des lubrifiants appropriés et assurez-vous de respecter les quantités recommandées.

Vérification des connexions électriques : Elles doivent être bien serrées et en bon état. Inspectez les câbles et les connecteurs pour détecter d'éventuels dommages ou signes d'usure. Remplacez les câbles défectueux ou endommagés immédiatement.

Inspection des dispositifs de sécurité : Les capteurs de détection ou les barrières immatérielles doivent être inspectés régulièrement pour s'assurer de leur bon fonctionnement. Vérifiez si les capteurs sont propres et bien positionnés. Effectuez des tests pour vérifier la réactivité des dispositifs de sécurité et assurez-vous qu'ils arrêtent correctement le robot en cas de danger.

Maintenance préventive : En plus des tâches d'entretien courantes, planifiez des inspections et des interventions de maintenance préventive. Cela inclut des vérifications périodiques de l'état des pièces, des ajustements, des remplacements planifiés et des mises à jour du logiciel du robot. Suivez les procédures et les recommandations spécifiques fournies par le fabricant.

 

Quels sont les critères de sécurité à respecter avec un robot palettiseur ?

Barrières de sécurité : Des barrières physiques et doivent être installées autour du robot pour protéger les opérateurs des mouvements. Elles doivent être conçues de manière à empêcher tout accès à la zone de travail du robot lorsqu'il est en fonctionnement.

Équipement de sécurité : Des dispositifs de sécurité, tels que des capteurs de présence humaine, des scanners laser de sécurité, ou des tapis sensibles à la pression sont utilisés pour détecter l'entrée d'un opérateur dans la zone de travail du robot et arrêter l’appareil en cas de besoin.

Procédures de verrouillage/étiquetage : Lorsque des travaux de maintenance ou de réparation sont nécessaires, des procédures de verrouillage/étiquetage doivent être mises en place pour assurer que le robot est complètement éteint et ne peut pas être remis en marche accidentellement.

Formation des opérateurs : Les opérateurs doivent être formés sur le fonctionnement du robot, y compris comment le démarrer et l’arrêter, comment identifier et résoudre les problèmes, et comment effectuer l'entretien de routine. Ils doivent également être formés sur les risques potentiels associés à son utilisation et comment les éviter.

Conformité aux normes de sécurité : Le robot de palettisation et son installation doivent respecter toutes les normes de sécurité applicables, telles que les normes ISO 10218-1 et ISO 10218-2 pour la sécurité des robots industriels, ou la norme ISO/TS 15066 pour la sécurité des robots collaboratifs.

Maintenances régulières : Un entretien régulier et des inspections de sécurité régulières sont nécessaires pour garantir que l’appareil fonctionne correctement et en toute sécurité.

Tous ces critères de sécurité sont importants pour éviter tout risque de collision, de blessures causées par une chute de charge ou d’une électrocution en cas de courts-circuits ou de mauvaises manipulations des câbles électriques.

 

Quelles sont les normes applicables aux robots de palettisation ?

• Norme NF EN ISO 10218-1 et NF EN ISO 10218-2 : Elles adoptent les normes ISO internationales, qui définissent les exigences de sécurité pour les robots industriels. Elles s'appliquent à la conception, l'installation, la programmation et l'utilisation des robots. Par exemple, elles incluent des spécifications concernant la conception des zones de travail sécurisées, la limitation des forces exercées par les robots, ainsi que l'intégration de dispositifs de sécurité tels que des capteurs de détection.
• Directive Machines 2006/42/CE : Bien qu'il ne s'agisse pas strictement d'une norme, cette directive européenne est transposée en droit français et définit les exigences de sécurité pour les machines, y compris les robots de palettisation. Elle impose aux fabricants de respecter les exigences essentielles de sécurité et de fournir une documentation technique appropriée.
• Norme NF EN ISO 13849-1 : Elle spécifie les exigences de sécurité relatives aux systèmes de commande des machines. Elle fournit des directives pour la conception des circuits de commande et des dispositifs de sécurité. Par exemple, elle définit les catégories de performance des dispositifs de sécurité, tels que les interrupteurs d'arrêt d'urgence ou les barrières immatérielles, en fonction de leur capacité à prévenir les accidents.
• Norme NF EN 415-10 : Elle concerne les systèmes de sécurité liés aux machines. Elle fournit des exigences spécifiques pour les barrières immatérielles utilisées comme dispositifs de sécurité. Ces barrières sont utilisées dans les applications de palettisation pour détecter la présence d'opérateurs et arrêter le robot en cas de proximité dangereuse.