Kliklok réduit ses délais de conception de 33 % grâce à la simulation

Le constructeur de machines de conditionnement alimentaire Kliklok a amélioré les performances de son encartonneuse et réduit ses délais de conception d’un tiers en utilisant la modélisation de simulation pour concevoir sa machine.

Le monde du conditionnement alimentaire est complexe et en constante évolution, car les consommateurs demandent de plus en plus des produits conditionnés dans des quantités et des tailles très diverses. Les industriels doivent donc être prêts à des changements chaque jour et leurs machines de conditionnement doivent être suffisamment flexibles et polyvalentes pour produire plusieurs types et tailles de conditionnements.

Ces machines doivent également fonctionner à grande vitesse, avec une haute précision, pour que chaque produit soit conditionné correctement. Ainsi, les ingénieurs de Kliklok-Woodman ont développé conjointement une nouvelle machine de conditionnement : l’encartonneuse de fin de ligne Celox. Cette machine installée en bout de ligne de production remplit des cartons de produits alimentaires conditionnés, puis les scelle.

Kliklok-Woodman a commencé à livrer l’encartonneuse Celox à des industriels américains en 2007. Lorsque l’un des principaux industriels de l’agro-alimentaire américain a commandé récemment cette machine, les ingénieurs de Kliklok-Woodman en Géorgie ont réalisé qu’il fallait développer une nouvelle option de conception pour répondre aux besoins spéciaux de ce client.

Modélisation numérique

Pratiquement caché à l’intérieur de chaque machine, se trouve un pousse-rabat, un dispositif en forme de doigt qui écarte les rabats de chaque carton vers l’extérieur au moment opportun pour faciliter le chargement du produit dans le carton.

Dans la conception originale de l’encartonneuse Celox, le pousse-rabat était mû par un cylindre pneumatique ; sollicité à des vitesses élevées, il se serait usé beaucoup plus rapidement qu’un servovariateur. Les ingénieurs ont dû concevoir un nouveau pousse-rabat offrant une précision et une fiabilité garanties à des vitesses pouvant atteindre 325 cartons par minute.

Pour ce faire, ils ont utilisé le logiciel Allen-Bradley Motion Analyser de Rockwell Automation. Cet outil de modélisation et de simulation numériques permet de dimensionner et de sélectionner le système de mouvement optimal, c’est-à-dire la solution qui utilise la quantité appropriée d’énergie et atteint la vitesse et le rendement spécifiés. Le logiciel Motion Analyser réduit également le temps nécessaire pour concevoir, développer et livrer une nouvelle machine.

Un partenariat clé entre Rockwell et Dassault Systèmes

Les ingénieurs de conception utilisent depuis plusieurs années SolidWorks, un logiciel de CAO pour la conception mécanique en 3D, . Ils ont été ravis d’apprendre que Rockwell Automation avait conclu un partenariat stratégique avec Dassault Systèmes pour relier leurs progiciels de conception mécanique, informatique et électrique. SolidWorks s’intègre avec Motion Analyser via des interfaces de programmation (API, Application Programming Interface), qui établissent un lien dynamique entre les deux progiciels.

Les ingénieurs ont créé des profils de mouvement pour le pousse-rabat dans Motion Analyser ; puis ils ont transféré ces profiles vers SolidWorks de Dassault Systèmes (avec qui Rockwell Automation a conclu un partenariat stratégique) pour visualiser le mouvement de la machine. SolidWorks a ensuite calculé le couple ou la force nécessaire pour déplacer la charge avec son profil, que Motion Analyser a utilisé pour dimensionner et sélectionner les moteurs et les variateurs.

L’intégration entre SolidWorks et Motion Analyser a aidé les concepteurs à simuler rapidement différentes options de moteur afin de choisir la solution optimale pour cette application, et ce, sans avoir à acheter de logiciels propriétaires auprès d’un fournisseur externe.

Un temps de conception réduit d’un tiers

En modélisant et en prototypant numériquement la conception des machines, les ingénieurs mécaniciens, électriciens et automaticiens peuvent collaborer plus tôt durant la phase de conception. Kliklok-Woodman a écourté la phase de conception de la nouvelle machine Celox en combinant conceptions électrique et mécanique dans une seule étape. Motion Analyser a aidé M. Bruda à dimensionner le moteur et a permis à l’ingénieur mécanicien de réaliser simultanément des tâches telles que le dimensionnement du réducteur.

Kliklok-Woodman estime avoir réduit le temps de conception d’un tiers par rapport à l’utilisation de calculs manuels et d’une méthode empirique pour trouver la taille correcte du moteur. Cette réduction du délai de conception a permis de réduire la fenêtre de livraison. L’utilisation de Motion Analyser a également éliminé les coûts matériels que l’entreprise aurait supportés si elle avait dû construire un nouveau pousse-rabat pour tester différentes tailles de moteur.

Source : https://fr.rockwellautomation.com/