Ingénierie robotique efficace

insight 1/2020

Les machines de remplissage et de bouchage de Zellwag Pharmtech SA à Frauenfeld sont mondialement demandées par l'industrie pharmaceutique et cosmétique. Pour l'ingénierie efficace des installations, l'entreprise mise sur Siemens: Grâce à une application innovante, les robots peuvent être commandés directement depuis TIA Portal.

 

Le modèle Z-810 R-x de Zellwag SA à Frauenfeld a été développé pour une entreprise pharmaceutique en Russie pour remplir des seringues, des ampoules et des flacons avec de l'acide hyaluronique. L'acide hyaluronique est mélangé dans une salle blanche, versé par un robot de la marque Stäubli dans des récipients stériles et scellé sous vide par un bouchon. Les robots ne sont pas encore la norme dans ce domaine d'application, leurs avantages sont cependant évidents: La technologie des robots réduit les interventions des opérateurs et assure le respect des exigences de salle blanche en cours de fonctionnement. 

 

 

Les objets technologiques simplifient la programmation

 

Dans le domaine pharmaceutique, l'hygiène est la règle cardinale. Les ampoules ou flacons vides sont livrés en nids d'emballages et sont ouverts en conditions de salle blanche de manière totalement automatique. Les mouvements de ces opérations doivent être précis et doux – c'est seulement ainsi que l'on peut éviter la formation inutile de particules. Ce défi est relevé par la CPU technologique S7-1500. Dans l'automate, les objets technologiques complètent les fonctionnalités Motion Control étendues qui permettent une vue simple du déroulement des différents déplacements. L'un d'entre eux est l'objet technologique Cinématique qui commande jusqu'à quatre axes interpolants, pour déplacer un outil dans l'espace. La programmation est simple: Le développeur crée dans TIA Portal un objet technologique Cinématique ajoute le type Cinématique, attribue les axes à la cinématique, paramètre la mécanique et programme sur la base de blocs fonctionnels PLCopen le déplacement du Tool Center Points (TCP). La commande, la synchronisation des axes et l'interpolation n'ont plus besoin d'être programmées à la main.

 

Gagner du temps et accroître l'efficacité

 

Ahmad Asraf, chef d'équipe Automatisme chez Zellwag, aime travailler avec les objets technologiques: «Les objets sont représentés de façon graphique et leur utilisation est intuitive.» Avant la mise en oeuvre de la CPU T, l'effort d'ingénierie était important. Selon Asraf, la mise en œuvre de la CPU T permet d'économiser 50 % de l'effort d'ingénierie des fonctionnalités Motion Control. «Siemens a standardisé

les interfaces. Ainsi, nous pouvons mettre en oeuvre des modules logiciels réutilisables et nous gagnons beaucoup de temps avec les nouveaux projets.»

 

Les vues de diagnostic sont aussi très utiles: Avant la construction du matériel, l'ingénieur peut vérifier dans les trois dimensions dans TIA Portal le déroulement des déplacements via l'éditeur de cinématique intégré. L'éditeur de cinématique simule le déroulement des déplacements programmé par l'utilisateur et représente pour la visualisation une trace lumineuse des déplacements du TCP. Le développement reçoit ainsi immédiatement un retour visuel de sa programmation.

 

Les objets technologiques ne permettent pas seulement de gagner du temps d'ingénierie, mais augmentent aussi l'efficacité de l'installation. Asraf à ce propos: «Lors du retrait des sceaux de papier, les mouvements sont fluides. Cela nous permet un gain de temps de 15 %.» De plus, Zellwag a pu augmenter l'efficacité du remplissage des ampoules. Aujourd'hui, nous pouvons remplir 2200 seringues à l'heure, soit 350 de plus qu'auparavant. 

 

 

Facilité d'intégration des robots

 

Sur la base d'une bibliothèque TIA Portal, il est possible de programmer le robot dans l'outil d'ingénierie de Siemens. Grâce à une solution «ready-to-use», Zellwag n'avait pratiquement plus d'efforts de programmation à fournir: Pour intégrer un robot, des connaissances sur l'utilisation de TIA Portal sont suffisantes. Et Siemens a veillé à la flexibilité de l'application: Si un client souhaite travailler avec un autre fabricant de robots, il lui suffit uniquement de remplacer la bibliothèque spécifique au fabricant. Asraf est enthousiasmé par cette solution: «Cette application a considérablement simplifié la programmation de l'installation.»

 

Sans elle, les ingénieurs devraient configurer distinctement le robot pour chaque nid d'emballages – avec plus de 100 configurations de nids différentes, ce serait un effort énorme. «Rien que lors de la programmation pour le premier nid de flacon, nous avons gagné 30 % de temps grâce à l'application. Pour chaque nid d'emballages suivant affecté à l'installation, nous sommes même deux fois plus rapides qu'auparavant.», selon Asraf.

 

 

Une demande pour des installations flexibles

 

Zellwag fait partie des cavaliers de tête dans le domaine des installations de remplissage de petite à moyenne taille. Leur force réside dans leur structure modulaire: Sur cette base, l'entreprise peut développer chaque produit selon les besoins du client. Ainsi, Zellwag est bien équipé pour la tendance aux thérapies médicamenteuses individuelles, adaptées à chaque patient. Patrik Thoma, Managing Director, explique: «Aujourd'hui, on fabrique de plus en plus de petits lots, cela requiert une flexibilité élevée. Grâce à la structure modulaire, nos installations peuvent être converties en quelques minutes à un autre dosage ou une autre recette.» 

 

Thoma apprécie depuis plusieurs années la collaboration avec Siemens: «Nous devons toujours raccorder entre elles de nouvelles interfaces. Et Siemens est toujours prêt à nous assister, grâce à son expérience avec d'autres applications.»

«Les objets sont représentés de façon graphique et leur utilisation est intuitive»
Ahmad Asraf – chef d'équipe Automation chez Zellwag Pharmatech SA

La technique en bref

 

TIA Portal permet un accès complet à l'ensemble de l'automatisation numérisée. Les fonctionnalités Motion Control étendues de la CPU T Simatic S7-1500 commandent les cinématiques avec un maximum de quatre axes interpolants. Grâce à l'application gratuite TIA Portal Robotics, les experts SPS peuvent, sans outils supplémentaires, programmer et commander dans TIA Portal des robots de différents fabricants. L'utilisateur programme le robot directement via le HMI Mobile Panel KTP900F, en créant et en exécutant les trajets du robot.

 

Boîte d'info

Zellwag Pharmtech SA Frauenfeld

 

La Zellwag Pharmtech SA est spécialisée dans le développement et la fabrication de machines de remplissage et de bouchage pour l'industrie pharmaceutique, de la santé et de la cosmétique. Elle planifie et construit des installations personnalisées qui préservent les ressources. En tant que filiale de Rychiger SA, Zellwag Pharmtech SA mise sur la collaboration avec des partenaires spécialisés, ainsi que sur des composants fiables arrivés à maturité. 

 

zellwag.com