Lingchen PLC modernise sa ligne de production de boîtes à couvercle et fond

Dans l'industrie de l'emballage, la ligne de production de boîtes à couvercle et fond est un équipement essentiel à la fabrication de produits haut de gamme tels que les coffrets cadeaux, les emballages cosmétiques et les boîtes pour téléphones portables. Les méthodes de production traditionnelles de ces boîtes reposent souvent fortement sur des machines manuelles ou un traitement assisté par l'homme, des approches qui présentent des inconvénients majeurs, notamment une faible efficacité, une précision insuffisante et des coûts de main-d'œuvre élevés. Ce projet répond au besoin crucial de modernisation des équipements dans le secteur de l'emballage ; son objectif principal est la recherche et le développement ainsi que l'amélioration des lignes de production de boîtes à couvercle et fond. Le but est de créer un système automatisé caractérisé par une efficacité et une stabilité exceptionnelles, remplaçant ainsi les machines manuelles traditionnelles, inefficaces et imprécises, ou les flux de travail assistés par l'homme. En utilisant des automates programmables industriels comme unité de contrôle centrale, Lingchen Technology fournit une solution de contrôle électrique complète pour ces lignes de production de boîtes à couvercle et fond. Cette solution intègre trois unités principales autonomes : la machine à sceller les coins, la machine à coller et positionner, et la machine à former, afin d'obtenir une production entièrement automatisée sur l'ensemble de la ligne.

01 Introduction aux équipements, aux procédés et aux unités autonomes de base

La ligne de production de boîtes à couvercle et fond se compose de quatre unités principales autonomes : un alimentateur de papier, une machine de collage d’angles, une machine de collage et de positionnement, et une machine de formage. Le positionnement et le transfert des matériaux sont assurés par des manipulateurs robotisés. Ces unités fonctionnent de concert pour exécuter l’intégralité du flux de production des boîtes en carton, depuis l’alimentation du papier et le collage d’angles jusqu’au collage et au formage final.

Machine à coller les coins
La machine à coller les coins est chargée d'appliquer du ruban adhésif aux quatre coins des boîtes en carton. Son fonctionnement repose sur plusieurs étapes : le chauffage et l'alimentation du ruban, le déplacement du chariot principal et l'aspiration du fond de la boîte. Grâce à une servocommande, la machine assure un positionnement et une découpe précis du ruban, garantissant ainsi une application exacte et une adhérence optimale. Suite à l'optimisation de cette solution, la productivité de la machine à coller les coins a augmenté de 30 %.

Machine de collage et de positionnement
La machine de collage et de positionnement applique l'adhésif sur la surface des boîtes en carton et assure leur positionnement précis. Grâce à une série d'étapes (alimentation papier par chargeur, application d'adhésif par rouleaux et positionnement robotisé), elle garantit un contrecollage précis de la boîte en carton sur le papier extérieur. Suite à l'optimisation de cette solution, la productivité de la machine a augmenté de 30 %.

Machine de formage
La machine de formage constitue l'unité centrale et autonome de la production de boîtes à couvercle télescopique ; elle assure la mise en forme finale des cartons. Ce processus repose sur le mouvement coordonné de plusieurs axes de composants — notamment le coulisseau principal, la matrice de fond et les rouleaux de pression — pour réaliser des opérations telles que le pliage des bords et le pressage des bulles. Grâce à l'optimisation mise en œuvre dans cette solution, la productivité d'une machine de formage a augmenté de 40 %.

02 Principaux défis techniques

La chaîne de production des boîtes à couvercle en deux parties impose des exigences extrêmement rigoureuses aux performances du système de contrôle :
• Coordination multi-axes : La machine de formage implique un fonctionnement entièrement relié par came sur 24 axes, nécessitant une coordination ultra-rapide et synchronisée entre le curseur principal et le film inférieur.
• Planification du profil de la came : À un rythme de production de 30 unités par minute, le curseur principal et le film inférieur doivent effectuer une course de va-et-vient de 537 mm en seulement 2 secondes.
• Cycle de synchronisation : Un cycle de synchronisation de commande de mouvement de 4 ms assure une coordination précise des mouvements de came impliquant des temps de démarrage et d'arrêt décalés.
• Flexibilité du processus : Prend en charge la commutation de différents modes de traitement, notamment la sélection par poussée des oreilles, le pliage secondaire et le pressage à bulles, afin de s'adapter au traitement de produits de longueurs, largeurs et hauteurs variables.

03 Solutions et points forts de Lingchen

Configuration matérielle
Cette solution utilise une suite complète de produits de contrôle de mouvement de Lingchen Technology :
Contrôleur principal : automate programmable Lingchen, prenant en charge un cycle de synchronisation de mouvement de 4 ms
Servovariateurs : Servovariateurs de la série Lingchen, adaptés aux caractéristiques de charge spécifiques de chaque machine
Modules d'extension : Configuration flexible en fonction du nombre d'axes requis

Schéma de commande électrique
Machine à coller les coins : 10 servomoteurs, 3 modules d'extension
Machine de collage et de positionnement : 5 servomoteurs, 5 modules d’extension
Machine de formage : 24 servomoteurs, 5 modules d’extension

Développement des fonctions essentielles
① Développement de programmes de configuration des points de came et des courbes : Développement de programmes de configuration pour les paramètres des points de came, couvrant les composants essentiels tels que le coulisseau principal et le galet de pression. Ces programmes permettent un réglage précis des paramètres, notamment la sélection des ensembles, les angles de départ et d’arrivée, ainsi que les courses, afin d’obtenir une liaison précise et synchronisée sur les 24 axes à came. Les utilisateurs peuvent configurer librement les relations entre les axes et modifier les profils de came en fonction des dimensions spécifiques de la pièce, répondant ainsi aux exigences de traitement variées des différents produits.
② Programmation des paramètres de poussoirs : Développement de programmes pour définir les points de déclenchement, paramétrer les poussoirs et attribuer des identifiants de groupe. Ceci garantit le déclenchement précis des actions auxiliaires (soufflage d’air, application de couple et débrayage latéral) et assure une synchronisation parfaite de ces mouvements auxiliaires avec la séquence de mouvement principale.
③ Développement de programmes de logique de processus : Développement de programmes de commande logique pour des processus de fabrication spécifiques, notamment la sélection par pression des oreilles, le pliage secondaire et le pressage des bulles. Ceci permet la combinaison et la commutation flexibles de divers processus multifonctionnels, tandis que l’intégration de routines de surveillance et de compensation des seuils de paramètres contribue à améliorer significativement la précision globale de traitement de l’équipement.

④ Le programme d'interaction IHM facilite la communication en temps réel entre l'IHM et l'automate programmable, permettant le développement de fonctions telles que l'acquisition de données de production, la configuration des paramètres, la surveillance des équipements et les notifications d'alarme, abaissant ainsi le seuil opérationnel de l'équipement.

Amélioration significative de l'efficacité de la production
Suite à l'optimisation mise en œuvre dans cette solution, l'efficacité de production de chaque machine autonome centrale a dépassé les indicateurs de performance requis par le projet :
L'efficacité de production de la machine à coller les coins et de la machine à coller et positionner a augmenté de 30 %.
L'efficacité de production de la machine de formage autonome a augmenté de 40 %.
Le temps de cycle de production global et la stabilité opérationnelle de la ligne ont été considérablement améliorés, résolvant ainsi efficacement le faible rendement inhérent aux équipements traditionnels.
Optimisation substantielle des performances des procédés et des équipements
Résolution des défauts de processus dans les solutions traditionnelles : Le processus d’alimentation de la machine de collage d’angles a été optimisé afin d’éviter les cycles de cuisson à sec dus à une alimentation en matériau imprécise. De plus, la course de pliage à came de la machine de formage a été repensée pour éliminer les redondances liées à la planification traditionnelle des courses à 360°, réduisant ainsi considérablement les temps de démarrage et d’arrêt de l’équipement.
Obtention d'un contrôle synchrone de haute précision : doté d'un cycle de synchronisation de contrôle de mouvement de 4 ms et d'un mode came complet à 24 axes, le système assure une synchronisation ultra-rapide et un positionnement précis de tous les composants structurels de l'unité de formage, résolvant ainsi le problème de la précision de traitement insuffisante des équipements traditionnels.
Polyvalence et adaptabilité accrues des équipements : Le système intègre une fonction combinée de formage et de pressage à bulles, permettant de passer d’un procédé à l’autre – comme le pliage en mode « oreille » et le pliage multi-passes – afin de s’adapter aux produits de longueurs, largeurs et hauteurs variées. Cette polyvalence répond efficacement aux exigences de production diverses de nos clients.

Créer une valeur globale pour les clients
Réduction des coûts : La production entièrement automatisée remplace le traitement manuel, ce qui réduit considérablement les coûts de main-d’œuvre. La conception intégrée des équipements et leur grande adaptabilité minimisent le besoin d’investissements supplémentaires dans de nouvelles machines, tout en augmentant les rendements de production et en réduisant le gaspillage de matières premières.
Facilité d'utilisation et d'entretien : une interface homme-machine (IHM) visuelle et intuitive réduit les obstacles à l'utilisation de l'équipement, tandis qu'un système de commande électrique modulaire facilite la maintenance et le dépannage.
Rapport coût-efficacité supérieur : tout en offrant des améliorations significatives en termes de fonctionnalités et de performances, cette solution conserve un avantage tarifaire indéniable. De plus, nous assurons un support après-vente performant afin de garantir le fonctionnement stable et fiable des équipements de nos clients.

04 Résumé

Le projet de R&D et de modernisation de la ligne de production de boîtes « couvercle et base » a achevé ses phases de développement et d'amélioration principales comme prévu, aboutissant à la création d'un système de production automatisé hautement performant, stable et multifonctionnel. S'appuyant sur un automate programmable industriel, Lingchen Technology a réalisé une augmentation globale de son efficacité de production de plus de 30 % sur l'ensemble des unités de collage d'angles, de collage et de positionnement, ainsi que de formage. Ce résultat a été obtenu grâce à un cycle de synchronisation du contrôle de mouvement de 4 ms, une liaison à cames complète sur 24 axes et des capacités flexibles de configuration des paramètres et de commutation des processus — des performances qui ont largement dépassé les exigences initiales du projet.
La réussite de ce projet constitue une étape cruciale dans les efforts de R&D de Lingchen Technology en matière d'équipements d'emballage automatisés. Elle confirme la valeur pratique des technologies PLC et de contrôle de mouvement de Lingchen au sein de systèmes automatisés multiaxes de haute précision, tout en établissant une solution personnalisée pour les équipements de fabrication de boîtes à couvercle et fond, jetant ainsi les bases d'une expansion future solide de l'entreprise sur le marché des équipements d'emballage automatisés.

À propos de nous

Fondée en 2006, Suzhou Lingchen Data Acquisition & Computer Co., Ltd. fonde son activité sur la création de valeur pour ses clients et le développement de partenariats mutuellement avantageux. L'entreprise fournit à ses clients des composants essentiels et des solutions système pour une large gamme d'équipements d'automatisation, notamment des ordinateurs industriels, des systèmes de contrôle de mouvement, des instruments de test et de mesure, des systèmes de vision industrielle et des robots. Lingchen supervise actuellement deux filiales à 100 % : Suzhou Xun'ya Automation Technology Co., Ltd., spécialisée dans la vente de systèmes robotiques, et TOK Robotics (Suzhou) Co., Ltd., spécialisée dans la R&D, la fabrication et la vente de produits de mouvement linéaire.

Réseau de systèmes de produits

Au sein de la structure hiérarchique des réseaux de contrôle automatisés, Lingchen Technology propose une gamme complète de produits couvrant les couches dispositifs, contrôle et information.

01 Ordinateurs industriels

Le châssis industriel Lingchen offre une protection physique complète aux cœurs informatiques critiques grâce à sa structure robuste de qualité industrielle, sa gestion thermique exceptionnelle et sa conception étanche à la poussière, garantissant un fonctionnement durable et stable même dans des environnements industriels difficiles caractérisés par des vibrations, de la poussière et des températures extrêmes.

02 PC industriel embarqué

Les PC industriels embarqués Lingchen se distinguent par leur conception industrielle compacte et robuste, intégrant des performances de calcul élevées, une connectivité étendue et une large tolérance aux variations de température et de tension. Spécialement conçus pour les applications embarquées – telles que la vision industrielle, l'informatique de périphérie et les équipements d'automatisation – ces systèmes offrent un cœur intelligent stable et fiable dans un espace réduit, favorisant ainsi le développement de l'industrie 4.0 et de l'Internet des objets (IoT).

Carte de contrôle de mouvement 03

La carte de commande de mouvement Lingchen est capable de contrôler jusqu'à 32 axes de mouvement et prend simultanément en charge le contrôle de jusqu'à 512 points d'entrée (DI) et 512 points de sortie (DO), avec un cycle de communication bus maximal de 250 µs. En termes de commande de mouvement, elle prend en charge des fonctions telles que le mouvement relatif mono-axe, le mouvement absolu, le déplacement manuel et le retour à l'origine par entraînement ; l'interpolation multi-axes ; le mouvement de table de points multi-axes ; et l'engrenage électronique.

Contrôleurs de mouvement série 04 LMC

Les contrôleurs de mouvement Lingchen série LMC sont conçus autour d'un noyau temps réel dur ouvert (avec une gigue

Contrôleurs de mouvement haute performance série 05 NAC

Au cœur du contrôleur Lingchen NAC se trouve une puissante capacité d'extension de bus, prenant en charge quatre maîtres EtherCAT pour un contrôle précis de 256 axes par station, soit un total de 4 096 canaux d'E/S. Ses fonctionnalités de contrôle de mouvement sont à la fois complètes et robustes : outre l'interpolation point à point, linéaire et circulaire standard, il intègre des fonctions avancées telles que l'interpolation 5 axes, le lissage de trajectoire par splines et les systèmes de coordonnées dynamiques. De plus, il intègre la suppression des vibrations, des fonctions d'atterrissage en douceur et des sorties de comparaison de position de haute précision. Grâce à ses huit groupes d'interpolation indépendants et à sa fonctionnalité d'interpolation continue, il répond efficacement aux exigences des trajectoires complexes et de la synchronisation à haute vitesse. L'environnement de développement est ouvert et flexible, compatible avec de nombreux langages de programmation, dont C++, C# et Python, et permet la programmation directe au sein du système d'exploitation temps réel, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de l'intégration et du débogage.

06 Contrôleur de mouvement PLC

Les automates programmables Lingchen sont conformes aux spécifications PLCopen et à la norme internationale CEI 61131-3. Alliant hautes performances, compacité et conception modulaire, ils facilitent le développement et le déploiement. Largement utilisés dans les équipements d'automatisation et les systèmes de lignes de production de secteurs tels que l'électronique grand public, les batteries lithium-ion, l'emballage et l'imprimerie, ces automates peuvent également servir de nœuds de communication réseau au sein de lignes de production intégrées pour les secteurs de la logistique, de l'automobile et des biens de consommation. Répondant aux exigences d'isolation réseau interne/externe, de communication bus haut débit et de traitement des données en temps réel, ils constituent un cœur de contrôle stable et fiable pour une grande variété d'environnements industriels.

07 Cartes de réseau industrielles

Les cartes réseau industrielles Lingchen sont spécialement conçues pour les environnements industriels difficiles. Grâce à leurs capacités d'auto-négociation 10/100/1000 Mbps, elles offrent une connectivité réseau haut débit stable et fiable. Dotées d'une protection robuste contre les interférences et les surtensions, ainsi que d'une large plage de températures de fonctionnement, ces cartes sont largement utilisées dans des applications critiques telles que le contrôle de mouvement, la vision industrielle et les systèmes d'automatisation. Leur conception flexible permet une installation aisée, avec un support pleine hauteur standard et un support demi-hauteur en option, pour une intégration parfaite dans une vaste gamme d'équipements de production intelligents et de réseaux industriels.

Module d'E/S 08

Lingchen Technology propose une gamme complète de solutions de modules d'E/S, conçues pour répondre avec flexibilité aux diverses exigences de l'automatisation industrielle.

Modules d'E/S extensibles série LC/LD : compatibles avec de nombreux protocoles (EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP et Modbus TCP), ces modules permettent d'étendre de manière flexible les capacités d'acquisition de données pour les signaux numériques et analogiques, la température, la pression et les impulsions. Ils sont largement utilisés dans des secteurs tels que l'électronique grand public, les batteries lithium-ion, les semi-conducteurs, l'automobile et le matériel médical.

Modules d'E/S série MINI : Caractérisée par sa taille compacte et ses hautes performances en temps réel, cette série comprend des modules d'E/S numériques, analogiques, de température et de communication. Ils sont parfaitement adaptés aux applications de contrôle et d'acquisition de données où l'espace est limité et la réactivité en temps réel est essentielle.

Modules d'E/S sans armoire de la série GWS : Bénéficiant d'une stabilité exceptionnelle et de capacités de câblage réseau pratiques, ces modules sont conçus pour les configurations de systèmes distribués, permettant des réductions significatives du temps et des coûts d'intégration du système.

L'ensemble de notre gamme de produits est conçu pour offrir aux utilisateurs une prise en charge des modules d'E/S fiables, faciles à intégrer et adaptables pour une grande variété de scénarios d'application.