Les cobots améliorent l'ergonomie et le débit en effectuant des tâches répétitives dans une usine de céramique

Pentik Oy

En bref

Pentik, l'usine de céramique la plus septentrionale du monde, située à Posio, en Finlande, souhaitait automatiser sa production à haut mélange/faible volume sans perdre son identité d'artisan. La société a choisi deux robots collaboratifs UR10 d'Universal Robots pour remplacer les tâches lourdes et répétitives de vitrage et de moulage de la vaisselle, assurant un résultat uniforme qui améliore également l'ergonomie des employés de Pentik. Les cobots travaillent désormais en tandem avec les humains, offrant la même touche d'artisanat humain qu'auparavant, tout en multipliant par dix l'efficacité du travail au poste de travail.

Presque toutes les usines de céramique des pays occidentaux ont déplacé leur production de masse vers des régions à faible coût. L'artiste céramiste Anu Pentik, qui a fondé Pentik en 1971, défend fièrement l'artisanat. Son entreprise voulait nager à contre-courant en créant tous ses produits céramiques à Posio, une municipalité finlandaise située à seulement quelques kilomètres au sud du cercle polaire arctique.

La transformation de l'entreprise

La fabrication de la céramique est le travail manuel. Lorsqu'un travailleur émaille la vaisselle et façonne la vaisselle avec un outil, il répétera la même tâche des centaines de fois par jour. Tâches difficiles pour les mains, les épaules et le dos des travailleurs.

Pentik souhaitait trouver une solution permettant l'automatisation de la production tout en utilisant les compétences des employés expérimentés pour des tâches à plus forte valeur ajoutée telles que le contrôle de la qualité. Libérer les travailleurs d'avoir à effectuer des tâches ergonomiquement inamicales et monotones améliorerait également l'image de l'employeur.

Pentik OY

Industrie Plastic and Polymers

Pays Europe

Nombre d’employés 100-500

Cobots utilisés UR10

Vidéo — Pentik Oy, Finlande

Comment ils l'ont fait

Il existe plus d'un millier de modèles de céramiques Pentik avec de faibles chiffres de production. Un robot industriel traditionnel n'était donc pas une solution viable car ils restent généralement verrouillés dans des cellules en cage, dédiées à une seule tâche. Pentik fabrique sa vaisselle en argile anglaise. Le matériau est comme de la plasticine séchée (matériau de modelage ressemblant à du mastic). Avant la cuisson, les pièces sont fragiles. La machine automatisée doit être douce dans son travail, et doit être capable de répéter ses mouvements aussi identiquement que possible. Même les plus petites indentations ou dépressions faites au début du processus peuvent rendre un article de second ordre, car le tir ne fait qu'exacerber les erreurs. Le robot collaboratif répond bien à ces exigences.

Pentik a commencé à développer les applications de cobot avec l'Université des sciences appliquées d'Oulu (Oamk). Lassi Kaivosoja, alors ingénieur de projet d'Oamk et actuel directeur d'usine de Pentik, a dirigé les étudiants dans la conception de deux cellules robotisées collaboratives pour le vitrage et le façonnage de la vaisselle. Le premier cobot, le cobot UR10e, forme des « bosses » dans les assiettes de vaisselle. La signature de la plaque Kallio est ses bords inégaux, difficiles à réaliser à la main. Kaivosoja a conçu le cobot pour faire ce travail à la place.

En introduisant le cobot pour automatiser certaines des tâches de production les plus exigeantes et les plus reproductibles sur le plan ergonomique, la société est en mesure de maintenir sa tradition et d'améliorer le débit.

Lassi Kaivosoja, Factory manager, Pentik

Précision du repérage

Les bosses sont fabriquées à l'aide de deux éponges de ponçage orbitales humides de 40 mm. Dans la cellule de finition de la plaque, le cobot prend la vaisselle sur une ligne de moulage automatique, puis - selon le produit - le robot la place contre une éponge de ponçage horizontale ou verticale utilisée pour le formage. Selon Lassi Kaivosoja, le plus grand défi était de déterminer la pression précise afin que le cobot produise la forme souhaitée lorsqu'il travaillait avec de l'argile.

Ajustements de programmation

Les éponges de ponçage sont élastiques, leur pression n'est donc pas surveillée. Avec un peu de test, le programmeur l'a ajusté à la pression nécessaire pour la production de crème de Pentik. Les pinces aspirantes comprennent un moteur avec une boîte de vitesses conique et une bague collectrice pneumatique. Ceux-ci permettent la rotation illimitée et programmable de la ventouse.

Entre de bonnes mains

Le deuxième cobot UR10, est axé sur le vitrage de la vaisselle. La vaisselle est trempée dans du glaçage, ce qui donne à l'article un revêtement dur et brillant lorsqu'il est cuit.

Avant l'arrivée du cobot, cette partie du processus était réalisée par un humain. La vaisselle fabriquée par les cobots devait conserver les caractéristiques d'être faite à la main. Le robot ramasse l'article du plateau avec une pince aspirante fabriquée par lui-même. Le plateau dispose d'un capteur qui garantit que l'article est en place. Le vide est créé par un éjecteur à vide intelligent. Il détecte la force du vide et désactive automatiquement l'aspiration lorsque le vide souhaité a été atteint.

Le cobot fait descendre les morceaux de céramique dans le mélange de vitrage. Après avoir trempé l'article, le robot le place sur l'un des deux points de dépôt. Si les points de dépôt sont pleins, le robot attendra. « Le cobot imite les mouvements des mains d'Inkeri, un travailleur bien-aimé qui a été responsable de ce processus pendant 30 ans », explique Kaivosoja.

Un employé prend la pièce au point de dépôt et vérifie sa qualité. Ils essuient l'excès de glaçure du bas de la pièce afin qu'elle ne reste pas collée à l'équipement de cuisson. Enfin, l'employé place la pièce en céramique sur un chariot pour attendre la cuisson dans le four. Une fois la pièce cuite, elle a une surface dure et durable.