Fiabilisation d'un robot de soin des meules - Cave de la Fromagerie de Mézières - Fabricant Sugnaux JNJ

La Fromagerie de Mézières, située dans le canton de Fribourg, exploite dans sa cave un robot automatisé dédié au soin et à la manutention des meules de fromage.

Mis en service depuis de nombreuses années, cet équipement constitue un élément important du fonctionnement de la cave. Son architecture associe automatismes, entraînements électriques, capteurs et modules d'entrées-sorties répartis sur plusieurs parties mobiles du robot.

Avec le vieillissement de certains composants électroniques et électriques, des défauts intermittents difficiles à reproduire ont progressivement perturbé son exploitation. Certains arrêts nécessitaient un redémarrage complet du robot et pouvaient se reproduire plusieurs fois au cours d'une même journée.

La Fromagerie de Mézières a confié à AUTEM une mission de fiabilisation et d'optimisation du robot, avec une approche privilégiant le diagnostic et l'amélioration ciblée de l'installation existante plutôt que son remplacement. L'objectif : réduire les pannes, optimiser le fonctionnement du robot et prolonger son cycle de vie.

Le principal défi était de fiabiliser un équipement automatisé vieillissant confronté à des défauts aléatoires. Contrairement à une panne permanente, facilement observable et mesurable, les anomalies apparaissaient dans certaines configurations du robot puis disparaissaient après redémarrage.

Lors des défauts, plusieurs symptômes pouvaient apparaître simultanément : perte de certains signaux capteurs, arrêt de modules électroniques, défaut sur un entraînement et immobilisation du robot. Cette combinaison nécessitait une analyse globale de la chaîne électrique et d'automatisation, sans se limiter au premier composant signalé en défaut.

La difficulté était également de travailler sur une installation existante dont certains composants avaient plusieurs années de fonctionnement, tout en maintenant autant que possible le robot disponible pour la production.

• Réduire la fréquence des pannes et des arrêts intempestifs afin d'améliorer la disponibilité du robot ;
• Identifier les causes racines plutôt que remplacer successivement des composants sans diagnostic global ;
• Fiabiliser les alimentations, mises à la terre, connexions et communications entre les différents équipements du robot ;
• Optimiser les modes de fonctionnement et analyser les séquences d'automatisme impliquées dans les défauts ;
• Faciliter les futurs dépannages grâce à une meilleure compréhension des symptômes et des interactions entre les différents sous-ensembles ;
• Accompagner le vieillissement de l'installation en identifiant les composants fragilisés et les pièces critiques à surveiller ou remplacer ;
• Éviter un remplacement prématuré de l'équipement et ainsi prolonger le cycle de vie du robot existant.

1. Observation du défaut en conditions réelles
   AUTEM a commencé par observer le comportement du robot directement dans son environnement d'exploitation. Les symptômes apparaissant de manière intermittente, l'objectif était de déterminer précisément à quel moment du cycle les défauts se produisaient et quels équipements étaient affectés simultanément.

2. Diagnostic croisé électrique et automation
   Les investigations ont porté sur l'ensemble de la chaîne susceptible d'être impliquée : alimentations électriques, modules d'entrées-sorties, capteurs, câblage mobile, réseau de communication, entraînements et logique automate. Le croisement de ces informations a permis d'éviter une analyse limitée au seul équipement remontant l'alarme.

3. Mesures électriques et amélioration des mises à la terre
   Des différences de tension ont notamment été constatées entre plusieurs équipements répartis sur le robot. AUTEM a renforcé certaines liaisons de protection afin de réduire les chemins de retour et améliorer l'équipotentialité. Après intervention, les tensions mesurées sur les différents modules concernés ont été homogénéisées, réduisant une source potentielle de perturbations électriques.

4. Essais ciblés et élimination progressive des hypothèses
   Plusieurs scénarios ont été testés : alimentation dédiée, remplacement temporaire de composants, contrôle des connexions et analyse des interactions entre équipements. Lorsque certaines actions n'apportaient pas l'amélioration attendue, elles permettaient néanmoins d'écarter une hypothèse et de concentrer les investigations sur les causes restantes.

5. Analyse des communications et du câblage mobile
   Les défauts apparaissant notamment dans certaines positions mécaniques du robot, une attention particulière a été portée aux câbles soumis aux mouvements et aux extensions maximales. Les communications entre les différents modules et les signaux provenant des capteurs ont été analysés afin d'identifier d'éventuelles pertes de communication ou défaillances de connectique.

6. Analyse du programme automate et des entraînements
   AUTEM a également intégré l'automatisme à la recherche de cause racine : analyse des défauts remontés par le programme, compréhension des conditions générant l'arrêt d'un axe et exploitation des informations disponibles dans les entraînements. Cette approche permet de corréler le défaut logiciel avec les phénomènes électriques observés sur le terrain.

7. Support et amélioration continue
   La fiabilisation a été pensée comme une démarche dans la durée. Le suivi des incidents permet de mesurer l'effet des modifications réalisées, d'identifier les composants vieillissants et de prioriser les prochaines améliorations. AUTEM apporte ainsi un support technique continu en électricité et automation afin de maintenir et d'améliorer progressivement la disponibilité du robot.

• Réduction des pannes : les interventions ne se limitent plus à acquitter ou redémarrer le robot après un défaut. Chaque incident est analysé afin d'en identifier l'origine et de supprimer progressivement les facteurs susceptibles de provoquer des arrêts récurrents.
• Une installation électrique plus stable : les mesures et modifications réalisées sur les alimentations et les mises à la terre ont permis d'homogénéiser les tensions sur les équipements concernés et de réduire les risques liés aux perturbations électriques.
• Un diagnostic beaucoup plus précis des défauts intermittents : le croisement entre position du robot, état des capteurs, modules d'entrées-sorties, communications, entraînements et programme automate permet désormais de cibler les investigations plutôt que de procéder à des remplacements successifs sans identification de la cause.
• Une meilleure anticipation des composants vieillissants : le suivi dans le temps permet d'identifier les éléments fragilisés ou critiques et de préparer leur remplacement avant qu'ils ne deviennent une source majeure d'indisponibilité.
• Une optimisation progressive du robot : au-delà du dépannage, les interventions permettent d'améliorer les modes de marche, la stabilité de l'installation et la compréhension globale de son fonctionnement.
• Une maintenance facilitée : les observations, mesures et essais réalisés constituent progressivement une base de connaissance technique permettant de diagnostiquer plus rapidement les futurs incidents.
• Un cycle de vie prolongé : plutôt que remplacer un robot encore adapté aux besoins de la fromagerie, la démarche consiste à fiabiliser son architecture électrique et son automatisme, à traiter ses points faibles et à accompagner l'obsolescence de ses composants.
• Ce projet illustre l'intérêt d'une approche de maintenance et de modernisation ciblée sur un équipement industriel existant : investir dans le diagnostic, la fiabilisation et l'optimisation permet de réduire les pannes, améliorer les performances du robot et prolonger sa durée d'exploitation tout en maîtrisant l'ampleur de la modernisation.