Avec une production en danger, l'un des principaux fabricants d'emballages en carton ondulé d'Amérique s'est tourné vers ParAlign

Contexte

Les emballages en carton ondulé sont omniprésents : ils protègent les expéditions, stockent les marchandises et livrent les plats à emporter. Mais derrière chaque boîte parfaitement pliée se cache un processus de fabrication ultra-rapide et exigeant, où la précision est primordiale.

Cette précision commence bien avant la mise en forme d'une boîte. Elle commence sur le site de production, où d'énormes onduleuses transforment le papier en feuilles qui seront ensuite découpées, pliées et formées. Pour répondre à la demande, ces machines sont rapides, mais la vitesse ne signifie rien sans précision.

Une variation mineure au départ peut rapidement se répercuter sur la production, affectant la qualité, l'efficacité et, in fine, les résultats. Chez l'un des principaux fabricants d'emballages en carton ondulé des États-Unis, ces problèmes commençaient à se faire sentir dans son usine du New Jersey. Des incohérences et des plis dans le carton ont révélé un problème d'alignement susceptible d'impacter l'efficacité à long terme. La direction de l'usine a donc fait appel à l'équipe d'alignement des rouleaux ParAlign pour corriger la situation.

Défi

Le défi n'était pas seulement le désalignement, mais aussi de le trouver. 137 rouleaux Travaillant ensemble sur une machine de plusieurs centaines de mètres, le moindre écart pouvait affecter le suivi des panneaux, la tension et la qualité du produit. Avec des temps d'arrêt limités et des exigences de production élevées, l'usine avait besoin d'une approche précise et basée sur les données pour détecter et corriger ces problèmes d'alignement avant qu'ils ne dégénèrent en problèmes plus importants.

Mise en œuvre

Les ingénieurs de Fluke Reliability ont mesuré les 137 rouleaux à l'aide de ParAlign, un dispositif de mesure inertielle avancé équipé de trois gyroscopes laser annulaires de haute précision, la même technologie utilisée en navigation aérospatiale. Ces gyroscopes suivent le roulis, le tangage et le lacet, ces mouvements tridimensionnels qui déterminent la position exacte d'un rouleau dans l'espace. Le moindre décalage, quelle que soit la direction, peut perturber l'alignement et affecter la qualité de la production.

Contrairement aux systèmes optiques, qui nécessitent une visibilité directe et peuvent être perturbés par les conditions d'usine, ParAlign fournit des mesures précises dans n'importe quel environnement. Il fournit des résultats précis sans les limitations des méthodes optiques : rapidement, efficacement et avec un minimum de perturbations opérationnelles. Un affichage graphique s'affiche instantanément dans le logiciel personnalisé à chaque mesure de rouleau, les rouleaux mal alignés étant surlignés en rouge, permettant à l'équipe d'identifier immédiatement les zones problématiques.

Grâce aux données disponibles, l'équipe a collaboré avec les mécaniciens de l'usine pour diagnostiquer les problèmes de désalignement et apporter des corrections ciblées. Les ajustements ont porté sur les rouleaux compensateurs et la section de préchauffage de la partie humide – la partie de l'onduleuse où la chaleur et l'humidité conditionnent le papier avant le cannelage. Ces éléments avaient été identifiés par le contact du site comme les principaux responsables des plis observés et des problèmes associés.

Autres étapes clés du processus :

• Mesure des positions des bras enroulés : Pour évaluer le mouvement et l'alignement, l'équipe a mesuré les bras d'enroulement de deux préchauffeurs à tambour unique et du préchauffeur à triple pile à trois positions clés (0 %, 50 % et 100 %) par rapport à leurs préchauffeurs. Ces mesures ont permis de déterminer si les bras d'enroulement fonctionnaient correctement sur toute leur amplitude de mouvement.
  
  
• Évaluation du parallélisme et des irrégularités de surface : Un noyau en acier fourni par le client a été inséré dans les cages de laminoir afin de vérifier le parallélisme du système. Le désalignement des cages de laminoir affectant directement le positionnement des rouleaux, toute erreur à ce niveau se répercutera sur la production. Cependant, les cages de laminoir ne sont pas toujours parfaitement uniformes : les irrégularités de surface des tuyauteries peuvent influencer l'interprétation des mesures d'alignement. 
  
  Comme l'explique Dallas Hallston, ingénieur en fiabilité chez Fluke : « Parfois, la surface peut être rayée ou usée par le matériau utilisé, ou simplement par le temps. Ce type d'usure affecte les mesures que nous obtenons. »
  
  Pour tenir compte de ces variations et obtenir une lecture plus précise, l’équipe a utilisé le balayage de couronne, une méthode spécialisée qui compense les incohérences dans les surfaces des supports de laminoir. 
  
  
• Positionnement des rouleaux d'épissure pour une mesure préciseLes jeux de rouleaux de collage, qui permettent l'alimentation continue du système en rouleaux de papier neufs, ont été déplacés un par un vers la position de production. L'équipe a ainsi pu mesurer chaque rouleau sans entrave, dans la même position qu'au cours de l'opération, et ajuster l'alignement pour refléter les conditions réelles de production.
  
  
• Réglage des rouleaux mal alignés : En 9.5 heures, l'équipe a corrigé huit rouleaux mal alignés, en se concentrant sur les zones clés précédemment identifiées comme contribuant principalement aux problèmes de suivi et de froissement. 
  
  Pour garantir l'efficacité du processus, l'équipe a utilisé un système de marquage simple mais précis pour communiquer les ajustements. « Nous avons marqué chaque rouleau avec du ruban adhésif, en notant les ajustements exacts – jusqu'à 01 vertical et 02 horizontal – d'après les relevés du logiciel ParAlign. À l'aide de flèches et de valeurs numériques, nous avons étiqueté la machine afin que notre équipe et les mécaniciens puissent visualiser d'un coup d'œil les corrections nécessaires. Ainsi, personne n'a eu à attendre les uns les autres et le processus a pu être efficace », explique Hallston. Les ajustements ont été effectués à l'aide de vérins hydrauliques, de palans à cliquet/chaîne et de cales.
  
  L'excellente coordination entre l'équipe ParAlign et les mécaniciens de l'établissement a permis de maintenir le projet sur les rails. « Le processus s'est déroulé sans accroc », a ajouté Hallston.

Résultats

À la fin de l'intervention, chaque rouleau corrigé avait été ramené dans la tolérance requise de ± 0.032 pouce, rétablissant ainsi l'alignement correct du système. La ligne de production pouvait enfin fonctionner à plein régime : moins de défauts, moins de ralentissements et un fonctionnement plus fluide du début à la fin.

L'utilisation des relevés graphiques en temps réel de ParAlign a permis une validation immédiate des ajustements, donnant confiance à l'équipe ParAlign et aux mécaniciens de l'usine dans le processus d'alignement. Les opérateurs ont également constaté un meilleur suivi des feuilles, renforçant l'impact des corrections.

Prochaines étapes

L'alignement n'est jamais un processus simple et rapide. Grâce aux corrections d'alignement clés effectuées, l'usine est bien positionnée pour une optimisation continue. Les services ParAlign devraient désormais traiter des sections supplémentaires des zones de préchauffage et de raccordement, des ajustements supplémentaires des rouleaux triple pile et de freinage, ainsi qu'un éventuel réalignement du châssis de la machine. Cela contribuera à un suivi plus fluide des rouleaux, à une réduction des interventions imprévues et à une meilleure régularité de la production dans le temps.

Un bon alignement ne se résume pas à une simple correction, mais à un contrôle accru. Et l'établissement en offre désormais davantage.