Dépalettiser des cartons : comment fonctionne la caméra 3D

Dépalettiser est le processus inverse de la palettisation : un robot prend des cartons sur une palette et les transmet à une ligne ou à un système de stockage. Contrairement à la palettisation, l'installation ne connaît pas la position des cartons, car aucune pile ne ressemble à une autre. C'est exactement pour cela que la cellule de dépalettisation a besoin d'une caméra 3D. Cet article vous explique comment fonctionne la détection d'objets, de quels éléments la cellule se compose et quand l'automatisation est rentable.

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Pourquoi dépalettiser est plus difficile que palettiser

En palettisation, le robot construit la pile lui-même. La position et l'orientation de chaque carton sont connues de la commande, car elles découlent du schéma de palettisation. En dépalettisation, la pile arrive de l'entrepôt ou du fournisseur. L'installation ne connaît avec certitude ni la position exacte des cartons ni leurs dimensions.

4 écarts rendent la dépalettisation plus exigeante :

1. Des piles inclinées. Les cartons glissent pendant le transport. Une image de couche définie dans l'éditeur de schémas ne correspond plus qu'approximativement à la situation réelle.
2. Des formats de cartons changeants. Des fournisseurs et produits changeants apportent des dimensions différentes sur une palette ou d'une palette à l'autre.
3. Les intercalaires. Les feuilles de carton ou de plastique entre les couches doivent être détectées et déposées séparément, sinon le robot saisit l'intercalaire au lieu du carton.
4. Des hauteurs restantes inconnues. Après des prélèvements partiels ou des reconditionnements, l'information sur la hauteur réelle de la pile restante fait défaut.

Une cellule programmée de manière rigide échoue sur ces écarts. Elle saisit à côté, attire des intercalaires ou provoque des arrêts qu'un opérateur doit résoudre à la main. Sans traitement d'image, le robot reste limité aux palettes uniformes au schéma de couches connu. Tout le reste reste un travail manuel avec des levages lourds et une pression temporelle.

Ce que la caméra 3D accomplit dans le processus de dépalettisation

La caméra 3D est le capteur qui transforme une pile inconnue en points de préhension concrets. Elle capture la surface de la palette sous forme d'image de profondeur et fournit à la commande la position, l'orientation et l'emprise au sol de chaque carton visible de la couche supérieure. Le robot planifie sa prise à partir de ces données au lieu d'un schéma appris.

3 chiffres montrent ce que les systèmes actuels accomplissent :

• Taux de reconnaissance. Le fabricant de vision Mech-Mind indique pour ses solutions de dépalettisation un taux de reconnaissance supérieur à 99 %, avec une précision de position de ±5 mm.
• Vitesse de détection. Le système de vision 3D PALLOC de SICK détecte jusqu'à 2 000 cartons par heure selon le fabricant.
• Flexibilité de format. La détection d'objets par caméra traite des formats de cartons changeants sans que personne ne reprogramme la cellule.

Le placement de la caméra suit 2 concepts. Une caméra zénithale capture la couche complète en une image et fournit les points de préhension de tous les cartons visibles. Une caméra sur le bras du robot capture la couche depuis une position de scan que le robot doit aborder avant chaque cycle d'image. Cela coûte du temps de cycle, mais économise le portique de caméra au-dessus de la palette et convient aux cellules exiguës. Les fiches techniques du MalocherBot proposent les deux variantes comme options de vision.

Les 4 composants d'une cellule de dépalettisation

Une cellule de dépalettisation se compose de 4 éléments qui doivent être coordonnés entre eux :

1. Le robot. La portée et la charge utile déterminent quelles hauteurs de palettes et quels poids de cartons la cellule couvre. Chez InfectoPharm, un robot industriel de type NACHI MZ25 déplace des cartons pharmaceutiques emballés jusqu'à 20 kg. Pour des hauteurs et des poids moindres, les cobots conviennent aussi.

2. La caméra 3D. Elle fournit les points de préhension qu'une cellule programmée n'a pas. L'assortiment comprend entre autres la série Mech-Mind et PALLOC de SICK : PALLOC est conçu spécialement pour la dépalettisation, Mech-Mind fournit pour cela une solution composée d'une caméra 3D et d'un logiciel. Systèmes de caméras sur la marketplace.

3. Le préhenseur. Les préhenseurs de surface à vide sont répandus dans la dépalettisation de cartons, car ils couvrent différentes tailles de cartons avec un seul outil. Le préhenseur de surface KENOS de Piab en est un représentant typique. Les limites et le dimensionnement des préhenseurs à vide sur des cartons changeants sont traités dans l'article sur les erreurs de préhension après un changement de carton.

4. Élévateur de palettes et logiciel. Un élévateur de palettes hisse la pile à une hauteur de travail constante. Le robot économise des trajets, et le temps de cycle peut baisser. Le logiciel relie caméra, robot et préhenseur en un processus et permet à l'opérateur de créer de nouveaux types de cartons comme jeu de paramètres, sans programmer.

Le débit de la cellule résulte de l'interaction des 4 composants, pas de la caméra seule. Comment le temps de cycle, le préhenseur et le changement de palette déterminent le débit réel est calculé dans l'article sur le débit des robots de palettisation.

Exemple pratique : la dépalettisation chez InfectoPharm

InfectoPharm, une entreprise pharmaceutique de Heppenheim, dépalettise des médicaments emballés de manière entièrement automatique et les transmet à un système de stockage automatisé. La cellule est un MalocherBot M, configuré comme cellule de dépalettisation avec les 4 composants ci-dessus : robot industriel NACHI MZ25, système de caméra 3D Mech-Mind, préhenseur de surface KENOS de Piab, plus élévateur de palettes et logiciel LUNA OS. La mise en service a eu lieu en 2025.

La caméra Mech-Mind détecte automatiquement la position et l'orientation des cartons sur la palette. Le robot prélève les emballages et les place par paires sur des plateaux, qui sont transmis directement au système de stockage. Un élévateur de palettes intégré réduit les mouvements du robot et permet des temps de cycle courts avec une stabilité de processus élevée.

Chez InfectoPharm, la détection d'objets par caméra traite des formats de cartons changeants sans intervention dans la commande. Dans la production pharmaceutique réglementée, c'est un avantage à chaque changement de produit. Une deuxième caractéristique de la cellule est le fonctionnement parallèle : l'installation est positionnée directement devant la ligne, et la dépalettisation manuelle avec un système de levage à vide Schmalz reste possible. Automatisation et travail manuel peuvent ainsi être combinés. La configuration complète avec les spécifications figure dans la case study InfectoPharm.

Quand la dépalettisation automatisée est rentable

La rentabilité de l'investissement dans une cellule de dépalettisation dépend pour vous de 3 leviers :

1. Le personnel. La dépalettisation manuelle est un travail lourd et monotone. La cellule prend en charge la partie physiquement exigeante, votre personnel prend en charge les tâches de contrôle et de réapprovisionnement. InfectoPharm utilise les capacités libérées pour des activités à plus forte valeur ajoutée.
2. La fiabilité du processus. La cellule travaille de manière reproductible et indépendamment de la situation en personnel. Le flux de matière vers le système de stockage reste constant, même en cas d'absences pour maladie ou de périodes de vacances.
3. La flexibilité. Là où les formats de cartons changent fréquemment, la détection par caméra économise les temps de conversion qu'une cellule rigide exigerait à chaque changement.

En règle générale : plus il y a de palettes par équipe et plus les cartons sont lourds, plus l'amortissement est rapide. Des changements de format fréquents plaident en outre pour la caméra plutôt que pour une cellule rigide. Un calcul concret avec vos propres chiffres est fourni par le calculateur de ROI.

Questions fréquentes

Les 6 questions les plus fréquentes sur la dépalettisation automatisée.

Quelle est la différence entre palettisation et dépalettisation ?

En palettisation, le robot empile des cartons sur une palette selon un schéma connu. En dépalettisation, il retire des cartons d'une pile dont la structure exacte est inconnue de l'installation. La dépalettisation exige donc un traitement d'image qui capture la position et l'orientation de chaque carton avant la prise.

Pourquoi une cellule de dépalettisation a-t-elle besoin d'une caméra 3D ?

Parce que la pile arrive de l'entrepôt ou du fournisseur et que l'installation ne connaît pas la position des cartons. La caméra 3D crée une image de profondeur de la surface de la palette et fournit points de préhension, orientation et emprise au sol de la couche supérieure. Sans caméra, le robot ne peut traiter que des piles exactement connues.

Que deviennent les intercalaires dans la dépalettisation automatisée ?

Les intercalaires en carton ou en plastique doivent être détectés par le système de caméra et déposés séparément par le robot. Sinon, le robot saisit l'intercalaire au lieu du carton. La fiabilité de la détection des intercalaires par un système fait partie du test de préhension avec des palettes réelles.

Une cellule de dépalettisation peut-elle traiter des formats de cartons changeants ?

Oui, si elle fonctionne avec une détection d'objets par caméra. La caméra mesure chaque carton dans l'image de profondeur, et la reprogrammation lors des changements de format est superflue. L'opérateur crée les nouveaux types de cartons dans le logiciel sans programmation. Chez InfectoPharm, cela fonctionne en exploitation quotidienne avec des formats changeants.

Quelle est la vitesse de dépalettisation d'un robot ?

Le débit dépend du temps de cycle, du préhenseur, du format de pile et du changement de palette, pas de la caméra seule. Pour la détection elle-même, SICK indique une réserve élevée : le système de vision 3D PALLOC détecte jusqu'à 2 000 cartons par heure selon le fabricant.

Peut-on combiner dépalettisation automatisée et manuelle ?

Oui. La cellule chez InfectoPharm est positionnée directement devant la ligne, et le travail manuel avec un système de levage à vide reste possible en parallèle. Cette configuration convient aux sites qui veulent absorber les pics ou introduire l'automatisation par étapes.