Principe de Fonctionnement d'une Peseuse Multitête : Comment Fonctionnent le Cycle de Pesée et le Calcul des Combinaisons

Une peseuse associative multi-têtes, également appelée peseuse à combinaison, est une machine de pesage automatique qui remplit chaque emballage en combinant des portions provenant de plusieurs trémies pesées séparément. Le produit est réparti entre les différentes têtes, chaque tête est pesée simultanément, puis le contrôleur libère le groupe de trémies dont le poids combiné est le plus proche du poids cible sans être inférieur à celui-ci.

Le principe est identique sur toutes les machines ; les différences résident dans la manière dont chaque modèle gère le produit. Deux de nos modèles à 10 têtes couvrent la même plage de 15–1000 g, mais l'un est donné pour une précision de ±0,5–2 g et l'autre de ±1–10 g, car le premier est conçu pour les produits à écoulement libre et le second pour les produits collants.

Lorsque vous comparez les fiches techniques, considérez le nombre de têtes comme un indicateur du débit et la conception des trémies comme un indicateur de la précision.

Principaux composants d'une peseuse associative multi-têtes

Une peseuse associative multi-têtes est construite autour d'un ensemble circulaire d'unités de pesage identiques, appelées têtes, disposées sous une alimentation centrale. Chaque tête possède son propre système d'alimentation, ses trémies et sa cellule de charge, tandis qu'un contrôleur unique coordonne l'ensemble.

Nos peseuses sont fabriquées en acier inoxydable 304 de qualité alimentaire, et nos modèles classés IP66 selon le code de protection IP sont conçus pour résister aux lavages intensifs. Chacun de ces composants existe en plusieurs versions, telles que des surfaces de trémie alvéolées ou lisses et différents systèmes d'alimentation, et le choix influence à la fois la vitesse et la gestion du produit.

Comment fonctionne une peseuse associative multi-têtes : les cinq étapes du cycle de pesage

Toute peseuse associative multi-têtes répète le même cycle en cinq étapes plusieurs fois par minute. Le produit est réparti, introduit dans les trémies, pesé, combiné puis déchargé, tandis que chaque tête vidée est réalimentée pendant que la combinaison suivante est calculée. Toutes nos peseuses associatives multi-têtes, de 6 à 30 têtes, suivent ce cycle.

Les cinq étapes du cycle de pesage. Les étapes 1, 2 et 5 déplacent le produit et dépendent de son comportement à l'écoulement. Les étapes 3 et 4 effectuent le pesage et le calcul, et fonctionnent de la même manière pour tous les produits.

Étape 1 : Alimentation et répartition

Le produit arrive depuis un convoyeur ou un élévateur à godets et tombe sur le cône supérieur, qui vibre afin de le pousser vers l'extérieur en direction des doseurs linéaires. Aucun pesage n'est effectué à cette étape. L'objectif est de répartir uniformément le produit, car toute partie de l'anneau qui manque de produit laisse ses têtes sans matière à peser.

Le capteur de niveau maintient une alimentation régulière en démarrant et en arrêtant l'élévateur lorsque le niveau sur le cône monte ou descend. Cela est important car si trop ou trop peu de produit atteint les trémies, leurs poids sortent de la plage avec laquelle le contrôleur fonctionne, moins de combinaisons se rapprochent du poids cible et la vitesse ainsi que la précision diminuent.

Étape 2 : Alimentation linéaire

Chaque doseur linéaire transporte le produit vers sa propre trémie d'alimentation. Le contrôleur ajuste cette étape en réglant l'amplitude des vibrations et le temps d'alimentation de chaque doseur, ce qui détermine ensemble la quantité de produit qui tombe dans chaque trémie. Une machine à 14 têtes possède quatorze doseurs, chacun réglé séparément, ce qui explique pourquoi la mise en service d'un nouveau produit prend plus de temps que ne le pensent la plupart des acheteurs.

Étape 3 : Pesage

Dès qu'une trémie de pesage est vide, la trémie d'alimentation située au-dessus s'ouvre et déverse la portion suivante. La cellule de charge située sous chaque trémie de pesage mesure sa portion, de sorte que dix têtes produisent dix poids distincts au même moment. À ce stade, rien n'est encore additionné. La machine conserve dix portions pesées et l'étape suivante détermine lesquelles seront introduites dans l'emballage. C'est ce qui distingue une peseuse associative d'une balance classique.

Étape 4 : Calcul de la combinaison

Le contrôleur lit simultanément toutes les trémies de pesage et sélectionne le groupe dont le total est le plus proche du poids cible sans être inférieur à celui-ci. Il signale ensuite à la machine d'emballage qu'une portion est prête. La section suivante montre comment cette sélection est effectuée.

Étape 5 : Décharge et remplissage

Lorsque la machine d'emballage demande le produit, les moteurs pas à pas ouvrent les trémies de pesage sélectionnées. Les portions tombent à travers la goulotte de décharge dans la trémie de collecte, ou directement dans le sac si aucune trémie de collecte n'est installée, puis la peseuse confirme la décharge afin que la machine d'emballage puisse fermer le sac. Les trémies de pesage vidées sont réalimentées par les trémies d'alimentation situées au-dessus et rejoignent la combinaison suivante.

Le débit est principalement limité par le temps de remplissage. Une tête qui est encore en cours de remplissage ne peut pas participer à la combinaison suivante ; tout ce qui ralentit le remplissage ralentit donc l'ensemble de la machine, quelle que soit la rapidité avec laquelle les cellules de charge se stabilisent. Pour savoir comment la peseuse s'intègre avec la machine d'ensachage et les équipements d'inspection, consultez notre présentation des machines automatiques de pesage et d'emballage.

Comment le calcul de combinaison trouve le poids le plus proche

Le nombre de groupes possibles augmente rapidement avec chaque tête : 10 trémies de pesage donnent 1 023 combinaisons, tandis que 14 en donnent 16 383. Avec davantage de possibilités, le contrôleur peut généralement trouver un groupe plus proche du poids cible, ce qui réduit la quantité de produit donnée en excès par rapport au poids déclaré de chaque emballage.

Prenons l'exemple d'une machine à 10 têtes avec un poids cible de 250 g, et supposons que les dix trémies de pesage contiennent actuellement les portions suivantes (valeurs illustratives) :

Si vous ajoutiez les portions les unes après les autres jusqu'à dépasser le poids cible, comme le ferait une balance unique pour remplir un sac, vous vous arrêteriez à la tête 5 avec 288,4 g, soit 38,4 g de plus. La recherche de combinaison sélectionne au contraire les têtes 1, 2, 4 et 8 : 58,4 + 61,2 + 66,3 + 64,2 = 250,1 g, soit seulement 0,1 g de plus. Seules ces quatre trémies s'ouvrent. Les six autres conservent leurs portions et passent directement au calcul suivant.

Les peseuses associatives multi-têtes ont été développées précisément pour ce type de recherche. Elles sont apparues pour la première fois dans les années 1970 et les premières machines étaient utilisées pour certains légumes. Les produits frais illustrent clairement le problème : les morceaux varient tellement en poids qu'il est impossible d'atteindre exactement le poids d'un emballage en les ajoutant un par un, et remplacer un petit poivron par un gros jusqu'à obtenir le bon poids est lent et rarement précis. Sélectionner le meilleur groupe parmi de nombreuses portions pré-pesées résout les deux problèmes simultanément.

Le choix entre un contrôleur qui évalue toutes les combinaisons possibles et une recherche limitée aux combinaisons les plus prometteuses relève de la conception du système. C'est une question pertinente à poser à nous-mêmes comme à tout autre fournisseur que vous comparez.

Précision, vitesse et surdosage

Le surdosage correspond au produit placé dans le sac au-delà du poids déclaré. Sa réduction est la principale raison pour laquelle les entreprises achètent une peseuse associative multi-têtes. Une certaine quantité de surdosage est inévitable. Comme l'étape 4 sélectionne une combinaison qui atteint le poids cible sans passer en dessous, le résultat est généralement légèrement supérieur au poids cible et rarement exactement égal à celui-ci.

Trois facteurs augmentent le surdosage : un remplissage plus grossier par tête, car l'incrément minimal disponible est plus important ; un nombre plus faible de combinaisons possibles, abordé dans la section suivante consacrée au nombre de têtes ; et surtout un produit qui ne quitte pas proprement la trémie, car le poids mesuré n'est alors plus le poids qui atteint réellement le sac.

Un chiffre de vitesse annoncé n'a de sens que lorsque vous savez combien de lignes de décharge il couvre. Notre Memory Hopper 30 Heads, par exemple, est donné pour 300 pesées par minute (WPM), également indiqué comme 5 × 60 WPM. Ses 30 têtes sont divisées en cinq groupes de pesage indépendants, chacun fonctionnant à 60 WPM et alimentant sa propre machine d'emballage. Les 300 correspondent au total des cinq lignes ; si votre ligne possède une seule machine d'emballage, le chiffre qui vous concerne est de 60 WPM.

Toute spécification de vitesse doit être interprétée avec la même attention. Un chiffre en WPM signifie peu sans connaître les conditions de test : le produit, le poids cible et la tolérance. La même machine n'atteindra pas la même vitesse avec 500 g de riz et 150 g de mozzarella râpée. Comme une peseuse ne peut garantir que ce qu'elle a pesé, de nombreuses lignes ajoutent une trieuse pondérale après la machine d'emballage afin de confirmer le contenu réel de chaque emballage fini. Notre guide sur le contrôle pondéral explique comment fonctionne cette vérification finale.

Maintenir la précision d'une peseuse associative multi-têtes

La précision nominale suppose que chaque cellule de charge mesure à partir d'un véritable zéro. Les résidus de produit dans une trémie de pesage, la poussière sur les surfaces en contact avec le produit ou un choc pendant le nettoyage peuvent modifier cette référence. C'est pourquoi un contrôle quotidien du point zéro et un étalonnage formel tous les 6 à 12 mois constituent une pratique standard. Nos contrôleurs prennent en charge l'étalonnage du poids à plusieurs niveaux et intègrent une alarme intelligente de défaut qui signale les problèmes lorsqu'ils surviennent. Le calendrier complet, des contrôles quotidiens à la maintenance annuelle, est présenté dans notre guide de maintenance et d'étalonnage des peseuses associatives multi-têtes.

Comment le nombre de têtes influence la vitesse et la précision

En principe, un plus grand nombre de têtes devrait permettre une correspondance plus précise, car chaque tête supplémentaire augmente approximativement de moitié le nombre de combinaisons possibles. Les spécifications publiées montrent que le gain se traduit principalement par une augmentation du débit. La 4.0G 10 Head fonctionne à 70 WPM et la 4.0G 14 Heads à 110 WPM. Les deux sont données pour ±0,5–2 g, avec les mêmes trémies de 1,6 L et sur la même plage de 15–1000 g.

Ajouter quatre têtes à la même famille de machines augmente le débit de 57 % tout en conservant la même plage de précision annoncée, tandis que le passage à un produit différent avec le même nombre de têtes élargit cette plage d'environ cinq fois. Le nombre de têtes disponible dans la gamme est de 6, 8, 10, 14, 16, 18, 20, 24 et 30 ; les volumes des trémies vont de ≤1 L à ≤8 L, selon les modèles.

Trois modèles publiés illustrent ce principe côte à côte :

Les trois modèles Anti-sticky suivent le même principe : 6 têtes à 40 WPM, 8 à 60 et 10 à 80, tous donnés pour ±1–10 g. Dans les deux familles, l'ajout de têtes modifie la vitesse tout en laissant la spécification de précision inchangée.

Passer de 10 à 14 têtes augmente le nombre de combinaisons possibles de 1 023 à 16 383, et la machine utilise ces possibilités supplémentaires pour atteindre plus rapidement le poids cible. La précision est déterminée plus tôt dans le cycle, par la finesse avec laquelle chaque trémie peut être remplie et par la propreté de sa vidange.

Les trémies mémoire prolongent cette même logique. En conservant les portions déjà pesées mais inutilisées pour le calcul suivant, elles donnent au contrôleur davantage de possibilités sans attendre un nouveau remplissage. C'est ainsi que nos modèles Memory Hopper atteignent 160 à 300 WPM avec 16 à 30 têtes, généralement réparties sur deux à cinq lignes de décharge.

Le nombre de têtes n'est qu'une ligne parmi d'autres sur une fiche technique. Adapter le nombre de têtes, le volume des trémies et la vitesse à un produit particulier constitue une question de sélection distincte.

Comment les caractéristiques du produit modifient le cycle de pesage

Dans une peseuse associative multi-têtes, le pesage et le calcul (étapes 3 et 4) fonctionnent de la même manière pour tous les produits. Le produit influence les étapes 1, 2 et 5 : la manière dont il se répartit sur le cône supérieur, la façon dont il entre dans les trémies et la manière dont il tombe lors de la décharge. C'est pourquoi nos modèles diffèrent principalement par leur méthode d'alimentation, la taille des trémies et leur surface, et pourquoi deux machines ayant le même nombre de têtes peuvent présenter des niveaux de précision très différents.

Les produits à écoulement libre tels que les snacks, fruits à coque, bonbons et aliments surgelés constituent la base pour laquelle une machine standard est conçue. Ils se répartissent uniformément, se déplacent uniquement grâce aux vibrations et se déchargent proprement ; une machine polyvalente peut donc atteindre toute sa précision nominale. Notre guide consacré aux solutions d'emballage et de pesage pour snacks présente ces lignes plus en détail.

Le même principe s'applique aux produits non alimentaires tels que les pièces métalliques et les pièces en plastique, car le principe de pesage ne dépend pas de la nature du produit présent dans la trémie. Les produits longs et fins tels que les saucisses et les baguettes constituent une exception : ils nécessitent notre Stick-shape Weigher. Les produits ci-dessous sont ceux qui perturbent l'une des étapes en mouvement. Vous pouvez comparer tous les modèles dans notre gamme de peseuses associatives multi-têtes, et notre présentation des 12 types de peseuses à combinaison que nous fabriquons couvre chaque famille plus en détail.

Produits collants et humides

Les produits collants perturbent l'alimentation linéaire et la décharge, c'est-à-dire les étapes 2 et 5 du cycle de pesage. Ils adhèrent aux bacs des doseurs, aux parois des trémies et aux portes, tandis que les vibrations ont tendance à les compacter plutôt qu'à les faire avancer. Tout produit restant dans une trémie après la décharge correspond à un poids qui a été mesuré mais qui n'a jamais atteint le sac.

Nous traitons ce problème à trois niveaux. Le premier est la trémie : la peseuse associative multi-têtes Anti-sticky 10 Heads utilise une trémie de raclage de 1,5 L qui élimine le produit lors de la décharge. Le deuxième concerne l'alimentation : notre modèle Anti-sticky 6 Heads peut être équipé d'une alimentation par convoyeur ou par vis pour les produits huileux ou difficiles à faire circuler, tels que la viande en dés.

Le troisième concerne la surface en contact avec le produit : les trémies de nos peseuses High Precision Compact sont disponibles avec une surface alvéolée ou lisse, et une surface alvéolée réduit le contact avec l'acier afin que les produits légèrement huileux ou humides se détachent plus proprement.

Produits fragiles

Pour les produits fragiles, chaque transfert constitue une chute : du cône supérieur vers la trémie d'alimentation, de la trémie d'alimentation vers la trémie de pesage, de la trémie de pesage vers la goulotte et de la goulotte vers le sac. Les dommages s'accumulent sur ces quatre transferts, c'est pourquoi une machine capable de traiter correctement des crackers ne se résume pas à une machine standard fonctionnant plus lentement.

Notre Manual Weigher remplace l'alimentation vibratoire par un système de convoyeur à bande qui réduit les chutes, ce qui convient aux produits fragiles ou collants. La série Anti-sticky est également utilisée pour les produits fragiles et difficiles à déplacer.

Une manipulation plus douce entraîne généralement une vitesse moindre : la Manual Weigher alimentée par bande est donnée pour 50 WPM. Nous ne publions pas de hauteur de chute ; toute valeur de casse qui vous serait communiquée doit donc être considérée comme un élément à tester sur votre propre produit.

Produits volumineux et produits frais

Pour les produits volumineux, la limite est le volume des trémies. L'étape 3 pèse une portion entière à la fois ; une portion qui ne tient pas dans une trémie ne peut donc pas être pesée, et aucun nombre supplémentaire de têtes ne permet de contourner cette limitation. Nos peseuses Large Volume Salad associent des trémies de 5,5 L ou 7,5 L à des vibrateurs plus puissants, de plus grandes ouvertures de portes et un cône supérieur rotatif réglable qui répartit uniformément les produits feuillus lors de l'étape 1. Pour les pommes de terre et les produits similaires, nos peseuses Potato utilisent des trémies de 5 L.

Produits poussiéreux et poudres

La poussière ne modifie pas la manière dont une cellule de charge mesure le poids. Elle est projetée lors des étapes 1 et 2 lorsque le produit est réparti et alimenté, puis se dépose autour des cellules de charge et des pièces mobiles. Les granulés fins peuvent également former des ponts dans les trémies au lieu de s'écouler correctement.

Comme ces problèmes apparaissent au niveau des étapes d'alimentation dont dépend une peseuse associative multi-têtes, nous recommandons un doseur gravimétrique à perte de poids plutôt qu'une peseuse associative pour les poudres.

Très petits poids cibles

Pour quelques grammes par emballage, la limite réside dans la finesse avec laquelle les doseurs linéaires peuvent doser chaque portion. Une seule pièce représente une part importante du poids cible et une trémie standard est trop grossière pour construire précisément le poids. Nos peseuses High Precision Compact couvrent 2–300 g avec une précision de ±0,1–1 g. Pour les plus petites portions, la Super Precision Micro Multihead Weigher est donnée pour ±0,03 g avec des trémies de 0,1 L sur une plage de 0,5–50 g.

Cela représente une précision 17 à 67 fois plus fine qu'une machine polyvalente de ±0,5–2 g, avec un maximum de 50 g. À ce niveau de précision, les performances dépendent de la conception des trémies et ne peuvent donc pas être simplement transposées à une machine plus grande.

Une peseuse associative multi-têtes n'est pas la seule solution, et il est intéressant de comparer les peseuses plus simples.

Peseuse associative vs peseuse linéaire et peseuse à trémie unique : différences de principe

Les peseuses linéaires et les peseuses à trémie unique ne combinent pas les portions : chaque trémie est remplie individuellement jusqu'au poids cible avant d'être déchargée. Une peseuse linéaire fait fonctionner plusieurs de ces trémies côte à côte ; une peseuse à trémie unique n'en possède qu'une. Sans calcul de combinaison, les deux systèmes sont plus lents, mécaniquement plus simples et considérablement moins coûteux.

Pour la plupart des lignes, nous recommandons une peseuse associative multi-têtes, car elle est plus rapide et maintient le poids plus précisément. Le pesage par combinaison justifie son coût lorsque la vitesse est importante, pour les produits difficiles tels que les produits irréguliers, longs, fragiles ou collants, ainsi que pour les produits coûteux où un gramme de surdosage par emballage représente une somme importante sur une année. Une peseuse linéaire constitue une option plus économique : elle convient à une ligne fonctionnant avec un seul format d'emballage fixe, à vitesse modérée, avec un produit à écoulement libre et une tolérance suffisamment large pour que le surdosage ne justifie pas un investissement supplémentaire.

Si vous ne savez pas quelle solution convient à votre ligne, une comparaison plus détaillée vous aidera à prendre votre décision.

Foire aux questions

Les acheteurs qui comparent les peseuses associatives multi-têtes posent également souvent les questions suivantes :

1. Une peseuse à combinaison est-elle identique à une peseuse associative multi-têtes ?

   
   

   Oui. Les termes peseuse à combinaison, peseuse à combinaison informatisée et peseuse associative multi-têtes désignent la même machine. Les deux premiers décrivent le calcul effectué à l'étape 4 ; le troisième décrit l'ensemble circulaire des têtes de pesage qui l'alimente. Les fiches techniques et les résultats de recherche utilisent ces termes de manière interchangeable.

2. Quelle est la différence entre une peseuse associative multi-têtes et une trieuse pondérale ?

   
   

   Elles se situent à deux extrémités différentes de la machine d'emballage. Une peseuse associative multi-têtes constitue chaque portion au poids cible avant la fabrication du sac ; une trieuse pondérale pèse chaque emballage scellé ensuite et rejette ceux qui se trouvent en dehors de la tolérance. La première réduit le surdosage et la seconde confirme que chaque emballage respecte son poids déclaré ; de nombreuses lignes utilisent donc les deux. Notre guide du contrôle pondéral explique le fonctionnement de cette vérification.

3. Avec quelles machines d'emballage une peseuse associative multi-têtes peut-elle fonctionner ?

   
   

   Une peseuse associative multi-têtes est placée au-dessus de la machine d'emballage et libère une portion pesée par cycle. Elle peut donc alimenter les machines d'emballage qui reçoivent le produit par le dessus. Nos machines sont intégrées avec des ensacheuses verticales VFFS (Vertical Form-Fill-Seal), des machines de scellage de barquettes et des machines de thermoformage. Les deux machines communiquent par un simple échange de signaux : la peseuse indique qu'une combinaison est prête, la machine d'emballage la demande et la peseuse confirme la décharge.

4. Qu'est-ce qu'une peseuse à mélange ?

   
   

   Une peseuse à mélange fait passer deux produits ou plus dans une même machine et les combine dans un seul emballage selon un ratio défini, ce qui permet de remplir des mélanges de fruits secs, des assortiments de snacks et des emballages combinés. Nos peseuses associatives multi-têtes Memory Hopper prennent en charge des configurations allant jusqu'à 5 mélanges. Mécaniquement, les têtes sont divisées en groupes, un par produit, et le calcul de l'étape 4 fonctionne avec un poids cible distinct pour chaque groupe.

Étape suivante : choisir une peseuse associative multi-têtes adaptée à votre produit

Le nombre de têtes détermine la vitesse de fonctionnement d'une peseuse associative multi-têtes ; le produit et la trémie conçue pour celui-ci déterminent la précision avec laquelle elle maintient le poids. Le choix de la machine adaptée à votre produit dépend donc des détails de votre application. Si vous souhaitez comparer vous-même les modèles, notre gamme complète de peseuses associatives multi-têtes constitue le meilleur point de départ.

Si vous préférez en discuter directement avec un ingénieur, envoyez-nous trois informations concernant votre application. Nous vous recommanderons une machine adaptée à votre produit et vous indiquerons la vitesse qu'elle peut réellement atteindre avec ce produit, plutôt qu'un maximum théorique de catalogue. Nos équipements fonctionnent dans plus de 120 pays et bénéficient d'un support depuis nos bureaux régionaux à Taïwan et en Allemagne. Notre formulaire de contact comporte un champ de texte libre ; indiquez-y les trois éléments suivants :

1. Le produit que vous souhaitez peser (produit et taille typique des pièces)
2. Le poids cible par emballage et votre tolérance
3. Le nombre d'emballages par minute requis

Envoyer les informations sur votre produit à nos ingénieurs