Mondelez è un importante attore internazionale nel settore alimentare, che include molti marchi noti come Côte d'Or, Milka e Oreo nel proprio portafoglio. Sia la divisione dei biscotti che quella del cioccolato dell'azienda hanno uno stabilimento a Herentals. Nel biscottificio sono in produzione, tra gli altri, i biscotti di Lu. Mondelez Chocolates produce biscotti Leo, barrette Côte d'Or e uova di Pasqua.
Il nuovo progetto Ergomix supporta la produzione di uova di Pasqua, una produzione che va avanti praticamente tutto l'anno per avere scorte sufficienti a soddisfare l'improvvisa domanda di questo prodotto stagionale nel periodo pasquale. Il nome del progetto si riferisce al suo obiettivo originario di migliorare l'ergonomia degli operatori. In passato le uova venivano mescolate assemblando manualmente i gusci con gusti diversi, il che richiedeva molta manodopera. Nel nuovo impianto l'operazione avviene in modo completamente automatico.
Posizionamento degli imbuti sul nastro trasportatore
Non appena le uova escono dalla linea di formatura e vengono confezionate singolarmente, attraverso un nastro trasportatore giungono al nuovo impianto sottostante, dove vengono prima sistemate in grandi casse di pallet a seconda dei gusti. Questi gusci vengono poi preparati per la miscelazione da un robot o raccolti da un robot mobile per lo stoccaggio temporaneo in un magazzino. Non appena tutti gli aromi necessari per produrre una miscela sono pronti, le uova vengono trasportate tramite imbuti in posizioni specifiche su un ampio nastro trasportatore, affinché tutti gli aromi siano allineati uno accanto all'altro su questo nastro. Alla fine, le uova vengono rimesse in un contenitore pallettizzato, dove vengono perfettamente mescolate.
La prima sfida in termini di tecnologia di azionamento consisteva nel fatto che le uova dovevano essere distribuite in modo ordinato durante il riempimento dei contenitori pallettizzati, altrimenti non sarebbero state in piano, rendendo così impossibile l'impilamento dei contenitori. La seconda sfida è stata il posizionamento degli imbuti sul nastro trasportatore su cui viene assemblata la miscela: si doveva trattare di un sistema flessibile, poiché non tutte le miscele contengono lo stesso numero di gusti diversi. Infine, è stato necessario trovare un attuatore adatto per la pinza del robot, in grado di spostare i contenitori pallettizzati da 150 kg.
Meno vincoli di progettazione
"Il nostro punto di partenza per questo progetto era di non usare la pneumatica", afferma Bob Aerts del dipartimento tecnico di Mondelez. "Il ragionamento è che gli attuatori elettrici hanno prestazioni migliori in termini di consumo energetico ed è anche più semplice implementare tutti gli aspetti della sicurezza della macchina. L'abbiamo presentato l'idea a Festo, che non solo ha compreso la nostra situazione iniziale e le applicazioni che volevamo realizzare, ma è stata anche in grado di fornire tutti i componenti necessari per l'implementazione".
La domanda di attuatori elettrici non è certo una novità per Festo. "Notiamo che questo segmento cresce di oltre il 20% ogni anno", afferma Johan De Pauw, Sales Engineer di Festo. "Alcune applicazioni sono difficili o impossibili da realizzare con l'aria compressa a causa delle velocità o della flessibilità di posizionamento richiesta. Con gli attuatori elettrici esistono molte meno limitazioni in termini di progettazione e produzione. Inoltre, i costi totali di esercizio in questa applicazione sono inferiori con gli attuatori elettrici rispetto a quando si usano quelli pneumatici".
Betecem è stata responsabile della progettazione dell'impianto e Koen Roobaert, Application Engineer presso Festo, ha fornito consulenza per la selezione dei componenti. Per la programmazione è stata interpellata Alax Automation. "La collaborazione è andata molto bene", dice Bob Aerts. "Uno dei vantaggi di Festo è stato che, fin dalla fase di offerta, tutti i componenti erano muniti di link a tutti i documenti e i file che potevano essere utilizzati negli strumenti di progettazione e dimensionamento. In questo modo, ognuno ha avuto le informazioni giuste per iniziare subito.
Cilindri elettrici
Per riempire le postazioni dei pallet in modo uniforme, è stato sviluppato un sistema in cui il nastro trasportatore che trasporta le uova può essere spostato a sinistra e a destra tramite due alberi a cinghia dentata con un servomotore e un albero di torsione. Utilizzando un cilindro elettrico con mandrino nel prolungamento del nastro trasportatore, è inoltre possibile estendere quest'ultimo in avanti e indietro. In questo modo, il sistema può posizionarsi in modo da deporre le uova in qualsiasi punto del pallet. Il sistema di comando riceve un feedback dalle celle di carico sotto il contenitore e dalla portata dell'afflusso, in modo da determinare esattamente dove è ancora presente spazio nel contenitore.
Anche il posizionamento degli imbuti sopra l'ampio nastro per la miscelazione è stato realizzato con assi elettrici. Ciò consente di regolare automaticamente le posizioni in base al numero di aromi da combinare in una determinata miscela. L'intero impianto non deve più essere azionato manualmente. L'impianto è situato nel seminterrato in un locale climatizzato e funziona in modo completamente automatico. Anche la pinza del robot, che sposta le scatole pallettizzate, è stata dotata di un cilindro elettrico ESBF con servomotore. Tutti i comandi dei servomotori CMMT sono situati in un quadro di comando all'esterno del locale climatizzato. Questi comunicano via Profinet con il PLC che controlla l'impianto.
Passaggio dal software
Il nuovo impianto è in funzione da qualche tempo e i vantaggi degli attuatori elettrici hanno già dimostrato la loro validità. Nel processo di riempimento uniforme delle casse pallettizzate, ad esempio, è stato necessario molto tempo per trovare i parametri giusti al fine di ottenere un risultato ottimale. Il vantaggio degli attuatori elettrici è che si può facilmente giocare con le velocità e le posizioni dal software. Anche la modifica della linea su cui vengono prodotte le miscele viene effettuata interamente tramite il software.
"Un altro vantaggio di Festo è stato quello di offrire una gamma completa di componenti", spiega Bob Aerts. "Questa include non solo gli attuatori meccanici, le trasmissioni, i motori e gli attuatori, ma anche tutti i raccordi meccanici e gli accessori necessari. Questo ci ha aiutato enormemente nella standardizzazione e ci ha assicurato che tutti i componenti sono perfettamente coordinati. La flessibilità che abbiamo adesso con questo impianto non saremmo stati in grado di ottenerla con gli attuatori pneumatici".