I/O en ventielterminals schaalbaar verbinden

“Oh, ik zeg net dat het een in- en uitkorfinstallatie is”, grapt Bauke van den Akker lachen als reactie op collega Gerard Lourens die de installatie even daarvoor een ‘basket loader/unloader’ noemde. Hoe het beestje ook mag heten – het is van de jongste automatiseringsopdrachten van Apollo Engineering. De installatie verzamelt bussen – met inhoud – en brengt ze naar een autoclaaf voor sterilisatie en haalt ze ook weer op. Van de Akker is een van de directeuren – “ik hou niet zo van die titel” – van het engineeringbureau uit het Friese Aldeboarn en Lourens is een van de engineers. De gespeelde ‘taalstrijd’ tussen beiden heeft trouwens wel een reden, legt Lourens uit. Officieel gaat het om een basket loader/unloader en zo zal de installatie na de ingebruikname te boek staan. Want ook dit Friese kunststukje wacht een aardige reis naar de eindbestemming, dit keer in Ivoorkust. Dat had trouwens net zo makkelijk Indonesië of Nieuw-Zeeland kunnen zijn - om maar een paar andere regio’s te noemen – want de clientèle van Apollo Engineering is actief over de hele wereld. En dan praat het ter plaatse in het min of meer ‘universele’ Engels toch wat makkelijker.

Basket loader/unloader

Zoals de naam al zegt is de modulaire basket loader/unloader bedoeld voor het volladen en ontladen van korven. Die korven worden gevuld met bussen met inhoud die moeten worden gesteriliseerd. Dat gebeurt onder druk en met stoom in een autoclaaf. Is dat proces afgelopen dan worden de korven met de bussen uit de autoclaaf gehaald en kunnen de bussen worden uitgeladen.

In de bestaande situatie zijn het volladen en het leeghalen van de korven handmatige processen. Nu weegt zo’n bus met inhoud pakweg een kilogram maar in een korf zitten afhankelijk van het formaat tot 400 bussen, gestapeld in lagen met tussenlegvellen. Dat zijn handelingen die je ook geautomatiseerd kan uitvoeren heeft de klant gedacht. En als je dan al goede ervaringen hebt met Apollo Engineering gooi je daar een balletje op met de basket loader/unloader als resultaat.

In de modulaire machine worden de bussen automatisch aangevoerd via een transportbaan. De bussen lopen tegen een aanslag en zodra voldoende bussen zijn verzameld voor een complete laag worden nieuwe bussen tegengehouden. Vervolgens wordt de verzamelde laag verder getransporteerd tot de bussen vrij onder een constructief weggewerkte magneetplaat komen te staan. De magneetplaat pakt met hulp van Festo DSBC-cilinders voor het omhoog en omlaag bewegen de bussenlaag op en plaatst die op een tussenvel in de gereedstaande korf. De laag bussen wordt weer afgedekt met een tussenvel dat met behulp van vacuüm wordt opgepakt en neergelegd en zo herhaalt het proces zich tot de korf geheel is gevuld.

Voor het met behulp van vacuüm ‘handlen’ van de tussenvellen is de installatie uitgerust met een OVEM-vacuümgenerator, die actief het vacuüm bewaakt met een ingebouwde IO-Link-vacuümsensor met IO-Link. Bovendien schakelt de ingebouwde luchtbesparingsfunctie de perslucht af zodra het ingestelde vacuümniveau is bereikt. Zo wordt het persluchtverbruik tot een minimum beperkt.

Traverse

Zit de korf vol met bussen, dan wordt deze met behulp van een kettingbaan afgevoerd. Zo komt ruimte vrij voor de volgende korf die ook via een kettingbaan wordt aangevoerd. Maar het transport van de gevulde korven naar de autoclaaf – en er weer uit – is daarmee nog niet geregeld. Lopende de opdracht is daarom ook die aanvullende vraag bij Apollo Engineering beland, aangezien het verslepen van een gevulde korf een behoorlijk zware klus is. En ook daarvoor is een oplossing bedacht in de vorm van een elektrisch aangedreven traverse. De traverse is in staat een ‘treintje’ van maximaal vijf gekoppelde korven van de basket loader/unloader naar de autoclaaf te brengen. Na het sterilisatieproces brengt de traverse de korven weer terug naar de installatie.

Modulair en decentraal bouwen

Behalve dat de machine die bussen in de korven plaatst, is de tweede functie ze er ook weer uit te halen. Dat gebeurt dan ook aan een de andere zijde van de installatie, alleen worden daar de genoemde stappen in omgekeerde volgorde doorlopen. Hoewel op detailniveau de opbouw verschilt, heb je het eigenlijk over twee functioneel identieke modules – met daartussen nog de ruimte om lege korven te bufferen.

De modulaire opzet wordt door Apollo Engineering nadrukkelijk nagestreefd hoewel Van den Akker ook moet toegeven dat een eerder ontwerp zelden een op een voor een andere opdracht bruikbaar is. Maar, zo benadrukt hij, het maakt het wel makkelijker om op voort te borduren. Direct aan die opzet gekoppeld is de toepassing van decentrale signaalafhandeling. Lourens is daar een absolute voorstander van en dit wordt ook intern gedragen: ”Kijk naar zo’n conveyor die moet worden ingebouwd. Hoe mooi is het niet als je die helemaal op de bank kan bouwen met alle componenten die daarbij horen – inclusief remote I/O. Je hebt dat allemaal voorbereid en je hangt hem erin, dan hoef je alleen nog maar te koppelen en ben je klaar.”

Festo DSBC-cilinders

De constructief weggewerkte magneetplaat pakt met hulp van Festo DSBC-cilinders voor het omhoog en omlaag bewegen een complete laag bussen op en plaatst ze in een korf. Aan de andere kant van de installatie worden ze er op dezelfde wijze weer uitgehaald.

‘Zo simpel mogelijk houden’

Dat scheelt een hoop bekabelen stelt Van den Akker en dat wordt beaamd door Lourens: “Altijd zijn we aan het bedenken hoe we het zo simpel mogelijk kunnen houden. Sensoren moeten nu eenmaal worden bekabeld, daar ontkom je niet aan. Dat is ook een van de redenen dat we op CPX AP-I zijn uitgekomen.”

Apollo Engineering gebruikte altijd al heel veel CPX-ventieleilanden van Festo. De modulaire architectuur maakt het mogelijk zowel busnode, remote I/O als ventielen in één component integreert. Deze ventielelanden kan je daarom centraal en decentraal toepassen en allerlei zaken op uitkableren. Maar was dat ook de beste technologie voor de basketloader/unloader?

Festo zette de Friese engineers voor deze applicatie op het spoor van CPX AP-I decentraal I/O-platform dat I/O-modules en decentrale ventielterminals van Festo flexibel en schaalbaar verbindt met alle gangbare controllers. Met de CPX-AP-I-technologie kan je modulair en decentraal bouwen op de ‘maat’ van je machineontwerp. Lourens kan dat beamen: “Met CPX AP-I kan ik bijvoorbeeld twee units pakken en op de een vier sensoren aansluiten en op de andere twee. Je hangt ze in de machine, koppelt ze met de rest en je bent klaar.” De VTUG ventieleilanden in de basket loader/unloader beschikken intern bovendien over de dezelfde AP bus als het CPX-AP-I-platform, zodat ze zonder probleem in het systeem kunnen worden opgenomen.

Ook Van Akker ziet hoe het decentrale CPX AP-I platform de werkwijze van Apollo Engineering ondersteunt. In het veld is het eigenlijk alleen nog maar een kwestie van koppelen en de energietoevoer aansluiten. De verschillende functionele taken van de machine kunnen helemaal worden voorbereid tijdens de opbouw bij Apollo Engineering met de benodigde I/O-terminals en ventieleilanden. Bekabelen in het veld wordt zo tot een minimum teruggebracht.

Primeur

Apollo Engineering zoekt voortdurend naar oplossingen om het leven voor de klant en henzelf zo eenvoudig mogelijk te maken. Het gebruik van het CPX AP-I platform is voor de Friezen een primeur. Lourens raakte na een bezoek aan het Festo Experience Center in Delft en gesprekken met de productspecialisten overtuigd van de toegevoegde waarde van het in 2020 geïntroduceerde systeem. En dat terwijl de eerste ‘contouren’ van de basket loader/unloader in Aldeboarn al zichtbaar werden.

Dat tekent het onderling vertrouwen. Lourens: “Je doet zaken met en toeleverancier, dat is één, maar je doet zaken met mensen, met vertegenwoordigers.” Van den Akker vult aan: “Wij doen zaken met de mensen van Festo en dat is gewoon heel belangrijk. We krijgen goede ondersteuning en ze staan altijd klaar om ons te helpen en zijn enthousiast om naar ons toe te komen. Het uitzoeken van ventielelanden is bijvoorbeeld altijd wel een dingetje.”

CPX-AP-I-interface

Gerard Lourens van Apollo Engineering (links) en Mark van Meurs (key accountmanager, Festo) bij een ventieleiland met elektrische CPX-AP-I-interface.

Punt uit

Daarmee past Festo ook prima bij Apollo Engineering dat zoals Lourens stelt niet al te groot is en zodoende de kracht heeft om snel te schakelen. En dan moet je toeleverancier wel kunnen volgen. “De spullen zijn ook nog goed”, zegt Van den Akker lachend. “We proberen goed werk te leveren, zodat klanten bij ons blijven. Onze klanten verlangen kwaliteit en die geven we ze – door alleen maar met kwaliteitsmerken te werken. Festo is daar een voorbeeld van en we houden van de goede contacten met de mensen die achter het merk staan. Het is een A-merk. Punt uit.”

Overzicht