Mondelez jest głównym międzynarodowym graczem w branży spożywczej, posiadającym w swoim portfolio wiele znanych marek, takich jak Côte d'Or, Milka i Oreo. Zarówno dział ciastek, jak i dział czekolady firmy mają fabrykę w Herentals. W fabryce ciastek produkowane są między innymi ciastka Lu's. Mondelez Chocolates produkuje herbatniki Leo, batony Côte d'Or i czekoladowe jajka wielkanocne.
Nowy projekt Ergomix wspiera produkcję czekoladowych jajek wielkanocnych - produkcję, która trwa praktycznie przez cały rok, aby mieć wystarczającą ilość zapasów na Wielkanoc i zaspokoić nagły popyt na ten sezonowy produkt. Nazwa projektu nawiązuje do jego pierwotnego celu, jakim była poprawa ergonomii pracy operatorów. W przeszłości jajka były mieszane poprzez ręczne kompletowanie pojemników z różnymi smakami, co było bardzo pracochłonne. W nowym systemie odbywa się to teraz w pełni automatycznie.
Pozycjonowanie lejów nad przenośnikiem taśmowym
Gdy tylko jajka opuszczą linię formowania i zostaną indywidualnie zapakowane, są transportowane na przenośniku taśmowym do nowego systemu poniżej. Tam są początkowo umieszczane w dużych pojemnikach paletowych według smaku. Pojemniki te są następnie przygotowywane do mieszania przez robota lub odbierane przez robota mobilnego w celu tymczasowego przechowywania w magazynie. Gdy wszystkie smaki niezbędne do stworzenia mieszanki są gotowe, jajka są transportowane przez leje do określonych pozycji na szerokiej taśmie przenośnikowej, tak aby wszystkie smaki ułożyły się obok siebie na tej taśmie. Na końcu procesu jajka ponownie trafiają do pojemnika paletowego, gdzie w tym momencie są idealnie wymieszane.
Pierwszym wyzwaniem technologicznym napędu było to, że jajka musiały być równomiernie rozłożone podczas napełniania pojemników paletowych, ponieważ w przeciwnym razie nie byłyby one równo ustawione, co uniemożliwiłoby ich układanie. Drugim wyzwaniem było umiejscowienie lejków nad przenośnikiem taśmowym, na którym składana jest mieszanka, który musiał być systemem elastycznym, ponieważ nie każda mieszanka zawiera taką samą liczbę różnych smaków. Wreszcie, należało znaleźć odpowiedni napęd dla chwytaka robota, który musi przenosić 150 kilogramowe pojemniki paletowe.
Mniej ograniczeń projektowych
"Naszym punktem wyjścia dla tego projektu nie było użycie pneumatyki" - mówi Bob Aerts z działu technicznego Mondelez. „Założeniem było, że napędy elektryczne lepiej wypadają pod względem zużycia energii, a także są łatwiejsze do wdrożenia we wszystkich aspektach bezpieczeństwa maszyn. Przedstawiliśmy to Festo, a oni nie tylko zrozumieli naszą początkową sytuację i aplikacje, które chcieliśmy zbudować, ale także byli w stanie zaoferować wszystkie komponenty potrzebne do wdrożenia".
Popyt na napędy elektryczne z pewnością nie jest niczym nowym dla Festo. "Obserwujemy wzrost tego segmentu o ponad 20% rocznie" - mówi Johan De Pauw, inżynier sprzedaży w Festo. "Niektóre zastosowania są trudne lub niemożliwe do wykonania przy użyciu sprężonego powietrza ze względu na prędkości lub wymaganą elastyczność pozycjonowania. W przypadku napędów elektrycznych istnieje znacznie mniej ograniczeń w zakresie projektu i produkcji. Ponadto całkowity koszt posiadania w tym zastosowaniu jest niższy w przypadku napędów elektrycznych niż pneumatycznych".
Betecem był odpowiedzialny za planowanie systemu, a Koen Roobaert, Inżynier Aplikacyjny w Festo, doradzał przy wyborze komponentów. Firma Alax Automation została zaangażowana do programowania. "Współpraca przebiegła bardzo sprawnie", mówi Bob Aerts. "Jedną z zalet Festo było to, że od etapu wyceny wszystkie komponenty były dostarczane z linkami do wszystkich dokumentów i plików, które można było wykorzystać w narzędziach inżynierskich i do doboru produktów. Oznaczało to, że każdy miał odpowiednie informacje, aby od razu rozpocząć pracę.
Siłowniki elektryczne
W celu równomiernego wypełnienia przestrzeni paletowych opracowano system, w którym przenośnik taśmowy podający jajka może być przesuwany w lewo i w prawo za pomocą dwóch zębatych wałów taśmowych z silnikiem serwo i wałem skrętnym. Za pomocą siłownika elektrycznego ze śrubą pociągową w przedłużeniu przenośnika można go wysuwać do przodu i do tyłu. W ten sposób system może ustawić się tak, aby odkładać jajka w dowolnym miejscu w pojemniku na palety. Sterownik otrzymuje informacje zwrotne z czujników obciążenia znajdujących się pod zbiornikiem i natężenia przepływu, dzięki czemu może dokładnie określić, gdzie w zbiorniku jest jeszcze miejsce.
Pozycjonowanie lejów nad szeroką taśmą do mieszania zostało również zrealizowane za pomocą osi elektrycznych. Pozwala to na automatyczne dostosowanie pozycji do liczby smaków, które mają być połączone w danej mieszance. Cały system nie musi być już obsługiwany ręcznie. System znajduje się w piwnicy w klimatyzowanym pomieszczeniu i działa w pełni automatycznie. Chwytak robota, który porusza skrzyniopaletami, również został wyposażony w siłownik elektryczny z silnikiem serwo. Wszystkie sterowniki silników serwo CMMT znajdują się w szafie sterującej poza klimatyzowanym pomieszczeniem. Komunikują się one przez Profinet ze sterownikiem PLC, który steruje systemem.
Zmiany dzięki oprogramowaniu
Nowy system działa już od jakiegoś czasu, a zalety napędów elektrycznych już się sprawdziły. Na przykład w procesie równomiernego napełniania skrzyń paletowych, znalezienie odpowiednich parametrów w celu osiągnięcia optymalnego rezultatu zajmuje dużo czasu. Zaletą napędów elektrycznych jest możliwość łatwej zmiany prędkości i pozycji z poziomu oprogramowania. Zmiana linii, na której produkowane są mieszanki, również odbywa się w całości za pośrednictwem oprogramowania.
"Kolejną zaletą Festo było to, że oferuje pełną gamę komponentów" - mówi Bob Aerts. "Obejmuje ona nie tylko napędy mechaniczne, przekładnie, silniki i siłowniki, ale także cały niezbędny osprzęt mechaniczny i akcesoria. Pomogło nam to ogromnie w standaryzacji, a także zapewnia, że wszystkie komponenty są doskonale skoordynowane. Nie bylibyśmy w stanie osiągnąć tej elastyczności, którą teraz mamy dzięki temu systemowi, przy napędach pneumatycznych."