A Mondelez é um grande nome internacional na indústria alimentar, com um portfólio que inclui marcas conhecidas como a Côte d'Or, a Milka e a Oreo. Em Herentals, a empresa possui fábricas tanto para a produção de bolachas como de chocolate. Na fábrica de bolachas, são produzidas, entre outras, as bolachas LU. Na Mondelez Chocolates, são produzidas bolachas Leo, barras Côte d'Or e ovos da Páscoa.
O novo projeto Ergomix apoia a produção de ovos da Páscoa, uma produção que ocorre praticamente durante todo o ano para garantir um stock suficiente e atender à súbita procura deste produto sazonal na época festiva. O nome do projeto diz respeito ao seu objetivo inicial: melhorar a ergonomia para os operadores. No passado, os ovos eram misturados manualmente, combinando tabuleiros com diferentes sabores, um processo altamente intensivo em mão de obra. No novo sistema, este processo agora é totalmente automatizado.
Posicionamento dos funis sobre o tapete transportador
Assim que os ovos saem da linha de moldagem e são embalados individualmente, eles são transportados por um tapete transportador para o novo sistema abaixo, onde são inicialmente colocados em grandes caixas-palete, separados por sabor. Estes tabuleiros são então preparados por um robô para a mistura ou recolhidos por um robô móvel para armazenamento temporário num armazém. Assim que todos os sabores necessários para a produção de uma mistura estiverem prontos, os ovos são transportados por meio de funis para posições específicas num amplo tapete transportador, de modo que todos os sabores fiquem alinhados lado a lado nesse mesmo tapete. No final, os ovos são colocados num contentor de paletes, onde, nesse momento, estão perfeitamente misturados.
Um dos primeiros desafios técnicos relativos ao acionamento consistiu em garantir que os ovos fossem distribuídos de forma uniforme ao encher os contentores de paletes. Caso contrário, a superfície ficaria irregular, tornando impossível o empilhamento dos contentores. O segundo desafio consistiu no posicionamento dos funis sobre o tapete transportador, onde a mistura é composta. O sistema tinha de ser flexível, uma vez que nem todas as misturas contêm o mesmo número de sabores diferentes. Por fim, também foi necessário encontrar um atuador adequado para a pinça do robô, que precisa movimentar os contentores de paletes com um peso de 150 kg.
Menos restrições no design
"O nosso ponto de partida para este projeto era não utilizar pneumática", afirma Bob Aerts, do departamento técnico da Mondelez. "A ideia era que os atuadores elétricos tivessem um desempenho superior em termos de consumo de energia e que também fosse mais fácil implementar todos os aspetos da segurança da máquina. Apresentámos esta ideia à Festo, e eles não só compreenderam a nossa situação inicial e as aplicações que queríamos desenvolver, como também conseguiram fornecer todos os componentes necessários para a implementação."
Para a Festo, a procura por atuadores elétricos não é novidade. "Observamos que este segmento cresce mais de 20% ao ano", afirma Johan De Pauw, engenheiro de vendas da Festo. "Determinadas aplicações são difíceis ou até impossíveis de realizar com ar comprimido devido às velocidades envolvidas ou à flexibilidade necessária na posicionamento." Com atuadores elétricos, há muito menos restrições na construção e na produção. Além disso, os custos operacionais totais nesta aplicação são mais baixos com atuadores elétricos do que com pneumáticos.
O planeamento do sistema ficou a cargo da Betecem, com Koen Roobaert, Application Engineer da Festo, a aconselhar na seleção dos componentes A Alax Automation foi envolvida para a programação. "A colaboração decorreu de maneira muito fluída", afirma Bob Aerts. "Uma das vantagens da Festo foi que, desde a elaboração da proposta, todos os componentes estavam acompanhados de links para toda a documentação e ficheiros, que podiam ser utilizados em ferramentas de engenharia e dimensionamento. Assim, todos tinham desde o início as informações corretas para começar a trabalhar imediatamente.
Cilindros elétricos
Para preencher uniformemente os espaços das paletes, foi desenvolvido um sistema em que o tapete transportador que alimenta os ovos pode ser movido para a esquerda e para a direita através de dois eixos acionados por corrente dentada com um servo motor e um eixo de torção. Com um cilindro elétrico equipado com um fuso na extensão do tapete transportador, este pode ser estendido para frente e para trás. Dessa forma, o sistema pode ser posicionado de modo a depositar os ovos em qualquer ponto do espaço da palete. O controlador recebe feedback das células de pesagem sob o recipiente e do caudal, permitindo determinar com precisão onde ainda há espaço no recipiente.
O posicionamento dos funis sobre o largo tapete de mistura também foi implementado com eixos elétricos. Desta forma, as posições podem ser ajustadas automaticamente segundo o número de aromas que devem ser combinados numa determinada mistura. Todo o sistema já não precisa de ser operado manualmente. O sistema encontra-se na cave, num espaço climatizado, e funciona de forma totalmente automática. Também a garra do robô, responsável pela movimentação das caixas-palete, foi equipada com um cilindro elétrico ESBF e um servo motor. Num quadro de comando localizado fora da sala climatizada estão instalados todos os controladores de servo motores CMMT. Estes comunicam-se via Profinet com o PLC, que controla o sistema.
Alteração de software
O novo sistema está em funcionamento há algum tempo, e as vantagens dos atuadores elétricos já se demonstraram eficazes. No processo de enchimento uniforme das caixas-palete, por exemplo, foi necessário um longo ajuste dos parâmetros corretos para alcançar um resultado ideal. A vantagem dos atuadores elétricos é que é possível ajustar facilmente velocidades e posições diretamente a partir do software. Também a alteração da linha de produção onde as misturas são fabricadas é efetuada totalmente através do software.
"Outra vantagem da Festo foi o facto de oferecerem uma gama completa de componentes", afirma Bob Aerts. "Isto inclui não só os atuadores mecânicos, redutores, motores e transmissões, mas também todas as válvulas mecânicas necessárias e os acessórios correspondentes. Isto foi uma grande ajuda na uniformização e também garante que todos os componentes estejam perfeitamente ajustados entre si. A flexibilidade que temos agora com este sistema não poderia ser alcançada com atuadores pneumáticos."