比利時 Herentals 的 Mondelez 公司在其新開發的復活節巧克力彩蛋混合裝置中選用了電動技術。 其主要原因在於,電動的能耗更低、更安全、速度和位置控制更靈活。 該混合裝置配有設計精巧的輸送帶系統,可確保每一包巧克力彩蛋都包含各種口味的巧克力。
Mondelez 是食品行業的大型國際企業,旗下擁有 Côte d'Or、Milka 和 Oreo 等眾多知名品牌。 該企業的餅乾和巧克力部門均在 Herentals 設有工廠。 在該餅乾工廠中,主要生產 Lu's 餅乾等產品。 Mondelez 巧克力部門則負責生產 Leo 餅乾、Côte d'Or 巧克力條和復活節彩蛋。
他們的新專案 Ergomix 支援復活節彩蛋的生產。復活節彩蛋的生產經常持續一整年,以確保復活節時有足夠的存貨,來滿足人們對這種季節性產品的暴增需求。 該名稱源於專案的初衷 — 改善操作人員作業時的人體工學。 過去,需要人工按照蛋殼將不同口味的復活節彩蛋混合在一起,非常耗費人力。 現在,新開發的裝置可全自動完成這項工作。
彩蛋離開成型生產線並完成單獨包裝後,便立即被輸送帶送至其下方的新裝置中,然後先根據口味放在大型托盤箱中。 接著,由機器人準備進行混合,或由移動機器人拾取,暫時存放在倉庫。 一旦製作混合物所需的所有口味都準備好了,雞蛋就會通過漏斗運送到寬傳送帶上的特定位置,以便所有口味都在這條傳送帶上彼此排列。 最後,雞蛋被放回托盤容器中,此刻它們已經完美地混合在一起。
在驅動技術層面,第一大難題是,在將彩蛋裝入托盤容器時必須放置整齊,不平整的表面會導致托盤無法堆疊。 第二大難題是,將漏斗定位在放有不同口味彩蛋的輸送帶上方,此時要求系統非常靈活,因為最終產品所包含的各種口味數量並不相同。 最後,必須為機器人的夾爪配置合適的驅動器,因為夾爪必須移動 150 公斤重的托盤容器。
Mondelez 公司技術部的 Bob Aerts 介紹:「在實施專案之初,我們就決定避免使用氣動技術。 原因是,電動在能耗方面表現更好,而且也更容易從各個層面保證機器安全。 我們向 Festo 提出了這個要求,他們不僅理解我們的初衷,也充分瞭解我們想要建構的應用,而且提供我們實施專案所需的全部元件。」
對 Festo 而言,客戶要求使用電動技術當然不是什麼新鮮事。 Festo 銷售工程師 Johan De Pauw 表示:「我們發現這個市場的年增長率已達 20% 以上。 由於速度或定位靈活性的要求,某些應用很難或無法使用壓縮空氣來實現。 而利用電動技術,設計和生產方面的限制就少得多。 此外,在這種應用中,電動系統的總擁有成本低於氣動系統。」
在整個專案期間,Betecem 負責系統規劃,Festo 公司應用工程師 Koen Roobaert 則負責就元件選擇提供諮詢。 程式設計工作由 Alax Automation 公司負責。 Bob Aerts 表示:「合作非常順利。 Festo 的一大優勢在於,從報價階段開始,他們就提供了全部元件資訊的相關連結,方便我們查閱工程和尺寸設計工具的全部文件和檔案。 因此,每個人都掌握了正確的資訊,可立即展開工作。」
為了均勻填充托盤空間,Festo 開發了一套系統:透過配備伺服馬達和扭轉軸的兩個齒輪皮帶軸,運送彩蛋的輸送帶可左右移動。 輸送帶的延長部分也配備有螺桿的有桿電缸,因此輸送帶可向前和向後伸出。 透過這種方式,系統便可自行定位,以便在托盤的任意位置放置彩蛋。 控制系統接收來自容器下方稱重感測器和關於進料速度的反饋資訊,藉此準確確定容器中的空間。
在用於混合的寬皮帶上方,漏斗的定位同樣透過電動軸來實現。 由此,便可根據特定混合任務的口味數量自動調整位置。 整個裝置不再需要手動操作。 該裝置位於地下室裝有空調的室內空間,全自動運作。 用以移動托盤箱的機器人夾爪也配備了裝有伺服馬達的 ESBF 有桿電缸。 全部 CMMT 伺服馬達控制器均位於室外的控制櫃中。 它們透過 PROFINET 與控制該裝置的 PLC 進行通訊。
新裝置現已運作一段時間,電動技術的優勢也得以充分證明。 例如,在均勻填充托盤箱的過程中,以往需要花費很長時間才能找到合適的參數,以達到理想的效果。 電動技術的優勢在於,使用者可輕鬆透過軟體調整速度和位置。 此外,混合生產線的更改也完全透過軟體完成。
Bob Aerts 表示:「Festo 的另一個優勢是,他們提供的是全套元件。 其中不僅包括機械驅動器、減速機、馬達和致動器,還包括所有必要的機械安裝件和配件。 這為我們實現標準化提供了極大的協助,同時也確保了全部元件彼此充分協調。 如果採用氣動驅動系統,我們就無法達到現在的靈活性。」