比利时赫伦特尔斯的 Mondelez(亿滋)公司在其新开发的复活节巧克力彩蛋混合装置中选用了电驱动技术。 其主要原因在于,电驱动的能耗更低、更安全、速度和位置控制更灵活。 该混合装置配有设计精巧的输送带系统,可确保每一包巧克力彩蛋都包含各种口味的巧克力。
Mondelez(亿滋)是食品行业的国际化大企业,旗下拥有 Côte d'Or(克特多金象巧克力)、Milka(妙卡)和 Oreo(奥利奥)等众多知名品牌。 公司的饼干和巧克力部门均在赫伦特尔斯设有工厂。 在该饼干工厂中,主要生产 Lu(露怡)饼干等产品。 Mondelez 巧克力部门则负责生产 Leo 饼干、Côte d'Or 巧克力条和复活节彩蛋。
他们的新项目 Ergomix 旨在为生产复活节彩蛋提供支持。复活节彩蛋的生产经常持续一整年,以确保复活节时有足够的存货,来满足人们对这种季节性产品的暴增需求。 该名称源于项目的初衷——改善操作人员作业时的人体工程学流程状态。 过去,需要人工按照蛋壳将不同口味的复活节彩蛋混合在一起,非常耗费人力。 现在,新开发的装置可全自动完成这项工作。
彩蛋离开成型生产线并完成单独包装后,便立即被输送带送至其下方的新装置中,然后先根据口味放在大型托盘箱中。 接着,由机器人准备进行混合,或由移动机器人拾取,暂时存放在储存站。 一旦生产混合口味型产品所需的所有口味均已就绪,便会通过漏斗将彩蛋运送到宽输送带上的特定位置,使所有口味在该输送带上相邻排开。 最后,将彩蛋放回托盘容器中,此时混合已经完成。
在驱动技术层面,第一大难题是,在将彩蛋装入托盘容器时必须放置整齐,不平整的表面会导致托盘无法堆叠。 第二大难题是,将漏斗定位在放有不同口味彩蛋的输送带上方,此时要求系统非常灵活,因为最终产品所包含的各种口味数量并不相同。 最后,必须为机器人的抓手配置合适的驱动,因为抓手必须移动 150 公斤重的托盘容器。
“在实施项目之初,我们就决定避免使用气动技术。”Mondelez 公司技术部的 Bob Aerts 介绍道, “理由是,电驱动在能耗方面表现更好,而且也更容易从各个层面保证机器安全。 我们向 Festo 提出了这个要求,他们不仅理解我们的初衷,还充分了解我们想要构建的应用,而且提供我们实施项目所需的所有组件。”
对 Festo 而言,客户要求使用电驱动技术当然不是什么新鲜事。 “我们发现,该细分市场的年增长率已达 20% 以上。”Festo 销售工程师 Johan De Pauw 表示, “由于速度或定位灵活性的要求,某些应用很难或无法使用压缩空气来实现。 而利用电驱动技术,设计和生产方面的限制就少得多。 此外,在这种应用中,电驱动系统的总营运成本低于气动驱动系统。”
在整个项目期间,Betecem 负责系统规划,Festo 公司应用工程师 Koen Roobaert 则负责就组件选择提供咨询。 编程工作由 Alax Automation 公司负责。 “合作非常顺利,”Bob Aerts 表示, “Festo 的一大优势在于,从报价阶段开始,他们就提供了所有组件信息的相关链接,方便我们查阅工程和尺寸设计工具的所有文档和文件。 因此,每位项目组成员都掌握了正确的信息,可立即启动工作。
为了均匀填充托盘空间,Festo 开发了一套系统:通过带伺服电机和扭转轴的两个齿形皮带轴,使运送彩蛋的输送带可左右移动。 输送带的延长部分还配有带丝杠的有杆电缸,因此输送带可向前和向后伸出。 通过这种方式,系统便可自行定位,以便在托盘的任意位置放置彩蛋。 控制单元接收来自容器下方称重传感器和关于进料速度的反馈信息,从而准确确定容器中的空闲位置。
在用于混合的宽皮带上方,漏斗的定位同样通过电动轴来实现。 由此,便可根据特定混合任务的口味数量自动调整位置。 整个装置不再需要手动操作。 该装置位于地下室的带有气温调节装置房内,全自动运行。 用以移动托盘箱的机器人抓手也配备了带伺服电机的 ESBF 有杆电缸。 所有 CMMT 伺服电机控制器均位于房外的控制柜中。 它们通过 PROFINET 与控制该装置的 PLC 通信。
新装置现已运行一段时间,电驱动技术的优势也得以充分证明。 例如,在均匀填充托盘箱的过程中,以往需要花费很长时间才能找到合适的参数,以达到理想的效果。 电驱动技术的优势在于,用户可轻松通过软件调整速度和位置。 此外,混合生产线的更改也完全通过软件完成。
“Festo 的另一个优势是,他们提供的是全套组件。”Bob Aerts 说道, “其中不仅包括机械驱动、减速机、电机和驱动,还有所有必要的机械安装件和附件。 这为我们实现标准化提供了极大的帮助,同时也确保了所有组件彼此出色协调。 如果采用气动驱动系统,我们就无法达到现在的灵活性。”