Download het artikel in 
ENGINEERINGENT.BE - Deze levert maatwerkmachines, ontwikkeld om specifieke klantproblemen op te lossen. De huidige klanten voor de diversificatie komen via mond-aan-mond reclame vanuit aanpalende sectoren van de glastuinbouw, zoals de diepvriessector, vleessector, de groententeelt...
Een voorbeeld van ‘maatoplossing' is de ontlader van pallets met Hollandse kisten voor Emeraude Plants te St Malo in Frankrijk, een investering van 130.000 euro. Voor deze klant werd een palletontstapelinstallatie gebouwd met bakkip-unit, passend binnen een zeer beperkte ruimte.
Het geheel wordt gestuurd en beveiligd door een panelpc: een modulair opgebouwd ‘smart' I/O-eiland met hierin de gewone en de veiligheids-PLC. De robot en het rack communiceren over EtherCAT.
Emeraude Plants is een producent van jonge groenteplantjes, jaarlijks zo'n 100 miljoen planten. Deze worden vanuit zaad opgekweekt in bakken en geleverd aan de boeren die ze dan of in serres of in volle grond verder groot te trekken. De lege bakken komen terug, worden gewassen, ontsmet en hergebruikt.
Er stond een installatie waarbij een operator de bakken vanaf een pallet manueel aflaadde en op een transportband zette. De bakken gingen in een kipmachine en dan op hun zijkant een industriële wasmachine in.
Probleem was dat de bakken niet volledig werden omgekipt en er dus veel vuil in de bakken achter bleef. Met als resultaat dat de filters van de wasmachine snel verstopten. Maar belangrijker nog was dat de job, het ontladen van de pallets, verre van ergonomisch was.
Daarom ook ging het bedrijf op zoek naar een betere oplossing die alle problemen zou oplossen. Maar de installatie moest passen in een bestaande loods en gelijktijdig mocht ze zo weinig mogelijk plaats innemen, want de loods is ook de stapelplaats voor de pallets met bakken.
Robot doet de zware ontlaadtaak
Het hart van de nieuwe installatie – die in januari in dienst genomen werd- start met een ontstapelunit waarbij een Kuka-robot de bakken van de pallet neemt en op een transportband zet.
De robot heeft links en rechts een palletplaats. Terwijl één pallet wordt ontstapeld, kan de operator met een vorkheftruck een tweede pallet klaar zetten. Op die wijze moet de robot niet wachten.
De robot is uitgerust met een dubbele pneumatische grijper die twee bakken gelijktijdig kan grijpen. Dit gebeurt met pneumatische ‘vingers' die aan de binnenkant van de bak uitschuiven tot in de ‘handvaten' van de bak. Op die wijze kan probleemloos het 3-2-verband worden ontstapeld.
Bij de start van een nieuwe pallet wordt eerst met pneumatische sensoren de hoogte van elke stapel nagegaan en op basis hiervan loopt het ontstapelprogramma af met vooraf ingestelde bakhoogte.
Via de transportband gaan de bakken naar de kip- en kantelunit. De bakken worden met een tweede transportband in de kipunit ingevoerd. Hier worden ze stuk per stuk 360° omgekeerd boven een vuilcontainer.
Op deze wijze is het grofvuil zo veel mogelijk verwijderd. De bak wordt vanuit de kantelunit op een bufferplatform geduwd en in functie van de snelheid van de wasmachine op de invoerband van de wasmachine geworpen, vanwaar de bakken op hun zij de (bestaande) wasmachine ingaan.
Voordelen van de nieuwe installatie: de ontlaadunit is een ergonomische werkpost, de installatie is zeer compact, de bestaande wasmachine is hergebruikt en voor het reinigen van de filters blijft ze bereikbaar via een doorgang onder de bufferband. En de filters vervuilen minder snel dan vroeger, waarbij het reinigen ervan nu kan gebeuren door de operator die de pallets op de ontstapelaar zet.
Veiligheid vanuit de DIN-rail
De kip- en kantelunit wordt gestuurd door een eigen PLC, een Beckhoff's Industrial panelPC met soft-PLC, en een systeem van modulaire ethercat I/O-klemmen die klikken op een DIN-rail in de controlekast.
Er is geopteerd voor deze oplossing omdat Beckhoff aan de basis ligt van EtherCAT en EtherCAT is de standaard extensiebus op de Kuka-robot. EtherCAT geeft dus de meest prijsgunstige, gelijktijdig de meest eenvoudige en geïntegreerde samenwerking PLC - robot.
De robot kan via andere veldbusprotocols communiceren, maar dat vergt een extra optiekaart en maakt communicatie complexer. In deze configuratie is er een master –master communicatie tussen de robot en de PLC. Omdat het gaat om een robotunit die ‘samenwerkt' met een operator diende de machine uitgerust te worden met de juiste beveiliging.
De hele installatie is ommuurd door een veiligheidshek met twee ‘ingangen' naar de palletplaatsen. De robotonstapelaar bestaat dus uit drie zones: de rustzone van de robot, de linker palletplaats en de rechter palletplaats. De palletplaatsen zijn aan de toegangskant, waar de pallet wordt ingereden, beveiligd met een Omron lichtgordijn.
De zijkant tussen de beide palletplaatsen en de robot zijn telkens voorzien van een vertikaal beweegbaar mechanisch scherm. Het scherm van de zone waar de operator de pallet gaat plaatsen is gesloten, elektronisch vergrendeld en beveiligd. Het hekwerk van de zone met de pallet die door de robot wordt ontladen, is weg gekanteld zodat de robot vrij zijn werk kan doen.
De opbouw met metalen schermen is vereist omdat de afstanden te klein zijn om de beveiliging met behulp van lichtgordijnen uit te voeren. De controle op de veiligheid gebeurt via een Beckhoff veiligheids-PLC. Qua opbouw is deze een klem binnen het I/O-eiland op de DIN-rail.
Ze communiceert met de veiligheidsdevices en met de rest van de automatisering via EtherCAT. In het EtherCAT-telegram is een vaste plaats voorzien voor de veiligheidscommunicatie en als de signalen niet binnen de gestelde timing doorkomen, wordt de ganse unit in een veilige mode afgeschakeld.
Door de integratie in de modulaire klemmenblok is er een transparante communicatie tussen de veiligheids-PLC en de gewone PLC, waardoor safety is geïntegreerd in de totale machinesturing.
Controle op afstand
En dat verhoogt de transparantie van het geheel naar trouble shooting toe. De installatie staat op 600 km afstand van de werkplaatsen van Demaitere. Via een EWON-module is het mogelijk via een VPN-tunneling over internet in de machinesturing in te loggen.
De hele installatie is remote toegankelijk. Men kan alle I/O's controleren, de stand van de programma's... tot en met de gegevens uit de robotsturing, de sensoren op de pneumatische grijper... en alle gegevens betreffende de veiligheidssturing.
De kuka-sturing is om veiligheidsredenen niet rechtstreeks toegankelijk, maar het robotprogramma stuurt alle relevante zaken (foutmeldingen, programmastappen, informatie over de lokale grijper-IO) door naar de PLC.
Op deze wijze kan bij anomalieën van op afstand adequate diagnose worden gesteld. In de meeste gevallen kan men op die wijze het personeel ter plaatse voldoende instrueren om de installatie terug in bedrijf te krijgen.
Deze methode wordt door Beckhoff-technici bij ontwikkelingen - en ook wel bij technische problemen ‘in the field' die de machinebouwer zouden te boven gaan - gebruikt om haar klanten te ondersteunen en te helpen bij het oplossen van technische problemen, bij het helpen zoeken naar bugs...
En de mensen van Demaitere beklemtoonden dat deze service vanuit Beckhoff België - en bij speciale problemen zelfs met ondersteuning van Duitse technici uit het moederhuis - bij de positieve beslissingscriteria behoorden die geleid hebben tot de keuze van de Beckhoff PLC en de EtherCAT-gebaseerde oplossing.
(foto's: Delmaitere)
door Alfons Calders, Engineeringnet
Van standaard naar maatwerkmachines
Demaitere uit Moorsele is een machinebouwer die 43 mensen te werk stelt. Het bedrijf is opgericht kort na WOII, toen om machines te construeren voor de vlasteelt.
Sinds de jaren '60 is haar voornaamste corebusiness machines voor de glastuinbouw, voornamelijk standalone inpotmachines en productiecellen voor groententeelt en de sierteelt (het automatisch inpotten en verspenen van de planten).
Daarnaast produceert ze geïntegreerde productielijnen voor de verwerking en de intralogistiek van producten op het serrebedrijf.
De machines worden overal in Europa, maar ook tot Australië en de USA verkocht. In 2013 – gestimuleerd door de crisis in de glastuinbouw - werd besloten te diversifiëren naar de bouw van productiecellen waarvoor geen standaardoplossingen bestaan, hierbij steunend op de ervaring opgedaan met intralogistics en robotica in de tuinbouw.
Deze robotica-ervaring komt uit de inpotlijnen voor grote volumes die worden uitgerust met een Kuka-robot voor het plaatsen van de plantjes. En dergelijke inpotlijnen hebben ook steeds een automatisch gestuurde ‘logistieke' omgeving.
