products4engineers

Geautomatiseerde robot verwerkt 800 kazen per uur

20 September 2022 • Herman de Haan • SigmaControl BV
Voordat kaas op onze tafel belandt, wordt het opgeslagen in grote kaaskelders.

In zuivelverwerkende fabrieken is het gebruik van hoogwaardige productiesystemen essentieel.

Dit om bijvoorbeeld de vereiste hoeveelheid kazen te verwerken en marktklaar af te leveren. Een nieuw en innovatief systeem is de kaasverwerkingsrobot ‘Kaesaro S’ van het bedrijf Kaesaro in St. Galler Reintal, Zwitserland.

De machine kan 200 planken per uur verwerken met drie tot vier kazen op elke plank. De kazen worden gedraaid, gecoat en van positie veranderd. Dat deze volautomatische kaasverwerkingsrobot onlangs is geïnstalleerd bij één van de grootste zuivelverwerkers in Zwitserland is onder andere te danken aan de complete automatiseringsoplossing van SIGMATEK. De modulaire en objectgeoriënteerde besturingssoftware maakt ook eenvoudig onderhoud mogelijk en biedt betere opties voor de verdere ontwikkeling van toekomstgerichte machinetechnologie.

Wanneer mensen het woord ‘kaas’ horen, denken ze onmiddellijk aan hun persoonlijke favoriet - of het nu Alpine, Emmental, Parmezaanse kaas, Appenzell, Gouda of Gruyère is. De consumptie per persoon in landen als Frankrijk, Nederland, Duitsland, Oostenrijk, Italië of Zwitserland ligt tussen de 22 en 26,5 kg per jaar. Europa is daarmee wereldkampioen kaasconsumptie. Voordat kaas op onze tafel belandt, wordt het opgeslagen in kaaskelders. Daar worden de kazen intens gerijpt om de onmiskenbare smaak te bereiken.

Bij de afbeelding: De robot wordt bediend met behulp van een ‘VFS 122’ paneel van SIGMATEK, dat is uitgerust met speciale touchscreen-technologie voor gebruik in de voedingsmiddelen industrie.

Kazen draaien tijdens rijpingsproces

Het professioneel uitharden van kaas is essentieel om het product een hoge kwaliteit te laten bereiken. Er moet tussentijds gedraaid, gecoat en gepoetst worden om uitdroging en schimmelvorming tegen te gaan en het rijpingsproces te bevorderen. Uiteindelijk bepaalt kleur, smaak, consistentie en last but not least ‘het gevoel’ datgene wat de consument moet overtuigen. In grote kelders wordt deze taak uitgevoerd door krachtige robots zoals de Kaesaro S van Kaesaro. Coatingtijd, borsteldruk en rotatiesnelheid, evenals de hoeveelheid coating, kunnen voor elke kaasvariëteit worden gedefinieerd. HMI, besturing, safety, servo-aandrijvingen en frequentieregelaars — alle systeemcomponenten van de kaas verwerkende robot zijn afkomstig uit de automatiseringstoolkit van de Salzburgse automatiseringsspecialist SIGMATEK.

Complete oplossing uit één bron

Het operationele deel van de robot werd geïmplementeerd met een VFS 122-paneel, dat gebruik maakt van speciale touchscreen-technologie die geschikt is voor gebruik in de voedingsindustrie. Het in de robot ingebouwde S-DIAS-besturingssysteem combineert compactheid met hoge prestaties, is mechanisch stabiel en kan comfortabel bestuurd worden. Een I/O-module bevat maximaal twintig kanalen. Passend op de DIN-rail is er voor elke automatiseringstaak een geschikte module. Geïntegreerde TÜV-gecertificeerde safety modules van SIGMATEK worden ook gebruikt; de veiligheidsbesturing heeft een SCP111 safety-CPU-module met bijbehorende veilige I/O's conform SIL 3 of PLe. Aan de aandrijfzijde worden servo versterkers uit de Dias Drives 100 en 300 serie gebruikt.

Bij de afbeelding: Dankzij de automatische en veilig werkende kaasrobot met zijn uitgekiende besturing zijn de hoogste normen gegarandeerd. 

Het zeer compacte modulaire Dias Drive 100 Multi-axiaal systeem is ontworpen voor zeer dynamische machines en onderscheidt zich door een compacte vorm te combineren met geoptimaliseerd vermogensverbruik. Per component zijn tot acht servo-assen mogelijk in het DC-Link-netwerk, gevoed door een voedingsmodule (MDP) die eenvoudig op de moduledrager kan worden gemonteerd met een snap-lock-mechanisme. Voor grotere aandrijvingen in het vermogensbereik van 8 tot 14 kVA zijn de Dias Drives 300 geïnstalleerd in de Kaesaro S, die tot drie krachtige uitgangen aan boord heeft. Dankzij de communicatie via de VARAN-bus in hard real-time wordt de precisie van de beweging verhoogd.

Directe aansturing via VARAN

De driefasige motoren voor de borstelaandrijving worden kosteneffectief aangestuurd via de fijn schaalbare FDD 3000 frequentieregelaar. Deze frequentieregelaars kunnen direct via VARAN worden aangestuurd. De economisch werkende asynchrone motoren kunnen daarmee nauwkeurig en efficiënt worden aangestuurd en tegelijkertijd energie besparen met de aandrijvingen die op laagspanning werken. Met een overbelastingscapaciteit tot 180 procent is de FDD 3000 uiterst geschikt in het gebruik van een hoger koppel voor een korte tijd.  De één- of driefasige frequentieregelaars hebben een vermogensbereik van 0,37 tot 90 kW.

Onderhoudsvriendelijk dankzij modulair ontwerp

Dankzij de objectgeoriënteerde software engineeringtool LASAL kon de toepassingssoftware van de nieuwe Kaesaro S robot modulair worden opgebouwd. Dit vereenvoudigt onderhoud, hergebruik en verdere ontwikkeling van het applicatieprogramma aanzienlijk. De kant-en-klare, geteste basis- en technologiefuncties zijn beschikbaar in uitgebreide LASAL bibliotheken. De applicatie-engineer sleept deze mee naar zijn project om ze vervolgens te configureren. Omdat alle relevante componenten uit één bron zijn ontwikkeld en ruimtebesparend zijn, blijft de machine compact in zijn constructie en onderhoudsvriendelijk als een systeemonderdeel uitvalt.

Bij de afbeelding: Een kijkje in de compacte schakelkast van de nieuwe Kaesero S kaasrobot, waarin het S-DIAS bestruringssysteem, de Dias-Drives van de 100 en 300 serie en FDD 3000 frequentieregelaars van SIGMATEK zijn ondergebracht. 

Alle onderdelen kunnen eenvoudig worden uitgewisseld en zijn zonder parameters in te stellen, omdat ze automatisch vanuit de besturing worden geladen. Ook voor het vervangen van de safety componenten is zelfs geen programmeertool op locatie nodig. Het exclusieve gebruik van gecoate elektronische printplaten levert een belangrijke bijdrage aan de levensduur van de systeemcomponenten, omdat dit voorkomt dat agressieve ammoniak schade veroorzaakt. De optie voor onderhoud op afstand van de volautomatische kaasrobot is een standaardfunctie en wordt op verzoek door Kaesaro overgenomen. Voor dit doel worden regelmatig gegevens verzameld en geëvalueerd, wat helpt bij het organiseren van kelderbeheer of het vereenvoudigen van het oplossen van problemen.

Innovatie door jarenlange samenwerking

In de automatiseringsindustrie werkt SIGMATEK al jaren succesvol samen met Lässer Holding, gevestigd in St. Galler Rheintal in Zwitserland. 's Werelds toonaangevende fabrikant van borduurmachines is ook eigenaar van Kaesaro, een bedrijf dat zich toelegt op het automatiseren van Europese kaaskelders. "We kozen voor SIGMATEK, omdat we echt goede ervaring hebben met hun automatiseringstechnologie in textiel en voor ons is de fabrikant een betrouwbare partner", legt Reto Spirig, hoofd ontwikkeling van besturingstechnologie bij Lässer, uit. Sigmatek's jarenlange ervaring en samenwerking met medewerkers van de engineering afdeling heeft geholpen om de ontwikkeling van de kaasrobot te verkorten. De machine was binnen zes maanden klaar, een recordtijd.

Gerelateerde blogs en casestudies