De lijn in een Twentse bierbrouwerij voor het ontstapelen van lege en opstapelen van afgevulde fusten kon zes varianten aan. Maar, er moest een zevende bij. Dus werden drie machinebouwers uitgenodigd. In de brainstorm met hen kwamen nog tal van andere uitdagingen ter tafel die ook maar meteen moesten worden opgelost. Het concept van De Weus Metaal, met besturing van Hellebrekers en pneumatiek van Festo, won. Want dat was het best doordacht, simpel van opzet en had de laagste kostprijs. Inmiddels verwerkt de aangepaste lijn de zeven varianten, met een snelheid van 400 vaten per uur.
‘De centrale besturing maakt de oplossing compacter en onderhoudsvriendelijker, omdat er minder kwetsbare bekabeling en persluchtslangen nodig zijn’, weet Gerbert Bultman van Hellebrekers.
De Weus Metaal realiseert met Hellebrekers en Festo vernieuwde ont- en opstapellijn
Op vergadertafel ligt een fors formaat krentenwegge, een cadeautje, zo blijkt, van De Weus Metaal, om de waardering voor de relatie met de bierbouwer te onderstrepen. Aan tafel onder anderen Ruud Veldhuis van De Weus en Gerbert Bultman van Hellebrekers. Ze zitten er om verslag te doen van een project voor de bierbrouwer dat De Weus, samen met Hellebrekers en Festo, begin dit jaar heeft opgeleverd: een ingrijpende aanpassing aan een lijn voor het (ont)stapelen van fusten waardoor die nu ook een zevende fust-/biervariant kan verwerken.
Lagere transportkosten
Aanleiding voor de aanpassing was de vraag of het rendabel was als de brouwerij ook een ander bier in het internationale drankenconcern zou gaan brouwen voor de Britse markt. Tot dan gebeurde dat in Italië. Maar Nederland ligt plusminus duizend kilometer dichterbij het VK, dus dat zou flink wat transportkosten schelen. Daar tegenover stonden de kosten om de productielijn ook geschikt te maken voor het ont- en opstapelen van de ‘Britse fusten’.
Die komen namelijk leeg retour van de horeca in sets van zes fusten, vier hoog opgestapeld, op één pallet, per set gescheiden door een kunststoffen locator board. De bestaande lijn kon echter alleen uit de voeten met sets van acht fusten, elk op een eigen pallet, twee of drie hoog opgestapeld, de wijze waarop de zes andere fustvarianten worden toegeleverd. De ‘Italiaanse’ fusten uit het VK gingen weliswaar al enige tijd over de lijn, maar daartoe moesten ze wel eerst worden overgeheveld naar de acht-stuks pallets en aan het eind van de lijn – na het reinigen en opnieuw afvullen – weer terug naar de zes-stuks. Niet bijster efficiënt.
Werkvloerervaring in het ontwerp
Dus werd in Twente in de zomer van 2023 de knoop doorgehakt: de (ont)stapellijn moest ook geschikt worden gemaakt voor het Britse ‘vier bij zes product’. Daarop volgden twee maanden van brainstormsessies met drie verschillende machinebouwers, waaronder De Weus. ‘Daarbij schoven onder andere de operators en de onderhoudsmensen van de brouwerij aan’, verhaalt Veldhuis. ‘Om zoveel mogelijk ervaring met het proces van de werkvloer in het ontwerp te krijgen.’
Zo kwam een zwaarwegend probleem aan het licht. Het stapelen van de gebruikelijke fusten op de pallets ging altijd van onder naar boven. Maar de nauwkeurigheid van het hele systeem is van dien aard dat de onderste pallet niet exact wordt gepositioneerd onder de pallet die er bovenop komt. ‘Daar kan wel een paar centimeter verschil tussen zitten. Daardoor viel er regelmatig een fust – leeg wegen ze vijftien kilo – van de stapel. Dat kan tot schade leiden en kost altijd tijd en geld’, schetst Veldhuis. Zo werden er in gesprek met de drie machinebouwers tal van uitdagingen ter tafel gebracht. Aan hen de vraag in hun concept-ontwerp ook daarvoor oplossingen op te nemen.
Stapelprobleem tackelen
In zijn ontwerp tackelde De Weus dat stapelprobleem door een set afgevulde fusten met een pneumatische grijper op te tillen, waarna de volgende via de transportband eronder wordt geplaatst. Bij het ontstapelen gaat het andersom: de bovenste volle pallets wordt opgetild, waarna de onderste richting het station gaat dat de fusten enkelstuk op een band plaatst. Intussen worden de resterende volle pallets weer op de lopende band gezet waarna de bovenste twee eraf worden getild. De onderste gaat dan weer door. Een proces dat zich herhaalt tot het ontstapelen voltooid is, duidt Veldhuis aan de hand van een filmpje op zijn laptop.
Besturingskeuzes
Met zijn concept in de hand ging Veldhuis vervolgens op zoek naar een besturingsspecialist en vond die in een partij waar de machinebouwer al eerder goed zaken mee had gedaan: Hellebrekers uit Nunspeet. Vervolgens werd gekozen voor Festo, voor levering van de nieuwste generatie ventieleilanden VTUX met digitale I/O-link. ‘Festo was al een preferred supplier van de brouwer, dat maakte de keuze nog gemakkelijker’, aldus Veldhuis.
Link magazine oktober/november 2024. Thema: Data delen in de keten, cybersecurity en beveiliging. Vraag exemplaar op: mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
In hun ontwerp kozen De Weus en Hellebrekers vervolgens voor een centrale besturing gecombineerd met zes decentrale VTUX-en, één per station, programmeerbaar op alle zeven varianten fusten. ‘Het combineren van de ventiel- en I/O-eilanden scheelt de helft van de eilanden en montagetijd. Dat maakte de oplossing compacter en onderhoudsvriendelijker, omdat er minder meters kwetsbare bekabeling en persluchtslangen nodig zijn’, vertelt Bultman. Omdat het hele proces van het ontstapelen, reinigen, afvullen en stapelen al twintig jaar op hetzelfde Siemens-besturingssysteem draaide, werd meteen ook maar gekozen voor migratie naar de nieuwe Siemens PLC S7-1500. ‘Gevoed vanuit het bovenliggende SAP ERP-systeem over de fustvariant die wordt gedraaid, kiest onze besturing de juiste ‘receptuur’ – hoogte en breedte – en zorgt ervoor dat de pneumatische grijpers op precies de goede manier ontstapelen en na reiniging en afvullen weer opstapelen’, verduidelijkt Bultman.
Relatief eenvoudig
Het concept-ontwerp van de lijn van De Weus cs. bleek dus het winnende. ‘Ze hebben uiteindelijk gekozen voor dat ontwerp’, vertelt Veldhuis, ‘omdat het relatief eenvoudig was. De kans dat het ook zou gaan werken als bedoeld, was bij dit ontwerp het grootst. Daarbij speelde ook een rol dat we al vaker succesvol met bierbrouwers hadden gewerkt, waardoor ze veel vertrouwen hadden dat wij hun oplossing ook konden realiseren. Voorts telde dat deze oplossing zo min mogelijk verandering vergde aan de bestaande lijn en dat scheelde kosten.’
Waarna De Weus, samen met Hellebrekers en Festo, aan de slag kon met de detailengineering en de bouw. In februari van dit jaar werd het installatiewerk afgerond en kon de aangepaste lijn worden opgeleverd. Na de gebruikelijke kinderziektes draait die inmiddels volop (vanwege gepland onderhoud helaas net even niet als de Link-journalist er een kijkje neemt). Conform de functionele specificaties van brouwer: in zeven varianten worden fusten ontstapeld en weer opgestapeld in een tempo van 400 vaten van elk 50 liter per uur.
VTUX scheelt kwetsbaar kabelwerk
Uitgangspunt van het ontwerp De Weus was zo veel mogelijk gebruik te maken van standaardcomponenten, om de kosten laag en de onderhoudsmogelijkheden hoog te houden. De keuze voor de VTUX van Festo was dan ook een logische, vertelt key accountmanager Jeroen Holt van de aandrijfspecialist. ‘Want dit is een nieuwe generatie ventieleilanden die nauwkeurig kunnen worden geconfigureerd. Om de lijn snel en accuraat te laten werken, is elk station uitgerust met een VTUX verbonden met sensoren op de grijper, die onderling zelf zorgen voor de juiste handelingen op het juiste moment. Gevoed met data van de sensoren over de positie van de grijper en de krachten, die op elk moment in het stapelen en ontstapelen nodig zijn, zorgt de VTUX ervoor dat steeds de juiste pneumatische kracht in precies de gewenste richting geboden wordt. Deze compacte oplossing neemt weinig ruimte in en scheelt veel kwetsbaar kabelwerk. Ook is die goed te reinigen daar alle componenten voldoen aan de IP65-standaard.’
