Onkymix Gypsum Mixer Robot Machine

The Onkymix Robot machine was developed for dental gypsum but can be used for other powders and purposes as well. It is a fully automatic machine for feeding water and gypsum in bowls,  mixing, vacuumizing and CIP (cleaning in place).  The machine comprises the following systems:
- storage bin for gypsum, contents approx. 50 kg
- dosing system  for gypsum with linear ram for coarse and fine filling
- carriage with platform and weighing scale for bowl and cleaning container
- vacuum system with venturi and separator
- cleaning container with bottom valve to clean the parts after mixing
- Whipmix Vac-U-Mixer paddle and lid for mixing under vacuum
- 0,375 kW three Phase direct drive mixer motor for silent operation
- Bonfiglioli frequency controller for adjustable mixing speed from 300-900 Rpm
- 6 SMC pneumatic cylinders for linear movements and actuators
- 3 SMC water control valve to feed water tot bowl, cleaning container and cleaning lines
- SMC solenoids valves to control pneumatic cilinders
- lift to move mixer up and down
- Siemens Logo PLC control system for automatic sequence of movements and actions
- Weighing platform with single load cell
- Penko Weighing computer for accurate gravimetric dosing and menus to enter the
values of water and gypsum
- Safety provisions such as door and safety switches
- Frame

The machine is built from stainless steel, aluminium and plastic components.

Click here for a video impression of the Onkymix in the Orthodontic Laboratory of Ortho Solutions in Wijk bij Duurstede, The Netherlands.
In the laboratory of Ortho Solutions the cycle for feeding water (450 gram), feeding qypsum (1380 gram), transfer of the 1200 cc Whipmix bowl to the mixing station, mixing and vacuumizing is 150 seconds (2.5 minutes). The capacity is 24 bowls per hour.
During the CIP (cleaning in place) cycle the mixing paddle and cover plate that rests on top of the bowl during mixing are automatically cleaned with water.
Simultaneously the next bowl can be placed on the weighing scale and filled with water and gypsum. Dosing of water and gypsum is done very accurately resulting in a constant water/gypsum ratio. Also vacuumizing is done with about 80% high acuum by means of a venturi to remove air bubbles.
The machine operates since 2009 in the lab of Ortho Solution releasing the laborants from tedious and time consuming work of filling bowls and cleaning Whipmix components resulting in higher output and better ergonomics.

The Onkymix makes mixing easy with just one push on the button!

Zwolman Gips uit Delfgauw levert gips aan tandtechnische laboratoria.  www.zwolsmangips.nl
De grootste afnemers zijn orthodontische laboratoria. Een van de belangrijkste hulpmiddelen bij een orthodontische behandeling is een gipsmodel. Dit is een 1-op-1 kopie van de situatie in de mond. Aan de hand hiervan kan de stand van de gebitselementen en de relatie van de boven-en onderkaak worden vastgesteld. Traditioneel verwerken de grote laboratoria het gips met Whip Mix mengers.Hierbij wordt water in een RVS beker gedaan en vervolgens wordt deze tot aan de rand gevuld met gips. Daarna wordt een deksel met roerblad op de beker geplaatst. Het geheel wordt onder een aan de muur bevestigde elektrisch aangedreven mixer geplaatst en op de deksel wordt een slang aangesloten die tijdens het mengen onder vacuum staat zodat de lucht uit het mengsel gezogen wordt zodat het gips zonder luchtbellen in de vormen gevuld kan worden.
Na het mengen en vullen van de afdrukvormen moet de deksel met roerblad en vacuümslang gereinigd  worden. Al met al is dit relatief arbeidsintensief en geestdodend werk wat per beker dik 2 minuten kost. De wens van Zwolsman Gips was om een machine te ontwikkelen die met een druk op de knop ervoor kon zorgen dat er een met de juiste hoeveelheid en in de juiste mengverhouding afgevulde beker gemaakt kon worden zonder handmatig reinigen van de vacuümslang en de met gips in aanraking gekomen mixerdelen. De ontwikkeling van de Onkymix bestond uit 3 stappen:
1. Het ontwikkelen van een concept meng-doseer-spoel apparaat
2. Het maken van een basisontwerp en de bouw van een testmachine
3. Het ontwerpen en bouwen van een prototype
4. Het aanpassen van het prototype voor inzet bij Ortho Solutions in Wijk bij Duurstede

Klik hier voor een overzicht van de ontwikkeling.
In de eerste stap werd een concept ontwikkeld met de volgende kenmerken:
- Een weegplateau  waarop de beker werd geplaatst en vervolgens op basis van gewicht water en gips werd toegevoerd.
- Een silo met doseerschuif voor het doseren van gips
- Een aparte spoelbeker die met water gevuld kon worden en aan de onderkant voorzien was van een klep. Het mengblad en de deksel waar deze aan vast zit worden door ronddraaien vanzelf gereinigd
- Een slede voor plaatsing van het weegplateau en de spoelbeker
- Vacuum opwekking door een venturi en een filter voor het afscheiden van gips tijdens het vacumeren
- Een Penko-weegsysteem voor het nauwkeurig afwegen van water en gips en een Siemens Logo PLC voor de aansturing van de luchtcilinders, mixermotor, waterkleppen en de aflaatklep onder de spoelbeker.
Dit concept werd uitgewerkt in de testmachine en het prototype met bijhorende besturing die ik zelf heb gebouwd.  Een belang aspect in de machine betrof het reinigingssysteem.
Dit is uitgevoerd als CIP-systeem (cleanining in place) waarbij alle machine delen die met gips in aanraking kwamen aan het einde van de cyclus automatisch worden gereinigd inclusief de vacuüm slangen en het afscheidingsfilter.
De machine is sinds 2009 in gebruik bij Orthosolutions in Wijk bij Duurstede en kan circa 25 bekers per uur produceren kan. Klik hier voor een video impressie.