Mayor automatización en las operaciones de envasado

Es asombroso observar cómo muchos envases aún se fabrican de manera manual, especialmente al final de la línea de producción. 

Para los empacadores con operaciones manuales, la tecnología robótica y los nuevos diseños en equipos hacen que hoy sea más fácil que nunca automatizar o hacer la transición a líneas automatizadas.

Los empacadores podrán explorar algunas de las últimas tendencias en envase con equipo automatizado, en Pack Expo Las Vegas, que se llevará a cabo del 26 al 28 de septiembre de 2005 en el Centro de Convenciones de Las Vegas, Estados Unidos. La exhibición es patrocinada y producida por el Packaging Machinery Manufacturers Institute, PMMI, y mostrará cientos de máquinas capaces de automatizar las operaciones manuales o de actualizar líneas ya automatizadas.

Robots flexibles
Las preocupaciones respecto de la ergonomía, los costos laborales, y la necesidad de tener flexibilidad, elevan el interés tanto en la automatización como en los sistemas robotizados en la línea de empacado. Hoy se brinda mucha mayor atención a los robots dado que los precios han caído, la confiabilidad es extremadamente alta y el software y los controles avanzados simplifican el alistamiento y la operación. Dependiendo de la configuración del sistema, el controlador robótico puede manejar uno o dos servo motores adicionales de tal forma que también pueda controlar otro dispositivo, como una banda transportadora secuencial.

Lo anterior elimina la necesidad de un motor y un controlador por separado. "Nuestro objetivo general es reducir los costos de hardware e integración para hacer los sistemas más costeables", dice L.P. Musunur, Ph.D., gerente de ingeniería de la División de Remoción de Material/Estibas y Embalaje de FANUC Robotics America Inc., (stand C-4034), en Rochester Hills, Minnesota, Estados Unidos.

"Todos buscan bajar costos en la manufactura", explica. "Los robots juegan un papel clave porque no sólo ofrecen un costo total de propiedad más bajo sino que brindan mayor flexibilidad".

Los robots actuales con frecuencia son parte de sistemas de aplicaciones específicas. Una aplicación muy popular para los robots es el manejo de estibas. Los sistemas robotizados diseñados especialmente para manejar estibas incluyen el PalletWorld System, de Motoman, Inc. (stand C-3540), de West Carrolton, Ohio, Estados Unidos. La solución llave en mano del sistema PalletWorld exhibe un paquete integrado de agarradera, control personal por computador y un software aplicativo para manejar estibas basado en menús. Adicionalmente, es compatible con distintos modelos, incluyendo el SP100X y el EPL300, que manejan cargas de 100 Kg y 300 Kg, respectivamente. Un proceso integral de recuperación en fallas eléctricas asegura que el sistema PalletWorld no pierda datos si la energía llegará a faltar, mientras que los decodificadores absolutos permiten que el brazo continúe en el lugar donde quedó antes de la falla eléctrica, en lugar de volver a su estado inicial. Estos seguros eliminan las demoras por reinicios relacionados con fallas eléctricas, paradas de emergencia o apagados programados. El sistema también ofrece un número de módulos opcionales tales como los transportadores de alimentación prediseñados, localizadores de estibas, estantes de estibas y bandas transportadoras de estibas de alimentación externa.

Schneider Packaging Equipment Co., Inc. (stand C-1630), de Brewerton, NY, Estados Unidos, integrador de FANUC Robotics, utiliza un modelo de robot de seis ejes FANUC M16iB con capacidad de carga de 20 Kg para empacar botellas plásticas vacías en cajas corrugadas. El empacador de cajas robotizado suministra la flexibilidad para manejar una gran variedad de formas y tamaños de botellas, tamaños de cajas y patrones de empaque necesarios para satisfacer las necesidades de la industria de moldeo por soplado. La celda suministra una solución versátil para el empacado de cajas en un espacio reducido.

Schneider, que manufactura una línea completa de cajas convencionales y bandejas —además de sus soluciones robotizadas— también ofrece una paletizadora de línea múltiple robotizada y una combinación robotizada de encajadora y paletizadora. Basada en un robot de cinco ejes, la encajadora/paletizadora tiene la capacidad para cargar, rotular, escanear y paletizar cajas mediante un único brazo robótico. "Esto incrementa la automatización desde un espacio reducido, lo que ahorra espacio en la planta", explica Pete Squires, vicepresidente de la división de controles de Schneider. La mecanización en el extremo del brazo robótico, especialmente diseñado para el cliente, es lo suficientemente flexible para recoger y dejar objetos de diferentes tamaños, incluyendo cajas, bolsas, paquetes, pacas, latas, botellas y frascos.

Un poco más adelante en la línea, una encajonadora robotizada carga diferentes sabores de productos empacados en bolsa para crear una variedad de empaques en cajas de exhibición o cajas corrientes con ranuras. Con capacidad para empacar de forma plana o vertical, el robot encajonador de doble línea pick and place, de BluePrint Automation, Inc. (stand C-2708) de Colonial Heights, Virginia. Estados Unidos, recoge bolsas en secuencia de una línea, las coloca acostadas en una caja corrugada, y luego repite el proceso con el producto ubicado en una segunda línea. Con el fin de colocar las bolsas dentro de la cajas de manera vertical, el robot carga un casete intermedio que desliza las bolsas dentro de una caja inclinada.

Otra solución de envase flexible es el sistema robotizado de carga superior en acero inoxidable LRC-400i, de Langen Packaging Inc., (stand C-3134), de Mississagua, Ontario, Canadá, que tiene capacidad para manejar un amplio rango de productos y estilos de bandejas o cajas. El sistema está basado en un robot M420i, de FANUC Robotics; esta hecho a la medida del cliente. Dotado de una herramienta ubicada al extremo del brazo, de un alimentador modular, un módulo para agrupar de manera secuencial el producto, y para el manejo de bandejas, asegura máxima flexibilidad. El LRC-400i está idealmente habilitado para el empacado a alta velocidad de productos envueltos, mientras que con facilidad acomoda una variedad de alimentos y de bienes de consumo.

Una versión de la serie servocontrolada M420iB, la M410iB/160 de cuatro ejes, sirve como base para una celda de paletización de bolsas de FANUC Robotics. Los paquetes de software robotizado estándar, tales como PalletTool™ y PalletPRO™, suministran alistamientos, simulación y operación para la paletización. Gracias a ciclos de tiempo más veloces y cargas de trabajo más altas que otros robots de su estilo, el M-410iB puede manejar bolsas con un peso de 100 kg a 28 ciclos por minuto. Con un máximo alcance de 3,143 milímetros, la cubierta de gran trabajo del M-410iB le permite prestar servicio a múltiples líneas a la vez.

Automatización de tareas manuales
Para automatizar lo que normalmente es una operación manual, el sistema de distribución de seis posiciones de MULTI-FILL, Inc. (stand C-2928), de West Jordan, Utah, Estados Unidos, distribuye productos de pequeñas dimensiones difíciles de llenar, tales como arroz precocido, pastas, vegetales, frutas y ensaladas refrigeradas en bandejas, copas o bolsas preformadas en sistemas multi-línea de formado/llenado/sellado a una velocidad de hasta 15 ciclos u 80 paquetes por minuto. Si se manejan de forma manual, "un movimiento repetitivo de tal magnitud puede generar problemas de incapacidades o lesiones", asegura Christine Marchadour, vicepresidente de la División de Ventas y Mercadeo Internacional de MULTI-FILL. Dado que tiene pocas partes móviles, el sistema es fácil de limpiar y requiere de un mantenimiento mínimo. También están disponibles los sistemas de distribución de dos, tres o cuatro posiciones.

Con frecuencia automatización significa la instalación de máquinas mecánicas relativamente simples, tales como la Econseal Spartan Cartoner, de ECONOCORP, Inc. (stand C-2922), de Randolph, Massachusetts, Estados Unidos. Una innovación reciente en cartonadoras horizontales de carga final es la transición a un motor de inversión de corriente alterna que reemplaza el motor, el freno de embrague, el reductor de velocidad y la caja de indexación. A diferencia de la indexación de velocidad fija previa, éste diseño mejorado le permite al controlador operar a velocidad máxima mientras ofrece una indexación más fina, dada su capacidad para incrementar o reducir a ambos extremos del ciclo de la máquina. La máquina de movimiento intermitente de 40 cartones por minuto con control lógico programable tiene además una interfaz de pantalla de contacto que simplifica el control de la velocidad de la cadena de escape. Capaz de manejar cartón o material corrugado, está máquina de acero inoxidable ofrece diferentes opciones de cierre, incluyendo el de pegante en caliente, sellado de aire caliente o de pestaña plegada. "Nuestra filosofía es mantenerlo básico, simple y funcional", dice Mark Jacobson, vicepresidente de ECONOCORP. "Que sea de fácil mantenimiento es otro de los objetivos", anota Bob Baker, técnico de servicio de campo de ECONOCORP, que genera un porcentaje sustancial de sus ventas en otros continentes y ha ganado reconocimientos por su nivel de negocios de exportación.

Para maximizar el tiempo productivo de los operadores de montacargas, las envolturas estirables se han convertido cada vez más en un proceso automatizado. La Spectra II, una máquina tornamesa para empaques flexibles –de Orion Packaging Systems, Inc. (stand C-2528), de Collierville, Tennessee. Estados Unidos— está diseñada para minimizar el mantenimiento y maximizar la flexibilidad y la confiabilidad. Capaz de envolver cargas en estibas que miden hasta 55 por 55 por 90 pulgadas y que pesan hasta 5.000 libras a una tasa de 45 cargas por hora, la Spectra II exhibe controladores digitales de frecuencia variable energizados por motores de corriente alterna sin escobillas, que requieren menos mantenimiento que los motores de corriente directa. Así mismo, la tensión de cadena automática elimina la necesidad de ajustar periódicamente la cadena de control de tornamesa. Otras características incluyen un controlador lógico programable Micrologix 1000, de Allen Bradley, robusto, con botones e interruptores industriales fáciles de mantener y con una torre cerrada, diseñada para proteger de daños a los motores, las cajas de engranes y la parte electrónica. Un carruaje Insta-Thread Powered Prestretch acelera el cambio de rollo de película y maximiza la economía del material mediante un preestirador eléctrico de 260 por ciento. La característica de corte instantáneo de Orion rebana de manera automática la banda de película al final de cada ciclo de envoltura, eliminando así la necesidad de que el operador de montacargas se baje de su vehículo para cortar la cola de película.

Control de calidad automatizado
Existe una creciente demanda para la inspección automatizada. Una de las razones es el decreciente número de operadores que vigilan las líneas de empacado. Otro generador de esta situación es la creciente demanda por un ciento por ciento de inspección para garantizar que no se embarque con errores de empaque, especialmente en las industrias reguladas como la farmacéutica, en la cual los reguladores están comenzando a insistir en que la inspección periódica fuera de línea simplemente no es suficiente.

Banner Engineering Corp. (stand C-3807), de Minneápolis, Minnesota, Estados Unidos, continúa expandiendo su familia de sensores de visión PresencePLUS P4 con el fin de acomodar cualquier necesidad de inspección incluyendo la verificación de etiquetas, la detección de niveles de llenado, la verificación de códigos por fecha y lote, la confirmación de orientación, la inspección de las tapas, la alineación de los topes de los frascos, la inspección completa de cajas, y la verificación del ensamblaje de las jeringas y del empaque en ampollas blíster. Los fabricantes de equipos originales (OEM) instalan los sensores de visión compacta con cámaras de alta resolución en las máquinas nuevas, pero los equipos también deben actualizarse para que sea posible llevar a cabo nuevas tareas de inspección. "La inspección es más crítica en la industria farmacéutica, pero existe un interés en todas las industrias", dice Bob Schlicksub, vicepresidente de Ventas Internacionales de Banner Engineering Co. "La facilidad de uso ha mejorado tremendamente y los costos se han reducido", agrega. El diseño modular de las unidades compactas hace posible cumplir con gran número de exigencias de inspección.