Hero confía en la multinacional japonesa para la manipulación y el envasado de sus productos

Mermeladas y conservas suizas de alta calidad con pan recién hecho: la mejor manera de empezar el día. Tanto en la mesa del desayuno de casa como en un sofisticado bufé en un hotel por la mañana, el fabricante de alimentos Hero AG de la ciudad suiza de Lenzburg proporciona a sus clientes conservas de frutas frescas todos los días. Para que la mermelada llegue a la mesa del cliente lista para su consumo en un envase de aluminio o en un tarro pequeño, es preciso lograr varias hazañas de logística. El especialista en automatización Robotec, radicado en la ciudad suiza de Seon, desempeña una función clave en esta cadena de suministro. Después de llenarlas, las unidades de mermelada se deben empaquetar según su tipo en cajas que, a continuación, se apilan para transportarlas en palés. En el último paso de este proceso de logística, entran en escena los robots Fanuc con tecnología de garras especialmente adaptada de Robotec. Una célula de paletizado instalada en Hero y un robot de 6 ejes con tecnología de garra especial permiten realizar las tareas de paletizado de forma ininterrumpida. El sistema es rápido, fiable y a prueba de fallos y accidentes.

Antes, cinco empleados debían desempeñar la tediosa tarea de cargar las cajas de mermeladas. En cambio, ahora la realizan tres robots Fanuc M-710iC integrados en una célula cerrada. A una velocidad increíble, las pinzas agarran dos cajas a la vez de la línea de ensamblaje de alimentación, se giran hacia el palé y las depositan en él con precisión milimétrica, de acuerdo con el esquema de apilado programado. Diez cajas por capa hasta un máximo de 15 capas. Una vez que los palés están cargados de acuerdo con las especificaciones, el robot envía una señal al operario. Este abre la célula, saca los palés cargados y, mediante una carretilla, coloca un europalé vacío en la posición correspondiente. Con el dispositivo de funcionamiento manual situado fuera de la célula, se selecciona el esquema de apilado específico del producto. Una vez que ha salido del área de trabajo, el operario del sistema lo confirma en el dispositivo de funcionamiento manual, se cierran las puertas de acceso de las células y el sistema se pone en marcha. Según la información relativa al producto y el tamaño de apilado, el robot agarra las cajas y las apila en el palé de acuerdo con el esquema seleccionado para ello.

Este proceso, aparentemente tan sencillo y fluido, exigió mucho trabajo de desarrollo. Aunque Robotec instaló y probó la célula de paletizado en la planta del cliente, se presentaron algunos problemas imprevistos y nuevos requisitos. Por ejemplo, fue preciso adaptar el patrón de paletizado debido a las condiciones de los palés y hubo que rediseñar el dispositivo de funcionamiento manual.

Puesto que el diseño no incluía una inspección visual mediante tecnología de cámaras en las pinzas de acero inoxidable, estas debían funcionar con precisión mediante una técnica de movimiento precisa sin que fuera necesario modificar los equipos de pinzas para adaptarlos a los cambios de producción. “Para ello, elegimos una forma de pala con una guía integrada que empuja suavemente las cajas al depositarlas en el palé mientras la pala de la pinza se retrae”, explica Daniel Bärtschi, responsable del proyecto de Robotec. Además, debían tenerse en cuenta dos conceptos básicos, uno para el vidrio pesado y otro para las unidades de aluminio. “Las diferencias de peso se deben incorporar al calcular los movimientos del robot, para que las cajas no se caigan a causa de la fuerza centrífuga generada por el rápido movimiento desde la cinta transportadora hasta el palé”, continúa explicando el ingeniero de desarrollo. La velocidad de trabajo fue una de las tareas de programación más importantes que hubo que reajustar in situ. Pero también debían tenerse en cuenta los diversos tamaños de cajas, dependiendo de si el producto está envasado en tarros o contenedores de aluminio. Otro desafío lo planteó el comportamiento de las cajas retractiladas en la pala de la garra.

“La mermelada contenida en las cajas sigue caliente cuando llega a la célula de paletizado. La temperatura se transfiere al retractilado y, en consecuencia, las cajas están resbaladizas durante el proceso de agarrarlas y transportarlas”. Esto podría dar lugar a una colocación incorrecta de las cajas en la pala, lo que invalidaría el patrón de paletizado, en cuyo caso habría que repetir ese palé a causa de las cajas torcidas apiladas en él. Los especialistas de Robotec superaron estos retos para satisfacción de Rudolf Roth, responsable de producción de Hero, que supervisó la instalación y puesta en servicio: “La instalación se llevó a cabo dentro de unos parámetros de tiempo muy estrictos y los técnicos de Robotec completaron la puesta en marcha de la célula de paletizado, de forma satisfactoria para nosotros”. Gracias al excelente trabajo previo y a las pruebas de la célula completa que se habían efectuado en la planta de Robotec de Seon, Bärtschi y sus colegas pudieron responder a los imprevistos de manera específica.

“Una instalación que no se había previsto en la especificación de requisitos fue la simplificación del panel de control. Originalmente, había botones estáticos integrados en él y el operario podía navegar por un menú desde la pantalla táctil”, indica Bärtschi. Roth añade: “A nuestros operarios internacionales de la célula de paletizado les resultaba demasiado complicado, de modo que Robotec tuvo que desarrollar en un plazo muy corto un panel de control modificado que se limitase a los pasos clave de la función de cambio de palé, sin botones adicionales. Este funciona a la perfección y nuestros empleados ya no tienen ningún problema con él”.

El operario no selecciona ningún programa en el robot. En el panel de control, puede seleccionar el número de capas y el tipo de palé (europalé o más pequeño). Luego, confirma la selección e inicia el programa. Además, el esquema de control elegido es intuitivo, porque utiliza los códigos de color que se entienden en todo el mundo. Rojo quiere decir ‘parar’ y verde, ‘iniciar’.

“A menudo, el principal desafío es aquello que parece muy sencillo y debe funcionar de forma simple”, señala Bärtschi. Sin embargo, en esto consiste el día a día del equipo de Robotec, porque son proveedores de soluciones y su trabajo es implementar las necesidades de los clientes. Pero, a continuación, los palés embalados por Robotec según su tipo en Hero se llevan a un proveedor de servicios adicional, donde se desembalan y combinan de otra forma. También para estas tareas de pick and place, Robotec ha desarrollado e instalado con éxito varios sistemas.

Continuar desarrollando los dispositivos de sujeción de las garras es uno de los factores decisivos para avanzar en la tecnología robótica. El aumento constante de los requisitos de flexibilidad y precisión, el empleo de materiales más ligeros y las áreas de aplicación distintas y exigentes presentan continuamente a los ingenieros de desarrollo nuevos desafíos. Por este motivo, Robotec analiza con precisión cada pedido a fin de determinar qué tecnología de garra se requiere para la aplicación solicitada. En general, a lo largo de los últimos 20 años, se han desarrollado cientos, si no miles, de soluciones para todas las áreas imaginables de la industria.

Esto se debe al incremento continuo de la presión ejercida por la competencia, que exige a las empresas industriales hallar alternativas que les permitan ahorrar en los costes de sus procesos de producción. Las soluciones de automatización que utilizan tecnología robótica y de garras de última generación cada vez se utilizan más en la cadena de valor añadido. En general, el tamaño y la forma de la garra de un robot viene determinada por aquello que se va agarrar con ella. Hay garras que apilan, agarran, seleccionan por secciones o sujetan con fuerza, y que utilizan uno o varios puntos de agarre Algunas son solamente mecánicas, otras emplean la tecnología de vacío. En un momento en que la industria de productos de consumo desarrolla cada vez más productos que presentan todos los tipos de formas, materiales y tamaños imaginables, las garras van adquiriendo complejidad y sofisticación. “Los ciclos de los productos se acortan sin cesar”, explica Bärtschi. “Por ello, aumenta el número de solicitudes de células de fabricación totalmente automáticas”. Todas las empresas desean aumentar su productividad a la vez que reducen costes. Se trata de hacer más con menos. Los especialistas de Seon se dedican precisamente a hacer realidad este deseo para sus clientes.

Desde 1983, Robotec desarrolla y construye sistemas de automatización de todo tipo. Las aplicaciones van desde soluciones básicas de pick and place hasta la manipulación de piezas pesadas. Dependiendo de la tarea que se requiere, se pueden desplegar distintos tamaños de pinzas de 6 ejes como elementos de los robots. En la actualidad, la empresa se centra en la automatización asistida mediante robots, desde la fase conceptual hasta la puesta en servicio. Desde hace cuatro años, es posible efectuar una inspección final de los sistemas completos en condiciones de producción en la planta de Robotec, antes de poner en funcionamiento las máquinas en las instalaciones del cliente.

En el sector de la elaboración de alimentos, cada vez se utilizan más las soluciones robóticas flexibles para impulsar la productividad. Como resultado, se consigue acortar los ciclos y agilizar los cambios de productos. Además del paletizado, el picking y el embalaje que son algunas de las principales tareas que suelen realizar los robots equipados con garras adaptadas para cada labor. En este ámbito, la gama de soluciones robóticas de Robotec para la industria de la elaboración de alimentos abarca todo el espectro, desde las células de paletizado cerradas hasta los sistemas de clasificación y colocación de productos según un patrón, como las unidades de embalaje del fabricante de mermeladas Hero.