En la caja cada cinco segundos

Las arrugas se consideran a veces un problema de belleza. Sin embargo, en los procesos de envase automatizados, pueden alterar gravemente los flujos de trabajo. Esto puede ocurrir con los productos cárnicos, por ejemplo, que se envasan en bandejas de plástico y se juntan con una lámina de plástico. Esta lámina de plástico es el punto de ataque de las ventosas de vacío durante el proceso de picking posterior. Sin embargo, se deforma por el peso del envase y se arruga. Como resultado, las arrugas ponen al límite las soluciones de agarre convencionales. A pesar de que los labios selladores son suaves, no sellan adecuadamente las irregularidades y un generador de vacío convencional no puede mantener el vacío.

Bizerba, especialista en logística y sistemas de envase, buscaba por tanto una solución adecuada para automatizar de forma fiable el picking de estas bandejas envueltas en papel de aluminio. La empresa, con sede principal en la ciudad suaba de Balingen, fue fundada en 1866 y en la actualidad fabrica básculas, sistemas de etiquetado y marcado, así como sistemas de procesamiento e inspección de alimentos. El equipo mundial de Bizerba cuenta actualmente con 4.500 especialistas que desarrollan su actividad en 120 países. La empresa genera un volumen de negocios anual de unos 800 millones de euros.

Un cliente español encargó a Bizerba el desarrollo de un sistema de final de línea para el envase automatizado de carne. Anteriormente, los empleados apilaban las bandejas de alimentos en cajas de transporte después de envasarlas, pesarlas y etiquetarlas. Sin embargo, la velocidad de la actividad manual no cumplía las exigencias y, por tanto, limitaba la salida. Debido a la escasez de trabajadores cualificados, el procesador de carne no disponía de personal adicional. Por tanto, era necesaria la automatización para garantizar una mayor velocidad de recogida y un funcionamiento redondo.

Junto con Kilivations, Bizerba diseñó un nuevo sistema de final de línea con dos robots de handling: la encajadora. En Weil im Schönbuch, Kilivations está especializada en soluciones de automatización ligeras y eficaces que se instalan directamente en el control del robot. La empresa integró los componentes individuales en la célula de automatización para el procesador de carne. Un componente importante son dos cobots de Universal Robots (UR), que dan a las garras el alcance necesario. Para los efectores de fin de brazo, Bizerba y Kilivations confían en los inteligentes y potentes sistemas del experto en vacío Schmalz.

Ambas garras de idéntico diseño, fijadas cada una a un brazo cobot, utilizan un sistema de vacío puramente eléctrico de Schmalz. En cada una de estas unidades funciona una bomba compacta del tipo GCPi que suministra vacío a la garra del brazo robótico. El generador de vacío compacto forma un potente sistema con las válvulas compactas eléctricas de 3/2 vías LQEi y rinde tan bien como las soluciones de eyectores neumáticos. El GCPi genera el vacío necesario mediante una eficiente bomba de membrana de doble cabezal, que Schmalz ha equipado con un sistema de control integrado de ahorro de energía. Éste controla la velocidad de la bomba según las exigencias. Los parámetros del proceso se pueden transmitir directamente a través de una interfaz IO-Link.

Las dos válvulas compactas LQEi, que controlan dos circuitos de aspiración independientes, están situadas descentralizadamente en la garra. Conmutan el vacío allí donde es necesario y garantizan una rápida evacuación y ventilación del sistema de vacío. Esto acelera considerablemente los tiempos de aspiración y soltado. Un sensor integrado en la válvula controla el vacío y garantiza un alto nivel de fiabilidad del proceso. Gracias a la fijación de la posición final y a la válvula de retención de la LQEi, el sistema mantiene el vacío incluso en caso de caída de energía.

La garra PXT convence por su flexibilidad y modularidad. Bizerba y Kilivations ensamblan efectores finales adecuados a partir de los componentes estándar. Si más adelante cambia la geometría de las bandejas de alimentos, los componentes pueden combinarse de nuevo. "Esto es innovador y encaja con nuestra célula robotizada abierta, que sólo está protegida por barreras fotoeléctricas", subraya Oliver Deifel. Es Director Global de Soluciones para Clientes y Negocio de Integración de Bizerba. Hasta ahora, los procesadores de alimentos confiaban en células cerradas, que normalmente sólo estaban diseñadas para un formato de pieza. "Había que reconvertir laboriosamente el sistema para cambiar de tamaño de envase", recuerda Deifel.

Las ventosas de fuelle PSPF están en contacto directo con el envase de carne. Seis de ellas están controladas por una válvula compacta LQEi. Además de un fuelle flexible y estable, tienen un labio sellador especialmente suave. Esto permite que el sistema manipule el envase automáticamente, a pesar de las arrugas. Esto significa que las arrugas se convierten en un mero problema estético. PSPF está fabricado con silicona conforme a la FDA y es apto para el contacto con productos alimenticios.

Pero, como suele ocurrir, la tecnología está en los detalles: con la Compact-Pump GCPi, pueden implementarse dos circuitos de vacío independientes por garra a través de IO-Link. "La comunicación IO-Link nos permite evaluar todos los parámetros relevantes del proceso, como el tiempo de evacuación y la tasa de fuga", explica Jan Walter. Es jefe de ventas en Alemania y del servicio externo de Schmalz. "Esto nos permite detectar el desgaste progresivo de las ventosas o las fugas en el sistema". Este mantenimiento preventivo ayuda a las empresas alimentarias a evitar paradas imprevistas.

Todo el sistema es puramente eléctrico, y las secciones transversales de flujo y longitudes de cable optimizadas permiten depositar las piezas sujetadas de forma rápida y fiable sin aire comprimido. Esto baja los costes operativos. Gracias a la instalación descentralizada del LQEi en la garra, Schmalz ejecuta tiempos de evacuación y depósito extremadamente rápidos, necesarios para alcanzar la exigencia de 96 picks por minuto.

Una cinta transportadora lleva las bandejas envasadas y etiquetadas al punto de recogida de la solución de manipulación de Schmalz. Cada una de las dos garras PXT recoge cuatro envases de alimentos y los coloca en las cajas de espera, una capa cada cinco segundos. A continuación, una vía de rodillos transporta estas cajas a la superficie de expedición. "Funciona como un reloj", afirma satisfecho Walter.

"La colaboración con Schmalz y Kilivations fue siempre positiva y juntos pudimos instalar un sistema excelente para nuestro cliente en España", afirma Oliver Deifel. "Y nuestro cliente también está muy satisfecho. Ahora trabaja con el sistema con un alto rendimiento, ahorrando costes de personal y con la máxima seguridad de proceso gracias a la automatización." La encajadora funciona según lo previsto en España desde finales de 2023, y otros clientes ya se han interesado por la solución. "El concepto inteligente de este sistema constituye la base para otros proyectos", revela Deifel.