Robots de envasado 101: tipos, aplicaciones e integración fluida

Durante décadas, los robots se han usado para envasado industrial. Este artículo intenta arrojar luz sobre robots de envasado, las tareas que realizan y los problemas potenciales de su integración.

El envasado consta de 3 procesos básicos: envasado primario, secundario y terciario.

Envasado primario

Se refiere al envasado en contacto directo con el producto. Incluye aplicaciones pick-and-place. Una variedad de robots pueden usarse: robot articulado, SCARA o Delta. Este último podría ser la mejor solución, especialmente si la velocidad es la prioridad.

El siguiente paso es el desenvasado (depanning), proceso de retirar productos de sus contenedores. El desanidado (denesting) ocurre en rápida sucesión, usando otro robot y retirando envases vacíos de la pila. Finalmente, el robot de desenvasado coloca los items dentro del envase. La carga útil (payload) se vuelve un tema aquí. Por ello, robots articulados que levantan 60-200 kg (alta carga, según producto) deben aplicarse para desenvasado y desanidado.

Envasado secundario

Incluye encajado (boxing), agrupar varios items individuales en cajas o estuches. Los robots colaborativos son adecuados aquí (típicamente hasta 20 kg de carga, con algunas excepciones >50 kg), especialmente si están sincronizados (planificación multi-robot).

Envasado terciario

Implica apilar las cajas terminadas en palets —paletizado. Si las cajas son ligeras, puede usarse un robot colaborativo. De lo contrario, mejor robot de alta carga. En cuanto a los palets, potencialmente podrían ser transportados por robot móvil en lugar de empleado.

Esto nos lleva al tema final: Almacenaje. Al colocar robots móviles en una fábrica, su producción se vuelve totalmente automatizada. Ergo: eficiencia temporal, velocidad y entorno de trabajo más seguro.

Incluso si todos esos procesos se controlan automáticamente, los empleados siguen siendo relevantes. Un operario que no comprende cómo funciona el sistema puede acabar reduciendo productividad. Consecuentemente, todos los usuarios finales deben formarse para llevar las capacidades de producción al máximo.

Aspectos a considerar antes o durante la producción

Durante el envasado primario, puede que la orientación de cada producto en la cinta transportadora sea distinta. Se resuelve colocando una cámara en la línea realizando estimación de pose (pose estimation).

Algunos productos frágiles, como huevos, no pueden recogerse con grippers regulares. Una solución: grippers de vacío que se adaptan a la forma del objeto por succión. Otra opción: grippers de robótica blanda (soft robotic grippers).

Antes de integrar robots en una línea de producción, el fabricante debe verificar si la celda robotizada en su conjunto lleva el marcado CE. La forma de obtenerlo es siguiendo la Directiva de Máquinas, que lista requisitos básicos de salud y seguridad para máquinas que operan en el mercado UE. Además, debe realizarse una evaluación de riesgos para identificar y reducir peligros potenciales.

Mantener la máquina limpia es crucial. Planes de mantenimiento preventivo con hojas de trabajo suelen proporcionarlos los OEMs y deben aplicarse desde el inicio en intervalos regulares diarios, semanales o mensuales. Esos planes pueden incluir: sustitución de piezas de desgaste (componentes con vida útil <2 años), lubricación, visitas in situ, almacenamiento de repuestos, formación de operarios.

Cuando llegue el momento de invertir en robots, el precio no tiene por qué ser el único factor. La disponibilidad de soporte técnico también importa. Si las piezas de la máquina son de alta calidad, los costes de mantenimiento probablemente serán bajos. ¿Hay repuestos disponibles con poca antelación si algo falla? Todos esos factores compensan el precio pedido.

La disponibilidad de materiales en todo momento no es difícil en circunstancias normales. Sin embargo, en épocas de alta demanda, no querrá ver su producción parada por eso. Mantener informado a su proveedor o comprar a varios proveedores es una buena estrategia.

Una mirada al futuro

Poder seguir el ritmo de competidores es crucial, por eso surge la necesidad de adaptarse a nuevas tecnologías. Una de ellas es Industria 4.0. Aún considerado buzzword para algunos, sus procesos ofrecen flexibilidad, conectividad y reducción de costes. IoT, IA, Big Data pero sobre todo, Sistemas Ciberfísicos (CPS).

Una característica importante de CPS es proporcionar a los clientes el progreso de producción para que verifiquen si se cumplen sus requisitos, en todas las etapas. Esto ofrece transparencia y puede ser un excelente enfoque de marketing. Sobra decir que Industria 4.0 aplica en todas las industrias, no solo en envasado.