La paletización en cualquier planta de fabricación representa numerosos desafíos operativos, desde la eficiencia de la producción hasta cuestiones relacionadas con la seguridad. Esto es particularmente aplicable a VIP Packaging, una compañía de envasado de plástico y acero líder en Australia y Nueva Zelanda.

VIP Packaging fabrica botellas de polietileno de alta densidad (HDPE), de tereftalato de polietileno (PET) y de polietileno de baja densidad (LDPE), todas ellas moldeadas por soplado y extrusión o moldeadas por soplado, inyección y estiramiento.

La planta de producción fabrica soluciones de envasado para las industrias de alimentos y bebidas, cuidado personal, productos domésticos y productos químicos industriales.

Entre sus clientes figuran nombres muy conocidos en Australia y Nueva Zelanda, que la eligen porque VIP Packaging se compromete con la innovación, la calidad y la sustentabilidad.

La línea de producción en la planta paletiza en su mayoría botellas que se utilizan para champús y detergentes para ropa. Para minimizar el manejo manual y lograr la eficiencia en la producción, VIP Packaging recurrió a Machinery Automation & Robotics (MAR) para obtener una solución que le permitiera automatizar su línea de producción de paletización.

Paletización manos libres

La planta de VIP Packaging transporta botellas de envasado que se colocan en paletas en un formato prediseñado adecuado para transportar directamente a los clientes. Los tamaños de estas botellas pueden variar de 500 mililitros a 2 litros y se entregan envueltas en un plástico transparente estirable para asegurar que permanezcan en posición durante el transporte.

Cumplir con las normas de salud y seguridad laborales, mejorar la productividad y generar ahorros de costos de mano de obra eran todas prioridades importantes para VIP Packaging. Según Geoff Biscaya, Gerente general de contenedores rígidos en VIP Packaging: “Para seguir siendo competitivos era evidente que necesitábamos reducir los costos de mano de obra mediante la automatización de la inspección, el envasado y la paletización finales de nuestras máquinas de moldeo por soplado de alto volumen”.

En todo este proceso, eran tres las líneas de paletización principales que se beneficiarían de la automatización:

aquellas encargadas del manejo del envasado, el manejo de la paleta y la envoltura por estiramiento. El desafío era diseñar un sistema que pudiera automatizar toda la línea de paletización y brindar no solo ahorros de costos sino también mejorar el control de calidad y la seguridad. Después de estudiar la operación del sistema de VIP, MAR presentó un sistema completamente automatizado que incluía tres robots, dispensador de paletas, transbordador doble, sistema de visión tridimensional, HMI completamente automatizada, sistema de flejado de paleta automatizado y máquina de estiramiento de paleta, todo controlado por un centro de control de motores centralizado de Rockwell Automation.

En la planta de VIP Packaging, las botellas de plástico se trasladan continuamente en el transportador hacia la línea de paletización, donde el robot las recibe y las apila en la paleta. Se utilizan sensores para contar la cantidad requerida de botellas para cada capa de envasado. Una vez que se completa una capa, el robot recoge una hoja deslizante plástica y la coloca en la parte superior de la capa de botellas.

Este proceso se repite hasta completar la paleta; luego, el robot coloca una plancha de madera en la parte superior de la paleta para mantener las botellas en el lugar. Según Merv Shirazi, Gerente de proyecto de Machinery Automation and Robotics: “El diseño de las pinzas o garras en el brazo del robot era fundamental para la eficiencia del proceso de paletización”.

“Cuando se colocaban las botellas plásticas en forma vertical, debíamos asegurarnos de que se colocaran en la posición correcta, ya que si una botella se deslizaba o se caía, se podía producir un efecto dominó y se caerían cientos de botellas, lo que no solo crearía un peligro para la seguridad sino también implicaría la anulación de toda la paleta”, explicó.

Para evitar que las botellas colocadas en la paleta se rompan o deslicen, la paleta se envuelve automáticamente en plástico transparente. Luego, cada paleta se transporta en un transbordador hacia la plataforma de carga y la paleta vacía se devuelve.

Está todo bajo control

En cualquier sistema automatizado, la integración entre el sistema de control y el de seguridad es importante, pero en una línea de paletización controlada por un solo operador, la integración completa es esencial. Se utilizaron variadores PowerFlex® 4M para brindar un control de motores eficiente en los transportadores y todo el sistema de paletización robótica se controlaba con CompactLogix™.

De acuerdo con Harish Ahuja, Administrador de cuentas del OEM en Rockwell Automation: “La plataforma de control de máquina compacta de Rockwell Automation brinda integración rentable de una máquina o aplicación de seguridad en el sistema de control a nivel de toda la planta, ya que integra seguridad, movimiento, capacidades discretas y de variadores en un solo controlador, lo que la convierte en la opción más adecuada para esta aplicación”.

La estación de trabajo del operador ofrece una interface operador-máquina (HMI) con pantalla táctil PanelView™ Plus 1000 fácil de usar, que brinda navegación simple e incorpora una serie de opciones. Además del control primario para la función de inicio y parada del sistema, la HMI también incluye programación para el control manual de los transportadores, control manual de la pinza del robot, datos de producción por turno, informes de errores, control del robot y control de acceso para el mantenimiento y la limpieza.

“La programación del sistema es simple y sencilla; se ajusta a una amplia variedad de formas y tamaños de diseños de botellas. La plataforma de control también incluye sistemas de seguridad integrados que ofrecen mayor seguridad para el operador”, dijo Biscaya.

Al pasar a un sistema automatizado, la seguridad del operador era una prioridad clave; por lo tanto, al tener en cuenta esto, el sistema se diseñó con seis zonas de seguridad independientes que no requieren supervisión. Algunas partes de la planta debían operar las 24 horas, los 7 días de la semana, motivo por el cual la confiabilidad y la reducción del tiempo improductivo eran tan importantes para VIP Packaging. Esto se abordó con el diseño y la construcción de la línea para permitir el acceso a componentes específicos que se desgastan con el tiempo en una máquina en particular, sin tener que cerrar toda la planta durante el mantenimiento de rutina.

Instalar una nueva solución por lo general requiere un período de interrupción del sistema existente mientras se instala el nuevo; por lo tanto, el objetivo con este proyecto era minimizar esto y también reducir el riesgo de problemas iniciales con la nueva solución. Para lograrlo, el nuevo sistema se probó completamente fuera de la planta antes de la instalación.

“El sistema completo, incluida la duración del ciclo y otros parámetros, se probaron fuera de la planta antes de la instalación para poder minimizar el riesgo de tiempo improductivo. Esto permitió asegurar que la instalación progresara de manera uniforme, lo cual era muy importante para nuestra empresa”, dijo Biscaya.

Control de calidad uniforme

Mantener el control de calidad superior es esencial para VIP Packaging, que es reconocida por sus soluciones de envasado que no solo ofrecen rendimiento excepcional, sino que también diferencian y mejoran la marca de sus clientes. Biscaya sabía que automatizar sus sistemas de control de calidad los ayudaría a mantener la reputación como empresa de soluciones de envasado de calidad superior, al tiempo que les permitiría introducir ahorros de costos de mano de obra.

“Con la ayuda de MAR pudimos integrar los sistemas de visión para identificar una serie de fallos en las botellas y rechazarlas. Este sistema de control de calidad automatizado era más uniforme que el elemento humano, lo que nos permitió bajar el costo de cada paleta a través del ahorro de mano de obra y de la reducción de los desechos del envasado”, dijo.

Para confirmar que el sistema automatizado funcionaba de manera eficiente, el sistema de HMI estaba programado para monitorear y activar una alarma que alertaba al operador si se rechazaban demasiadas botellas de manera consecutiva.

Recuento de los ahorros

“Al día de hoy seguimos viendo diferentes beneficios del nuevo sistema automatizado. Cumplió todos nuestros requisitos clave al permitirnos reducir los costos de mano de obra y mejorar el control de calidad y la seguridad. Además, la solución estableció un costo base bajo para operar la planta en el transcurso del tiempo, lo que permite mejorar nuestra productividad y competitividad”, dijo Biscaya.

La automatización de la línea de paletización produjo ahorros de mano de obra significativos, control de calidad y menores costos de funcionamiento. El retorno de la inversión es aproximadamente de solo dos años, lo que le permitirá a VIP Packaging cosechar los frutos de la solución por muchos años más.