Las soluciones de robótica y automatización inteligente innovan y mejoran los procesos en muchas industrias, y la fabricación es una de ellas. El embalaje en particular, es un área en la que emergen tecnologías para automatizar los procesos manuales tradicionales y agregar otras eficiencias a los sistemas, con capacidades de robótica y automatización inteligente disponibles para mejorar cómo se hacen las cosas a través de las cadenas de producción y de suministro.
Tanto las empresas tradicionales de automatización como las nuevas empresas están desarrollando tecnologías para mejorar los procesos en la planta, mientras que los sensores inteligentes y otras tecnologías relacionadas con Internet de Cosas (IoT) están mejorando la forma en que se manejan los productos durante el transporte ya través de la cadena de suministro.
Sin embargo, aunque estas tecnologías existen, los fabricantes todavía no están aprovechando al máximo las oportunidades disponibles para automatizar y mejorar la forma en que los productos desde los alimentos a los productos farmacéuticos están siendo envasados y procesados, según Ross Kozarsky, analista de Lux Research.
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| La tecnología robótica de agarre suave de Soft Robotics se utiliza para clasificar los bagels para el empaquetado. La tecnología de la Universidad de Harvard proporciona la automatización robótica para los procesos previamente manuales debido a su capacidad de manejar delicadamente una variedad de artículos. Fuente: Soft Robotics |
Kozarsky destacó una serie de tecnologías de próxima generación relacionadas con el IoT que están surgiendo para ayudar a que los procesos de envasado sean más eficientes. Entre ellas están las innovaciones en los sensores que mejoran la forma en que se transportan los productos, tales como los productos de registro de datos de la cadena fría con precios más bajos y factores de forma más pequeños; registro de la temperatura en el nivel de embalaje del proyecto individual; y los envases inteligentes conectados a Internet para una variedad de usos.
Las soluciones de embalaje inteligente también están encontrando su camino en la cadena de proceso, dijo. "Los RFID flexibles están empezando a ver la adopción a nivel de artículos en productos de alto valor, como medicamentos y licores, para la lucha contra la falsificación y el envío de información comercial", dijo Kozarsky. "Además, los sensores táctiles impresos permiten una interacción en vivo con los consumidores en el empaque, y las pantallas reflectoras de baja potencia se utilizan en las etiquetas de estanterías electrónicas para proporcionar información en tiempo real sobre los productos".
Robótica para automatizar tareas manuales
Los proveedores de tecnología, sin embargo, tienen una perspectiva ligeramente diferente sobre las innovaciones de robótica y automatización que actualmente están disponibles para ellos en aplicaciones de embalaje. Ellos reportan de estas mejoras tecnológicas en dos áreas clave de la producción: los procesos mecánicos y los sistemas de control.
Una nueva innovación clave que puede mejorar los procesos de envasado mecánico proviene de la investigación desarrollada en la Universidad de Harvard para un reto de robótica de la Agencia de Proyectos Avanzados de Defensa (DARPA) y luego comercializada por una empresa llamada Soft Robotics.
La tecnología es una pinza suave robótica inspirada en el pulpo que puede manejar una variada gama de objetos delicados, de forma extraña y que previamente sólo se podían mover y envasar usando mano de obra, dijo Carl Vause, CEO de Soft Robotics.
Los investigadores de Harvard se inspiraron en cómo los tentáculos de un pulpo se ajustan a los objetos y construyeron la pinza para hacer lo mismo, haciéndolo versátil para aplicaciones de agarrar y colocar, entre otras, dijo.
"En este momento se pueden hacer muchos procesos repetitivos con la robótica, pero cuando se tiene una gran variación en tamaño, peso o forma, o un producto se daña fácilmente, hoy en día los robots actuales no son capaces de manejar [estas tareas]", dijo Vause. "Usando la tecnología robótica suave de Harvard, somos capaces de desarrollar esta herramienta robótica, pinzas y sistemas de control, y permitir que un robot industrial tradicional interactúe con todos estos objetos".
Soft Robotics trabajó recientemente con JLS Automation para crear una aplicación robótica de conjuntos para ensamblar rápidamente y fácilmente ensaladas pre-envasadas. La solución - diseñada para un restaurante - utiliza la pinza para tomar automáticamente bolsas de lechuga, palitos de apio, tomates cherry y queso, y ponerlos dentro de una caja para despacho.
"Estamos ofreciendo una solución altamente flexible que tiene la capacidad de un solo robot para manejar múltiples componentes que entran dentro de un conjunto que puede aumentar la producción y disminuir la entrada de mano de obra", dijo Craig Souser, presidente de JLS Automation.
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| Un sistema de carga automática de chubs CL Osprey de JLS Automation, una de las numerosas ofertas robóticas de la compañía para mejorar la experiencia de envasado. Fuente: JLS Automation |
"Trabajamos con literalmente todos los robots que están disponibles hoy en día - de ABB, Fanuc, Kuka, Yaskawa Motoman, Mitsubishi, Kawasaki, Rethink, [entre otros]", dijo. "Es un sistema estándar que cuando lo conectas al robot, no tienes que crear un nuevo software. Bajará la valla a la integración y se tiene que hacer muy poca personalización."
Automatización en el nivel de control
los proveedores de tecnología dijeron que la automatización robótica en el nivel del sistema de control también está mejorando los procesos de embalaje y creando nuevas eficiencias. Los sistemas de control se están volviendo más pequeños y más ágiles, además de aprovechar los beneficios del control de movimiento robótico para que los sistemas que estaban previamente separados se fusionen para un proceso más eficiente.
Souser dijo que una de las mayores tendencias en el control de movimiento inteligente para sistemas de embalaje es la integración del control de movimiento robótico dentro de los PLCs para crear una solución de control única, que reduce la cantidad de hardware y software necesario, así como proporciona otras eficiencias.
"Estamos reduciendo el recuento de piezas, y el software es menos complejo y más estrechamente integrado", dijo. "Esto simplifica enormemente el soporte, ya que hay menos puntos de conexión a supervisar."
Otro proveedor de automatización y robótica, Yaskawa Motoman, también está ayudando a los fabricantes a mejorar los sistemas de control de embalaje mediante la racionalización de las tecnologías, así como la simplificación de la programación de los sistemas de control para mejorar la efectividad total del equipo o OEE ", dijo Dean Elkins, gerente general de Motoman Robotics Division.
"Desde el punto de vista del control estamos viendo un movimiento hacia ser capaz de programar en lenguajes más universales", dijo. Para ello, la compañía proporciona tecnología a través de su controlador MP3300 denominado PACK ML, una representación gráfica del estado de la máquina que facilita a los administradores de sistemas el monitoreo de los procesos, dijo Elkins.
"Así que cuando estamos corriendo una línea de embalaje, le dirá dónde están sus cuellos de botella desde un punto de vista de control, y esta supervisara el producto bajando de una faja transportadora desde un punto de vista de disponibilidad para que las cosas pueden ser encajadas a pedido", dijo. La tecnología también permite a los administradores del sistema ver los atoros en la producción y ver si las máquinas se activan o desactivan para supervisar más eficazmente la línea.
Al tener este tipo de automatización y confiabilidad, los administradores del sistema de embalaje pueden asegurarse de que las operaciones se ejecuten de la manera más eficiente posible, dijo Elkins. "Cuando acoplas esto con robots más rápidos y fiables y la funcionalidad de PACK ML, esas cosas juntas te permitirán tener un mejor OEE", dijo.
Control de Unión y la Mecánica para Automatizar el Embalaje
Mientras que algunas nuevas tecnologías de robótica trabajan a nivel mecánico para mejorar el embalaje y otras en el nivel de control, también hay tecnologías disponibles que combinan las dos.
Una de estas tecnologías proviene del proveedor de automatización Rockwell Automation en la forma de su tecnología iTrak, que ha estado disponible durante los últimos años y está respondiendo a las necesidades de la industria del embalaje para ser más rápido y más flexible en sus ciclos de producción, dijo Jim Grosskreuz, Gerente de producto global en el negocio de movimiento de Rockwell.
ITrak es una tecnología que está integrada en el diseño de una máquina que le permite ser más flexible al ejecutar ciclos de producción, dijo. También impide la necesidad de cambio manual de moldes y máquinas para correr diferentes productos en la línea.
"En embalaje en particular, una de las tendencias que estamos viendo es que cada vez más máquinas necesitan ser flexibles -- necesitan ejecutar diferentes productos en diferentes momentos y tener la capacidad de tener ciclos de producción más cortos", dijo Grosskreuz. "Así que cuando se realiza un cambio de [producto], en lugar de tener múltiples herramientas, fajas, espaciadores o motores, con esta nueva tecnología iTrak, todo eso es programable. Hace que los tiempos de conmutación sean más rápidos, y puede tener ciclos de producción más cortos [utilizando] una sola herramienta para eso". iTrak, entonces, reúne los procesos mecánicos y de control en que es parte de la máquina pero se controla a través del sistema de automatización. De esta manera, no sólo automatiza un sistema que antes era mecánico, sino que también allana el camino para una nueva funcionalidad, dijo Grosskreuz.
"Estamos reemplazando la tecnología tradicional de movimiento que es accionada por una faja o una cadena que tenga anchos fijos sobre las cuales el producto pueda deslizarse conforme se mueve adelante en el proceso," él dijo. "Imagínese que esas limitaciones sean eliminadas y controladas a través de la tecnología magnética y servo, donde el ancho de los accionadores puede variar y la velocidad es independiente para cada una. Tiene una tremenda flexibilidad ".
Elizabeth Montalbano es una escritora independiente que ha escrito sobre tecnología y cultura por más de 15 años. Ha vivido y trabajado como periodista profesional en Phoenix, San Francisco y Nueva York. En su tiempo libre disfruta de surf, viajes, música, yoga y cocina. Actualmente reside en un pueblo en la costa suroeste de Portugal.
Elizabeth Montalbano
Design News
25 Octubre 2016
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