Robots colaborativos de paletizado para optimizar líneas de packaging

El futuro ya está aquí y el desarrollo de la robótica y la programación nos permite disponer de robots colaborativos o también llamados “cobots” para automatizar los procesos industriales. Son muchas las empresas que apuestan por incorporar robots colaborativos de paletizado para optimizar las líneas de packaging o envasado por los múltiples beneficios que esto conlleva en su entorno y en su nivel de productividad.

Los robots colaborativos han ido ganando protagonismo con respecto a los robots industriales tradicionales por su seguridad y versatilidad a la hora de colaborar en tareas junto con los humanos. Mientras que un robot industrial produce de forma masiva y por su gran tamaño permanece en una posición fija, los robots colaborativos son ligeros y compactos pudiéndose ubicar allí donde se les requiere.

En cuestión de seguridad, los robots colaborativos presentan muchas ventajas ya que están dotados de sensores que les permiten conocer su entorno, controlar mejor sus movimientos y detenerse en caso de necesidad. Esto es posible gracias a los sistemas limitadores de fuerza que son capaces de medir el par aplicado en cada eje de su movimiento por lo que ante la acción de una fuerza anormal, se envía una señal para que el robot se detenga o corrija su dirección. Además, como son ligeros, un choque fortuito no debería ser peligroso para la seguridad de ningún trabajador. Con toda esta tecnología aplicada se consiguen eliminar las barreras de seguridad que sí deben estar presentes con los robots industriales que no están equipados con sensores y que pueden resultar potencialmente peligrosos.

Otro de los puntos a favor de los robots colaborativos de paletizado es que no necesitan profesionales expertos en programación para su puesta en marcha y manejo, ya que son máquinas más intuitivas y menos complejas que los robots industriales que requieren de conocimientos específicos.

Por otro lado, la versatilidad de los robots de packaging se refleja en que pueden realizar una sola tarea o varias si se reprograman. Esta reprogramación sencilla se traduce en que el robot podrá realizar distintas tareas según surjan nuevas necesidades. Los robots de paletizado están pensados para ayudar al trabajador porque pueden centrarse en aplicaciones industriales más pequeñas y ligeras. No están diseñados como los robots industriales que trabajan a altas velocidades en las líneas de bebidas o alimentos, pero en cambio son adecuados para las industrias alimentarias, químicas, higiénicas y farmacéuticas que lo hacen a bajas velocidades durante los procesos de envasado secundarios o terciarios.

Por lo tanto, con la irrupción de los robots en las máquinas de paletizado para las líneas de packaging, se  crean nuevas oportunidades de automatización para muchas empresas ya que eliminan las barreras de seguridad y facilitan la integración en la cadena de producción, acercando las máquinas a las personas.

Optimizando los procesos en la línea de packaging con Robots de paletizado

Los robots colaborativos de paletizado ayudan al operario a optimizar al máximo la relación entre la automatización y la mano de obra. Por ejemplo, se puede crear un tándem perfecto durante el proceso de producción ya que los cobots pueden llevar a cabo las tareas repetitivas de forma excelente, mientras que el operario puede añadir valor a las tareas complementarias que requieran de gestión humana.

En las líneas de packaging, en particular en las tareas relacionadas con el envasado de final de línea, hay tres tareas en las que los cobots podrían desempeñar un papel importante y diferenciador:

1. Embalaje de productos en cajas

   Los robots colaborativos son capaces de coger productos de diferentes tipos (botellas, bolsas, paquetes, cartones y bolsas) e introducirlos en una caja de cartón ondulado. El sistema se debe combinar con un transportador de entrada de productos y un sistema de transporte de cajas  automático.

   Con la relación entre cobots y operarios, se genera un mayor valor en términos de utilización de la mano de obra que pasa de una tarea a poder realizar una multitarea en otras operaciones, como el formado de cajas, el sellado, el paletizado y la reposición de materiales.

   Al ser los cobots ligeros y compactos, se puede maximizar el rendimiento de la inversión repartiéndose en varias líneas de trabajo en función del programa de producción. Con los cobots se puede tener un rápido retorno de la inversión si se logra que su utilización sea completa para lo cual se tendrán que diseñar los cobots de tal manera que se desplacen de una línea a otra para realizar tareas similares o diferentes.

   Aunque los cobots son seguros para trabajar con los operarios y no es necesario que haya barreras de seguridad, conviene tener en cuenta algunas consideraciones en materia de seguridad para los transportadores o el efector final. Es importante asegurarse de que los transportadores, el sistema de manipulación y el efector final no suponen ningún riesgo. A día de hoy ya existen en el mercado, transportadores y efectores finales diseñados específicamente para aplicaciones colaborativas lo que permite trabajar en equipo con los más altos estándares de seguridad.

2. Paletización

   Otra aplicación que pueden llevar a cabo los cobots es la paletización de cajas, lo que permite una automatización del embalaje de cajas. Los robots colaborativos toman las cajas cerradas y las colocan en un palet con la matriz y las capas necesarias para la paletización. Al tratarse de una zona segura completamente abierta, los palets pueden colocarse en el suelo y ser retirados por un operario.

   Una de las ventajas más importantes del uso de cobots en las tareas de paletización es que elimina la presencia física de los sistemas de seguridad ya que no requiere de una zona delimitada por vallas de seguridad ni operadores con formación en protocolos de seguridad.

   La paletización con robots colaborativos se simplifica a contar con cuatro componentes: el transportador, el cobot, el efector final y el palet.

   En cuanto a las limitaciones de los cobots está la carga útil, la velocidad y la altura. Aunque existen ciertos modelos que son capaces de hacer frente a cargas y velocidades elevadas, la mayoría de los cobots no están diseñados para manejar cargas superiores a 4-5 kg o velocidades de más de 3 cajas por minuto y no pueden crear un palet de más de un metro de altura.

    

3. Tareas complementarias

   Otra aplicación posible para los robots colaborativos en la automatización del final de línea sería una tarea complementaria al proceso, como es la aplicación de capas de protección al embalaje. Muchas aplicaciones convencionales para el embalaje de cajas suelen requerir el desempeño de estas tareas complementarias para proporcionar flexibilidad en todo el proceso.

   La función principal del final de línea puede verse complementada por el uso de robots colaborativos permitiendo realizar tareas como el desempacado de botellas, la creación de un canal de clasificación, la acumulación o manipulación de productos. Esto ayuda a aliviar áreas de mano de obra que no habría sido posible automatizar debido a limitaciones de espacio, seguridad o presupuesto.

Optimización de beneficios en líneas de packaging con el uso de Robots colaborativos de paletizado

La solución colaborativa entre cobots y operarios maximiza la productividad pues libera a estos últimos de realizar ciertas tareas en la línea de packaging y así emplear ese tiempo en otras actividades como recarga de materiales, atención de alarmas en la línea, retirada de palets cargados para su transporte al almacén y sustitución por nuevos palets para ser cargados nuevamente. En otras palabras, se mejora la producción y el rendimiento del proceso.

La inversión en robots colaborativos representa un retorno de la inversión factible para todas aquellas empresas que se encuentran en la base de la pirámide en términos de escalas de producción porque les permite automatizar sus líneas de packaging. Mediante un estudio de viabilidad económica se puede mostrar cuánto se podría gastar en automatizar un proceso ya que es necesario no solo los robots colaborativos sino también el sistema básico de efector final y transportador de productos. El retorno de la inversión dependerá de cuánto se utilice un robot pero en términos generales, suele estar en torno a los seis y los dieciocho meses. Todo esto dependerá en gran medida del coste de mano de obra, los volúmenes de producción y el tipo de aplicación de envasado que se realice.

De ser un proyecto factible, la introducción de esta tecnología permite sustituir operarios que antes realizaban tareas repetitivas y de baja cualificación por cobots con un rápido retorno de la inversión. Además, la versatilidad de los cobots para tareas de encajar productos permite que trabajen en múltiples tareas a lo largo de la vida útil e incluso pueden llegar a trabajar 24 horas ininterrumpidas.

En conclusión, la nueva generación de robots colaborativos de paletizado ayudan a mejorar la automatización en muchos procesos y proporcionan seguridad, versatilidad y facilidad de uso que facilitan que la mano de obra pueda dedicarse a otras tareas de mayor valor añadido sobre todo en la línea de packaging. En efecto, los cobots han venido para quedarse pues ayudan a reducir de forma significativa la barrera de la automatización de las líneas de packaging.