La empacadora de cajas robótica 'revoluciona' la producción

El fabricante de queso de imitación cambia del empaque manual al robótico para empaques al vacío y bolsas flexibles en varios tamaños de cajas, utilizando un sistema para manejar el producto de cuatro líneas.

La escasez reciente de mano de obra, tanto calificada como no calificada, ha sido un catalizador importante para la automatización en muchas empresas de empaque, y Lisanatti Foods de Oregon City, OR, es una de ellas. Como comparte Jeff Lisac, presidente de la empresa de fabricación de alimentos, en su estado natal, este desafío se ha visto agravado por el aumento de los salarios mínimos.

"Con el aumento de los costos laborales, el salario mínimo aumenta cada seis meses en Oregón", dice. "Para 2020, probablemente será de 15 a 18 dólares la hora". Esto, dice, es lo que obligó a la empresa a recurrir a la automatización robótica de sus operaciones de empaque de cajas, un movimiento que no solo permitió a la empresa ahorrar costos de mano de obra, sino también aumentar la productividad y la calidad del empaque.

Lisanatti fue fundada en 1976 por Phil y Norma Lisac como uno de los dos únicos proveedores de mozzarella de imitación para la industria de la pizza. Hoy en día, la empresa familiar se centra en la producción de alternativas de queso vegetariano de alta gama y enfocadas en la salud hechas de soja, arroz o almendras. Lisanatti suministra trozos, tiras y rebanadas bajo su propio nombre, así como para tres marcas de marca privada, suministrando productos a empresas de servicios de alimentos, a fabricantes de alimentos como ingrediente y a más de 6000 tiendas minoristas en los EE. UU. y varios cientos en Columbia. .

Su punto de diferenciación, dice Lisac, es el proceso que utiliza, lo que da como resultado un producto que tiene un cuerpo y una sensación mucho más cercanos al queso lácteo tradicional. "Hay muchas empresas que fabrican buenos productos", dice. "Simplemente creo que con la textura y el perfil de nuestros productos, tenemos una ventaja sobre la mayoría de nuestros competidores".

Dada su gama de clientes y tipos de productos, la empresa maneja varios formatos de empaque. Para la venta al por mayor ofrece formato bag-in-box de 30 libras para queso congelado a granel, y bag-in-box packs de 4 y 5 libras para producto fresco o triturado congelado. En el lado minorista, Lisanatti ofrece bolsas de queso rallado de 8 y 12 onzas y trozos empacados al vacío de 8 onzas que van en cajas de 12, 18 y 24 ct. Las bolsas para sus productos triturados están preimpresas, mientras que los trozos reciben etiquetas aplicadas a máquina. Lisanatti también ofrece un producto de rebanadas de queso cheddar de soja que se empaqueta conjuntamente.

La empresa cuenta con una línea de fabricación y cinco líneas de envasado. Antes de que Lisanatti automatizara el empaque de cajas, el proceso se realizaba manualmente, y los operadores tenían que desarmar y configurar el equipo al final de cada línea de empaque cada vez que tenían que empacar un producto diferente. Esto implicaba cambiar las formadoras de cajas, selladoras y etiquetadoras para adaptarse a diferentes formatos y configuraciones de paquetes, un proceso que podía llevar de una hora a una hora y media. Según las estimaciones de Lisac, la empresa perdió hasta 15 horas a la semana en productividad debido a los cambios. Además, según el producto, también cambió la cantidad de operadores necesarios para el trabajo. Por ejemplo, se necesitaban dos operadores para empacar bolsas de 8 lb funcionando a 30/min, mientras que se requerían cuatro para un producto de 8 oz a 70/min.

"Habíamos querido una empacadora de cajas durante muchos años, pero nunca encontramos una que fuera lo suficientemente versátil como para poder comprar una sola y alimentar todas nuestras líneas en ella", dice Lisac. "La mayoría de los equipos que existen implican una configuración elaborada de un tamaño a otro, y requiere demasiado tiempo y demasiados ajustes".

El otro inconveniente era el costo. "Anteriormente buscamos automatizar nuestra línea de empaque, pero financieramente no podíamos justificarlo", dice Lisac. En 2017, con los costos laborales fuera de control, Lisanatti sintió que no tenía más remedio que investigar la automatización en serio.

Entre sus requisitos para el equipo estaban un espacio reducido, la flexibilidad para manejar diferentes productos, formatos de paquetes y tamaños de cajas, y velocidades de hasta 120/min. Por recomendación de Curt Garrett, presidente de Garrett Packaging Systems, un distribuidor de Fallas Automation, Lisanatti seleccionó un sistema robótico de empaquetado de cajas de Fallas, el R700 Adabot.

El R700 Adabot es un sistema modular que puede operar hasta cuatro celdas de robot usando un solo controlador de automatización, por lo tanto, "agregar" un 'bot'. Para los propósitos de Lisanatti, eligió un Adabot doble, o dos robots de selección y colocación delta, para garantizar que el sistema cumpliera con la velocidad requerida mientras seguía funcionando al 75 % u 85 % de su capacidad, proporcionando espacio para crecer. "Y si necesitamos más velocidad más adelante, podemos comprar otro robot, lo que realmente ahorra tiempo y dinero", dice Lisac.

La empacadora de cajas maneja productos de cuatro líneas de empaque, con el transportador de salida de cada línea alimentando un transportador de entrada principal. "Los transportadores que alimentan la alimentación principal se superponen entre sí, y hay puentes que se elevan o se bajan para determinar qué línea alimentará la máquina", explica Lisac. "Ahora, no puede alimentar la máquina con todos los diferentes productos al mismo tiempo, pero en cuestión de 15 minutos, puede cerrar una línea y abrir la siguiente".

Los tamaños de caja van desde 8 x 11 x 3 pulgadas hasta 11½ x 17 x 13 pulgadas. Según Lisac, cambiar de un tamaño de caja a otro implica seleccionar un programa en la interfaz de usuario de la empacadora de cajas, hacer cuatro o cinco ajustes de tamaño de caja, y moviendo un par de rieles y topes.

Con excepción de la línea de triturado, que utiliza film preimpreso, cada línea de envasado tiene su propia etiquetadora. Una vez que los productos se empaquetan y etiquetan, se transportan a través de un detector de metales, sobre una controladora de peso y al Adabot. Aquí, el primer robot de la celda llena una caja en espera con la mitad del producto, después de lo cual la caja se transporta al robot de cola, que carga el resto del producto. Por ejemplo, para una caja de 12 ct, el primer robot cargaría seis paquetes y el segundo robot cargaría los seis restantes.

La herramienta del extremo del brazo para los robots es una manguera de vacío equipada con una ventosa de silicona diseñada para acomodar el producto y el empaque de Lisanatte en particular. "La elección de las herramientas fue crítica para nuestro producto específicamente", dice Lisac. "No cortamos en tamaños exactos, vendemos pesos exactos, lo que significa que, cuando lo cortamos con nuestras garras de queso, tenemos que regalar una cierta cantidad de queso para asegurarnos de que no nos golpeen los pesos estatales y medidas Entonces, todos los bloques de ocho onzas son inconsistentes en forma.

"Eso crea un problema con la colocación de etiquetas y con la indexación adecuada, porque los paquetes se golpean entre sí y se tuercen. Otro problema es que el producto en trozos se empaca en una máquina al vacío que calienta y forma la película. Hasta que el paquete es de un día o dos viejos, las esquinas todavía son muy sensibles. Por lo tanto, todos los transportadores suministrados por Fallas y las ventosas del robot tienen que manejar el producto con bastante cuidado o se creará una fuga. Si golpea o raspa una esquina o deja caer un paquete, se rechaza de inmediato. porque asumimos, por experiencia, que va a ser una filtración.

"Las bolsas flexibles en realidad son más fáciles de manejar, pero son más difíciles de cargar. No importa si las flexiona y las mueve, porque son bastante resistentes, pero caerán torcidas en el estuche cuando se carguen, y el queso caerá torcido en la bolsa, por lo que se requiere una selección y colocación precisas cuando el Adabot está cargando las bolsas en la caja.

"Hacer que la máquina de envasado manejara bolsas flexibles y queso en trozos duros fue bastante difícil. Tuvimos que tener varias ventosas diferentes para facilitar todos los diferentes paquetes". Sin embargo, desde que comenzó a usar el Adabot en junio de 2017, Lisanatte aprendió a usar un cabezal para tres de los productos, cambiándolo solo cuando procesa las bolsas de 5 libras.

Decir que Lisac está satisfecha con la decisión de automatizar sería quedarse corto. Según él, ha "revolucionado" todo el sistema de producción de la empresa, empezando por la facilidad con la que ahora se puede pasar de encajonar un producto a otro, sin tener que desmontar y montar un nuevo sistema cada vez. Debido a esto, la empresa también tiene la flexibilidad para producir tiradas más cortas, cuando sea necesario. Por ejemplo, si no se puede completar un pedido debido a un mal funcionamiento de la máquina o limitaciones de tiempo, Lisanatte puede regresar y ejecutar una línea durante 15 minutos a una hora solo para completar el pedido de compra y luego puede volver a cambiar a otro producto. .

La adición de la automatización también resultó en el traslado de cinco operadores a otras áreas de la línea, lo que según Lisac ha llevado a un mayor control de calidad, ya que hay más ojos en el producto. Agrega: "La gente está un poco más motivada ahora, porque no tienen que hacer tanto trabajo manual. Pueden monitorear y mirar cosas y trabajar en conjunto con los robots. Ha sido un proceso asombroso".

Lisac estima que la calidad también ha mejorado entre un 30 % y un 40 % al tener una máquina que empaca los productos en lugar de humanos. Para garantizar que las máquinas funcionen a plena capacidad, Lisanatte aumentó el tamaño de sus cajas para acomodar perfectamente el producto empaquetado. Esto ha resultado en una menor tasa de fugas, una mejor tasa de llenado y menores rechazos por peso de caja.

Lisac también dice que con la velocidad y la versatilidad de la máquina y el dinero y la mano de obra que el robot le ha ahorrado a la empresa, Lisanatte podrá pagar el sistema en 18 meses solo con los ahorros. Agrega: "Hay otra cosa que es intangible, y hasta que no trabajas con Fallas, realmente no puedes decir lo bueno que es. Esos muchachos me prometieron una empacadora de cajas llave en mano con mi línea de producción, y literalmente estábamos trabajando casi a velocidad la primera semana que lo encendimos. Eso es inaudito.

"Llevo 37 años haciendo esto, y he comprado mucha maquinaria, y todo el mundo jura que es llave en mano. Y les digo, nunca he visto nada llave en mano en mis 37 años. Siempre tenemos que modificar algo que no funciona, o algo está mal. Este equipo fue entregado, configurado, y en la primera semana, estábamos funcionando casi a toda velocidad. Unos tres meses después, después de haberlo marcado correctamente, lo teníamos hasta el punto en que obtuvimos más velocidad de lo que ellos pensaron que podríamos".

Vea todos los estudios de casos en la Parte I del Informe Especial de Robótica.