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Manipulación robotizada de vacíos para la cervecería Paderborner

02. septiembre 2019

Los envases individuales están de moda también en la industria cervecera. Sin embargo, para la manipulación automática de envases, esta diversidad significa requisitos exigentes que se están introduciendo recientemente. Como lo demuestra un proyecto actual que está ejecutando el proveedor de soluciones de sistemas vision-tec gmbh, los robots de brazo articulado ofrecen un gran potencial: en la fábrica de cerveza Paderborner, un robot industrial Motoman de Yaskawa aborda tareas complejas en el paletizado del mismo tipo de envases de terceros.

El robot está literalmente en el centro de la planta: ocho posiciones de paletización están dispuestas en forma de estrella alrededor del manipulador.

La flexibilidad del sistema queda demostrada por el hecho de que los pallets pueden variar entre cuatro y seis capas.

El MOTOMAN MPL500 II está equipado con una pinza paralela.

Mientras un pallet terminado espera la recolección en la posición de recogida, el siguiente pallet vacío está listo y esperando en la posición de carga.

El sistema también se utiliza para despaletizar cajas vacías para el sistema de reenvase paralelo.

A pesar de que la cuota de envases de bebidas retornables ha disminuido durante años, todavía se demandan botellas y cajas recargables, especialmente en la industria cervecera. Y no solo eso: para muchas cervecerías, incluso vale la pena clasificar los envases de otras marcas según el tipo para luego intercambiarlos con sus colegas por sus propios envases.

Esto también se aplica en gran medida a la cervecería Paderborner. Forma parte del Grupo Warsteiner desde 1990. Sin embargo, la tradición de la cervecería moderna se remonta a 1852. Hoy en día, alrededor del 98% de las bebidas producidas allí se llenan en recipientes reutilizables. La manipulación completa de los envases también se realiza en las inmediaciones de las plantas de llenado. "Mientras que en el pasado la proporción de envases de otras marcas era de alrededor del 5%, hoy representa más de un tercio", dice Uwe Bernardy, que está a cargo del departamento de embotellado en la cervecería Paderborner. Y también aclara la razón de este desarrollo: la creciente individualización de botellas y cajas.

Flexibilidad dentro de un espacio pequeño

Después de analizar varios conceptos para la implementación de un sistema completo de clasificación y reenvasado para hasta siete cajas y botellas, se eligió vision-tec gmbh en Kassel (Alemania) como proveedor de soluciones. Fundada como una oficina de planificación en agosto de 2011, la compañía es ahora la líder del mercado de sistemas automáticos de clasificación de contenedores vacíos. La cartera incluye máquinas de reconocimiento y clasificación patentadas para la industria de bebidas y alimentos, así como la planificación completa del sistema.

Para vision-tec no fue el primer pedido de la cervecería Paderborner. De hecho, los especialistas con sede en Kassel han implementado varios proyectos de automatización en la línea de llenado en los últimos años. Por ejemplo, en 2014 la planta de clasificación estaba equipada con uno de los últimos robots de clasificación vision-tec, que desde entonces ha establecido nuevos estándares en calidad y rendimiento de clasificación, así como flexibilidad de planta.

La flexibilidad también fue uno de los requisitos centrales para la tarea actual. Sin embargo, sobre todo, el objetivo era garantizar esta flexibilidad dentro del área más pequeña posible y con altas tasas de ciclo. Además, el sistema tenía que estar en gran parte libre de mantenimiento y, por supuesto, ofrecer una buena relación coste-beneficio.

Diseño de la planta: el robot se encuentra en el centro.

Al diseñar el sistema, los ingenieros de vision-tec se dieron cuenta rápidamente de que los diferentes requisitos podrían cumplirse mejor con un robot de brazo articulado. "Este fue un nuevo enfoque para nosotros", dice Knut Oppermann, Director Gerente y accionista de vision-tec. "Pero un robot de brazo articulado era la mejor solución, principalmente por razones de espacio, pero también por razones de rendimiento".

El robot está, literalmente, en el centro del sistema: ocho posiciones de paletización están dispuestas en forma de estrella alrededor del manipulador, que el robot procesa con una producción total de 1.000 cajas/hora. Las diversas variedades de otras marcas se paletizan en capas en seis posiciones. Una capa consta de ocho cajas. La flexibilidad del sistema se demuestra por el hecho de que los pallets pueden variar entre cuatro y seis capas dependiendo de la altura de las cajas o del camión al que están destinados. La séptima posición se utiliza, como una tarea adicional entre los procesos de paletización, para despaletizar cajas vacías para el sistema de reenvase paralelo. Y todo el proceso de manipulación de palets vacíos se trata a través de la octava posición.

Las ocho estaciones de paletización tienen dos posiciones: una posición de carga para paletizar las cajas y una posición de recogida para recoger el pallet terminado. Mientras un pallet terminado espera la recolección en la posición de recogida, el siguiente pallet vacío ya está posicionado en la posición de carga y puede cargarse con más cajas del mismo tipo. Esto evita los tiempos de espera en la paletización.

El material se alimenta directamente desde la planta de clasificación previa. Antes de paletizar, las cajas a paletizar, que pueden contener 16 cajas de un tipo, se recogen. Luego, las cajas se retiran en capas de ocho cajas y se transportan al robot de paletización. Un único sistema de transporte sin conductor (AGV) con batería de iones de litio se encarga de todas las tareas de transporte, desde la manipulación de las pilas de pallets vacíos y la entrega de cajas para el sistema de reenvase hasta la recogida de pallets terminados, mientras el sistema está en funcionamiento, ahorrando espacio y costes.

Robot de paletización MOTOMAN MPL500 II de YASKAWA

En la búsqueda de un robot adecuado, Knut Oppermann y su equipo optaron por un MOTOMAN MPL500 II de YASKAWA, que está equipado con una pinza paralela. "Esto se debió a la buena reputación del robot Motoman en el sector de bebidas", explica Oppermann.

Con un alcance vertical de 3.024 mm y un alcance horizontal de 3.159 mm, el robot de 4 ejes mueve cargas de alta precisión de hasta 500 kg. Esto hace que el modelo de la serie MPL sea ideal para este tipo de aplicación de paletizado. Otros factores clave aquí son la aceleración rápida del modelo, una precisión de repetición de 0,5 mm y la alta velocidad de hasta 1.200 de los ciclos de paletizado habituales por hora. Además del paletizado de cajas, el MOTOMAN MPL500 II también se puede utilizar, por ejemplo, para implementar soluciones de automatización en los centros de envío. El enrutamiento interno del cable desde la base hasta el eje U garantiza una alta fiabilidad y contornos de baja interferencia y también es particularmente económico. Por otra parte, la fábrica de cerveza pidió que el robot recibiese un acabado de pintura amarilla especial con el fin de lograr la estandarización visual con los otros componentes de automatización en el llenado.

Además del potente hardware, otro factor crucial a favor del robot MOTOMAN MPL500 II fue que el potente paletizador utiliza la generación actual del controlador MOTOMAN DX200. El controlador de seguridad integrado también hace que este controlador de alto rendimiento sea un controlador de seguridad funcional (FSU) completo de categoría 3. Hasta 32 zonas de seguridad definibles y 16 herramientas posibles permiten áreas de trabajo más pequeñas y una utilización óptima del área de producción. "Pudimos incorporar estas funciones a nuestro concepto de seguridad sin ningún problema", dice Oppermann.

A través de la interfaz MotoLogix, el controlador del robot también está integrado en el software del sistema a través de Ethernet, un sistema de control basado en PC con una interfaz de Windows. La conexión en red de todos los componentes del sistema permite el acceso de mantenimiento remoto a los sistemas individuales para poder ayudar de manera rápida y efectiva durante todo el día en caso de fallas.

Conclusión y experiencia práctica

La cervecería Paderborner continúa la automatización de su línea de embotellado con un sistema completo de clasificación y reenvase para envases de terceros implementado por vision-tec. El uso innovador de un robot de brazo articulado Motoman es la pieza central de esta solución.

Después de su primer año en operación práctica, el Director Gerente de vision-tec, Knut Oppermann, llega a una conclusión positiva en todos los frentes: “Incluso la puesta en marcha del robot Motoman fue simple. Desde entonces, el sistema ha estado funcionando bien y sin problemas ". El cliente de Oppermann, Uwe Bernardy, también confirma esta impresión:"Las expectativas del robot se han cumplido por completo"