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Robótica para el empacado de malvaviscos en Just Born

Nuevo sistema de empacado rob√≥tico le permite a la firma Just Born producir sus malvaviscos ba√Īados en chocolate, y sus delicados dulces en forma de pollito y conejito, en una amplia variedad de configuraciones, y en un proceso altamente automatizado.

Robótica para el empacado de malvaviscos en Just Born
Los dulces PEEPS se cargan en bandejas mediante el sistema pick-and-place de JLS Talon¬ģ, que cuenta con robots de visi√≥n guiada FlexPicker de ABB, y pinzas Soft Robotics de final de brazo.
Just Born

El avance en la automatizaci√≥n ha sido el santo grial en la industria alimentaria durante las √ļltimas d√©cadas con la implementaci√≥n de software y controles, as√≠ como la recopilaci√≥n de datos accionables que ha recibido la mayor atenci√≥n en los √ļltimos a√Īos. Sin embargo, la tecnolog√≠a rob√≥tica ha avanzado mucho. Seg√ļn el informe de inteligencia de mercados de PMMI Industrial Robot Opportunities in Food and Beverage Processing  (Oportunidades para los Robots Industriales en Procesamiento de Alimentos y Bebidas), la implementaci√≥n de robots en la industria alimentaria ha sido m√°s lenta que en otros sectores, los desarrollos tecnol√≥gicos en curso est√°n dando lugar a mayores oportunidades para que los fabricantes se beneficien al aumentar los niveles de automatizaci√≥n de robots en sus procesos.

¬ŅCaso en cuesti√≥n? Just Born Quality Confections empresa estadounidense que transform√≥ recientemente su popular l√≠nea para sus malvaviscos PEEPS¬ģ de una operaci√≥n de empacado que requiere mucha mano de obra a una que usa rob√≥tica con herramientas de agarre suave de extremo de brazo (EOA, por su sigla en ingl√©s) para acelerar la producci√≥n significativamente. De hecho, el proyecto de rob√≥tica de Just Born recibi√≥ el Manufacturing Innovation Award 2019 (Premio a la Innovaci√≥n en Manufactura 2019) de la feria ProFood Tech en marzo pasado en Chicago.

La planta de la compa√Ī√≠a en Bethlehem, Pensilvania, produce 2 mil millones de PEEPS cada a√Īo, con la Pascua como su temporada m√°s grande. Debido a las muchas variaciones de productos y un nuevo producto premium delicado PEEPS Delights, que es un pollito de malvavisco con un fondo recubierto de chocolate, Just Born necesitaba automatizar este proceso y requer√≠a de gran cantidad de mano de obra intensiva.

Rob√≥tica para el empacado de malvaviscos en Just BornPEEPS Delights (tres pollitos de malvavisco cubiertos de chocolate en la parte inferior) fue el centro de este proyecto de automatizaci√≥n de Just Born, porque estos delicados dulces anteriormente ten√≠an que ser empacados a mano.Foto cortes√≠a de Just Born Quality Confections.La compa√Ī√≠a tambi√©n quer√≠a pasar de la carga manual a la bandeja autom√°tica de todas las variedades de PEEPS bidimensionales (2-D) (pollitos y conejos) que, en su mayor√≠a, hab√≠an sido automatizados para adaptarse al formato general de un grupo 1x4 de conejos PEEPS. Pero fueron los Delights tridimensionales (3-D) el centro de este proyecto, ya que anteriormente ten√≠an que ser empacados a mano.

Encontrar la mejor solución de automatización no fue tarea fácil debido a la delicada naturaleza de los malvaviscos.

En su b√ļsqueda de tecnolog√≠as de automatizaci√≥n, un equipo de Just Born asisti√≥ a PACK EXPO International 2016 para estudiar posibles tecnolog√≠as. Despu√©s de ver una demostraci√≥n de rob√≥tica en PACK EXPO en el estand de JLS Automation que emplea pinzas Soft Robotics para cargar varios productos en cajas, Just Born encontr√≥ la respuesta.

Rob√≥tica para el empacado de malvaviscos en Just BornUna vez los PEEPS se forman y enfr√≠an, se cargan en una cinta esparcidora Rotzinger. La cinta esparcidora se usa para mover los PEEPS en una forma amplia a lo largo de la cinta de manera que los dulces no se tocan entre s√≠ evitando cualquier pegajosidad antes de ser empacados.Foto cortes√≠a Just BornEl fabricante de dulces y JLS trabajaron juntos para dise√Īar un nuevo sistema de embalaje integrado para PEEPS que incluye cuatro sistemas rob√≥ticos pick-and-place JLS Talon¬ģ. Cada uno de los cuatro sistemas presenta un robot ABB FlexPicker equipado con una pinza Soft Robotics EOA. La l√≠nea presenta 16 robots guiados por visi√≥n que recogen PEEPS de una l√≠nea transportadora y luego los colocan de manera suave y precisa en bandejas de cart√≥n o pl√°stico.

Seg√ļn Ross Born, CEO de Just Born, elegir un buen socio que tenga la capacidad de reunir un complejo proyecto de automatizaci√≥n fue esencial para el proyecto. "JLS ten√≠a la qu√≠mica adecuada no solo para llevarse bien con el equipo interno del proyecto, sino que tambi√©n estaba dispuesto a impulsar el equipo cuando fuese apropiado", agrega.

No tocar

En agosto de 2018, se lanz√≥ la nueva l√≠nea de empaque. La l√≠nea integrada comienza cuando los PEEPS calientes de malvavisco reci√©n azucarados salen de una "cocina" de A&B Process Systems, se forman y enfr√≠an, y luego se cargan en un transportador esparcidor Rotzinger.  La banda esparcidora se usa para mover los PEEPS de manera amplia a trav√©s del sistema de transporte para que ellos no se toquen entre s√≠.

Rob√≥tica para el empacado de malvaviscos en Just BornJust Born produce PEEPS, MIKE AND IKE, y HOT TAMALES en su f√°brica de Bethlehem, Pensilvania, mientras que las GOLDENBERG¬īS PEANUT CHEWS se fabrican en las instalaciones de Filadelfia, Pensilvania.Just BornLos productos fr√°giles ahora tienen m√°s separaci√≥n de productos a trav√©s de la cinta antes de ser recogidos por los "dedos" de la pinza del robot. PEEPS individuales no pueden tocarse entre s√≠ una vez que se forman o se pegar√≠an y llenar√≠an de dulce las l√≠neas, dice Randall Copeland , vicepresidente senior de operaciones de la cadena de suministro en Just Born.

En el proceso aguas arriba, Just Born y JLS notaron desde el principio que si el az√ļcar no se depositaba de manera adecuada y uniforme en la PEEP, el manejo del robot podr√≠a crear un desastre pegajoso. No hubo cambios de proceso al por mayor para acomodar la l√≠nea rob√≥tica, pero al hacer peque√Īas modificaciones en el proceso de control de calidad, Just Born tambi√©n pudo reducir la cantidad de desperdicio y controlar con mayor precisi√≥n la forma del producto y el dep√≥sito de az√ļcar.

El fabricante de dulces tambi√©n quer√≠a hacer mejoras en la seguridad alimentaria. Las pinzas se limpian durante los cambios entre formatos PEEP y se someten a una revisi√≥n de saneamiento. ‚ÄúUsted elimina las pinzas reales en el punto donde est√° conectado al brazo, y luego literalmente tira la herramienta en un balde de soluci√≥n desinfectante. El tiempo de cambio en una pinza es de 30 segundos‚ÄĚ, dice Copeland. Todo, desde la cinta de recogida hacia abajo, se puede lavar, y todos los transportadores aguas arriba se roc√≠an.

Las cuatro celdas de trabajo rob√≥ticas JLS Talon¬ģ, cada una equipada con cuatro robots ABB FlexPicker con controladores de robot ABB y neum√°tica Festo, controlan la actuaci√≥n de la pinza Soft Robotics. En total, hay 16 robots guiados por sistemas de visi√≥n Cognex con visi√≥n retroiluminada por infrarrojos.

La l√≠nea integrada est√° controlada por un controlador l√≥gico programable ControlLogix Allen-Bradley de Rockwell Automation que act√ļa como una puerta de enlace del sistema y une las diferentes m√°quinas.

“Debido a que era nuestra convención y la convención de algunas de las otras máquinas que estaban integradas en la línea, usamos Ethernet IP en el lado de la comunicación pura. Obviamente, ese es un protocolo estándar para Rockwell", dice Craig Souser, presidente/CEO de JLS Automation. "Además, nuestro estándar para HMI (interfaz hombre-máquina) es una ejecución similar a PackML o una ejecución completa de PackML, por lo que para la coherencia en las pantallas, lo usamos como nuestro estándar, y eso es independientemente de la plataforma".

Robótica para el empacado de malvaviscos en Just BornRandall Copeland de Just Born recibió el Premio a la Innovación en la Manufactura 2019 de ProFood World para la empresa, por el uso innovador de su sistema pick-and-place robótico con pinzas suaves de extremo de brazo.Just Born"A medida que aumentan los costos de los componentes, aumenta el costo de la mano de obra", dice Copeland. "Siempre estamos buscando formas de mejorar, y nuestra herramienta principal, francamente, es la modernización y la capitalización mediante la instalación de equipos que nos brinden mejores velocidades, tasas de capacidad de capital y menos mano de obra", agrega.

Con el mercado laboral apretado actual y la fuerza laboral cada vez mayor o prepar√°ndose para retirarse, el proyecto ha sido una bendici√≥n en lo que respecta al personal. Just Born pudo reasignar mano de obra de esta l√≠nea a otros trabajos de planta. La mano de obra redistribuida ha permitido que el fabricante de dulces ejecute operaciones 24/5 o 24/6 seg√ļn sea necesario y dio como resultado un mayor volumen de producci√≥n y eficiencias generales.

"Esta [l√≠nea automatizada] nos brinda mucha flexibilidad", dice David Yale, presidente y director de operaciones de Just Born. El nuevo sistema le da a la compa√Ī√≠a la capacidad de producir Delights y PEEPS tradicionales en una variedad de configuraciones y empaques diferentes. "Nunca antes hab√≠amos tenido la flexibilidad de hacerlo en ninguna de nuestras l√≠neas", agrega Yale.

Seg√ļn JLS, el mayor desaf√≠o fue la integraci√≥n de tantos equipos para crear una sola l√≠nea que pueda manejar 16 f√≥rmulas diferentes, tres placas de productos diferentes (lo que significa tres herramientas EOA diferentes en el robot pick-and-place), nueve grupos de diferentes formatos, cinco estilos de cart√≥n y cinco estilos de bandejas termoformadas que requieren densencajado.

También hubo desafíos para que el equipo funcionara de manera óptima mientras interactuaba en la secuencia que se necesitaba. Por ejemplo, las envolvedoras de flujo Ilapack Delta pueden tener un punto en el que deben detenerse, pero los robots tienen bandejas en las que están trabajando, y el sistema Kliklok-Bosch no puede detenerse de inmediato porque las cajas de cartón están parcialmente pegadas y necesita procesarse y terminar.

"Fue nuestro deseo, y la sugerencia de JLS, que [la línea] tuviera capacidades suficientes para que pudiera perder la célula y continuar a toda velocidad", dice Copeland. Por lo general, las paradas de línea no tienen nada que ver con las celdas y están relacionadas con las envolturas, afirma. Just Born tiene envolvedoras muy confiables, pero las interrupciones cortas más abajo en el proceso son inevitables, agrega Copeland.

Hoy en día, la producción sigue tarareando incluso cuando las envolvedoras están inactivas durante unos minutos. Además, Copeland dice que los operadores de planta son más felices. Disfrutan al ser desafiados y les gusta manejar maquinaria sofisticada.

Desde el punto de vista de la ingeniería, Copeland dice que el mayor desafío del proyecto fue adaptar la nueva línea robótica al espacio en planta existente de Just Born. JLS creó toda la línea para la prueba de aceptación de fábrica y se trasladó a la fábrica de Just Born en dos semanas.

‚ÄúHubo nueve cargas de equipos de remolque que se instalaron, organizaron y coreografiaron. Fue como un ballet. Recogimos todas las piezas para que cupieran en el elevador [de las instalaciones]‚ÄĚ, explica Copeland.

Su consejo para otros que asuman un proyecto similar es que no pierdan el tiempo haciendo que cada peque√Īo detalle sea perfecto. Aconseja simplemente sumergirse. "Va a encontrar tantas cosas que puede hacer un buen equipo que nunca pens√≥ de antemano y no puede poner un valor de antemano", afirma Copeland. "Aprendimos formas de mejorar el producto".

Los editores de PMMI Media Group, Matt Reynolds y Stephanie Neil, contribuyeron a este informe.

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