Delicatezza, velocità e precisione, i dolcetti meritano un trattamento dolce

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Dettagli del processo di pick&place per i teacake in tre scatole a ribalta.

Le forniture di dolci da tè sono in buone mani, grazie alle soluzioni di confezionamento secondario BTG di Cama Group. Le macchine di confezionamento robotizzate ad alta tecnologia garantiscono alta velocità, massima precisione e manipolazione delicata.

Per i dolcetti di marshmallow ricoperti di cioccolato, più comunemente noti come torte da té, esistono molte congetture in merito all’origine della loro invenzione. Tuttavia, è indubbio che questi snack delicati vengono gustati in svariate forme in tutto il mondo. A dire il vero, la loro popolarità si riflette nella voce di Wikipedia che li riguarda… con un testo lungo più di 5.000 parole!

Con il loro sottile involucro di cioccolato, questi dolcetti rappresentano una sfida interessante dalla prospettiva del packaging… resa ancora più ardua dalla velocità e dal volume con cui normalmente vengono prodotti. Così, piuttosto che accelerare la produzione per soddisfare le capacità delle macchine di confezionamento, sono queste ultime a dover tenere il passo con la produzione… ma trattando sempre i prodotti con la massima delicatezza e imballandoli correttamente.

Cama Group ha dovuto affrontare questa sfida per una linea di confezionamento presso una fabbrica in Perù appartenente a una delle principali aziende mondiali produttrici di dolciumi e snack. Oltre alle già menzionate sfide in termini di prodotto e volume, Cama non ha potuto utilizzare un sistema counterflow (spesso preferito in questo tipo di applicazioni), dovendo invece sviluppare e modificare una delle sue soluzioni co-flow.

Perfetta sinergia tra macchina e robot

Alessandro Rocca, Sales Engineer Director di Cama Group, ha dichiarato: “A causa di limitazioni derivanti dalla configurazione della fabbrica, l’unica opzione era utilizzare un layout co-flow su misura per gli spazi limitati dell’edificio. La soluzione counterflow è quella normalmente preferita in queste applicazioni veloci, in quanto presenta meno rischi che prodotti non raccolti escano all’estremità del nastro trasportatore. Infatti, tra i requisiti dell’ordine era compreso un numero massimo di prodotti non raccolti.

Ci siamo confrontati con altri fornitori di macchinari. Quelli con soluzioni co-flow non erano disposti ad assumersi il rischio e altri offrivano solo sistemi counterflow. “L’impianto esistente ha diverse linee di produzione molto consolidate”, aggiunge Rocca, “ma la maggior parte delle operazioni di confezionamento secondario sono manuali. Questa nuova linea è una delle prime linee secondarie automatiche del cliente e svolgerà il lavoro di 40 persone, che quindi saranno libere di lavorare su altre linee”. La fiducia di Cama nelle capacità dei propri macchinari si basa sulle sue soluzioni robotiche sviluppate in-house.

“La nostra tecnologia robotica è stata sviluppata all’interno dell’azienda specificatamente per il confezionamento secondario”, spiega Rocca. “Non si tratta di robot universali, bensì di robot con un unico scopo – il confezionamento secondario in una macchina Cama – quindi c’è una perfetta sinergia tra macchina e robot. Qui non si scende a compromessi, come si può vedere nelle soluzioni robotiche generiche, e inoltre eliminando i controller robotici di terzi possiamo aggirare qualsiasi potenziale conflitto di comunicazione che possa incidere sulla produzione.

Inoltre, se abbinata ai sistemi di visione avanzati che utilizziamo, questa combinazione non teme confronti, anzi è più che all’altezza delle sfide di applicazioni come questa. Infatti, migliorando l’ambiente di lavoro comune dei robot abbiamo ridotto efficacemente al minimo i rischi di perdita dei prodotti, anche a queste velocità di produzione. Se un robot non li raccoglie, provvederà quello successivo”.

La linea di confezionamento Flexline è composta da due macchine formatrici, un sistema guidato Delta Vision e robot a due assi per la chiusura.

Automazione avanzata

La soluzione robotica avanzata è solo una parte dell’architettura complessiva di controllo Industria 4.0 che Cama ha sviluppato per le sue macchine di Breakthrough Generation (BTG) che stanno fissando gli standard di riferimento nel packaging secondario. Si tratta di macchinari che vantano soluzioni di automazione avanzate, inclusa la tecnologia con servoazionamenti rotativi e lineari, abbinate ai sistemi robotici sviluppati in-house, per offrire la velocità, la flessibilità e l’adattabilità richieste dalle moderne operazioni di imballaggio. Tutta questa tecnologia avanzata è racchiusa in strutture modulari e scalabili di facile accesso, abbinate ad un design igienico delle macchine.

Questa architettura di controllo digitale pienamente interconnessa risulta estremamente vantaggiosa quando si tratta di garantire le prestazioni operative delle macchine. Tuttavia, la recente pandemia di COVID-19 ha evidenziato anche un altro notevole vantaggio, ovvero la possibilità di accesso e simulazione da remoto. “A seguito del lockdown sia in Italia che all’estero, non siamo stati in grado di accedere al sito del cliente per il test di accettazione”, spiega Rocca. “Ma grazie alla soluzione di controllo integrata, siamo stati in grado di svolgere un Virtual factory acceptance test (FAT) con fasi di prova, simulazione ed accettazione finale – il tutto in un ambiente virtuale.

La procedura FAT virtuale è stata lunga, ma ha dimostrato oltre ogni dubbio che la tecnologia digitale intelligente è la strada da seguire”. La linea di co-flow, dove i prodotti e cartoni si muovono alla stessa velocità e nella medesima direzione, comprende due moduli primari interconnessi – le macchine a due teste per la formatura di scatole della serie FA e le unità di carico robotiche a delta multiplo con sistema di visione della serie IG. Durante il funzionamento, le torte da tè escono da un tunnel di raffreddamento a una velocità di 400 prodotti al minuto, disposte in file multiple su un nastro trasportatore principale.

Al momento di entrare nella macchina di confezionamento serie IG, un sistema di visione accerta le posizioni dei singoli prodotti sul nastro e invia questi dati al PLC per la distribuzione agli otto robot lungo l’area di imballaggio lunga 10 metri. I prodotti, ancora a una temperatura di 20°C, vengono prelevati delicatamente e collocati all’interno di cartoni (preassemblati dalle macchine della serie FA) scorrendo su un binario parallelo al nastro trasportatore principale. Un sistema di visione successivo consente di accertare il riempimento ottimale delle confezioni, prima che altri due robot intervengano per chiudere e sigillare i cartoni secondo multipli basati sul conteggio dei formati. Dopo la pesatura e il rilevamento di metalli, i cartoni riempiti vengono trasportati a un’imballatrice terziaria.

Tutte e tre le confezioni di teacake

Cambio formato semplice e immediato

“L’intero percorso è visibile e controllabile utilizzando un un’unica interfaccia utente Allen-Bradley di Rockwell Automation”, sottolinea Rocca. “In più, questa macchina è stata progettata per consentire l’aggiunta di altri due robot, grazie ai quali le velocità di produzione e di confezionamento possono aumentare anche del 20%. Dato che questi macchinari sono concepiti per imballare prodotti ‘nudi’, anche l’igiene era un requisito primario. Di conseguenza vi abbiamo integrato funzioni che prevengono la contaminazione, progettando tutti i componenti espressamente per le applicazioni dell’industria alimentare, non solo sulla base di standard globali, ma anche su quelli locali peruviani.

“Con un ambiente di produzione così impegnativo, si può pensare che i tempi di cambio formato potrebbero essere un problema”, aggiunge Rocca, “specialmente se si considerano le confezioni del cliente con tre diversi formati – 2, 9 e 20 pezzi. Quelli da 20 rappresentano il 60% della produzione, mentre quelli da 2 solo il 5%. I prodotti rimangono gli stessi, cambia soltanto la dimensione della scatola. Usando guide di cambio e unità di fasatura, dove l’alimentazione viene controllata automaticamente da servomotori, il cambio formato risulta semplice, con tutte le istruzioni fornite dall’interfaccia utente. Anche l’unità di chiusura necessita di modifiche. Dalla prima unità di formatura al secondo robot di chiusura, con due operatori, l’intero processo richiede solo 30 minuti: un dato notevole per una linea così completa, specialmente se si considera che un’incartonatrice standard impiega 20 minuti a cambiare!”.

Per maggiori informazioni visita il sito di Cama Group

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