Automatización para la industria del plástico: eficiencia y precisión

Publicado el en Industry, Logística de producción, Logística del futuro
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Las empresas procesadoras de plásticos experimentan una presión constante con respecto a la eficiencia, especialmente en el área de moldeo por inyección. Ciclos de trabajo ya establecidos, altas exigencias de calidad y una creciente demanda de flexibilidad convierten las soluciones de automatización en un factor de éxito decisivo. En este artículo, abordamos los retos del sector y mostramos cómo las tecnologías modernas para la automatización de la industria del plástico pueden revolucionar los procesos productivos.

Contenido

1 I Desafíos de la industria del plástico

2 I Exigencias que enfrentan las soluciones de automatización

3 I Tecnologías de automatización

4 I Integración digital

5 I Caso práctico

6 I Ventajas de primera clase

Puntos clave

  • Ciclos fijos de trabajo, altas exigencias de calidad y limpieza y diferentes variantes de producto caracterizan la industria del plástico.
  • Los procesos manuales alcanzan sus límites de capacidad. La automatización aumenta la eficiencia, reduce los errores y garantiza la competitividad.
  • Para ello, las soluciones de automatización deben ser confiables, escalables, rentables y ahorrar espacio.
  • Los sistemas de guiado automático (AGV), sistemas automatizados de almacenamiento y la robótica permiten un flujo de materiales sin obstáculos y el aprovechamiento máximo del espacio.
  • El caso práctico de un fabricante de moldes por inyección demuestra cómo las soluciones de KNAPP se interconectan desde la entrada hasta la salida de mercancía de forma automatizada y eficiente.

Desafíos de la industria del plástico

Desde la tecnología médica, a través de los componentes electrónicos, hasta el material de embalaje: la industria del plástico implica procesos de fabricación de alta precisión y cada vez mayores exigencias de calidad. Especialmente en el sector del moldeo por inyección se fabrican elementos con mínimas tolerancias y geometrías complejas, generalmente en grandes cantidades y bajo extrema presión de tiempo. Veamos las exigencias en detalle:

Precisión, calidad y trazabilidad
Tolerancias mínimas y calidad duradera son exigencias obligatorias. Cada divergencia puede significar la exclusión, por lo cual un control de calidad y una trazabilidad ininterrumpidos son esenciales.
Ciclos fijos de trabajo y seguridad en los procesos
La producción está vinculada a ciclos fijos de trabajo, por lo cual el suministro y eliminación de desechos de las máquinas de producción deben realizarse en el momento preciso. Cada parada origina costes y pone en peligro la capacidad de suministro.
Variedad de productos y flujos de material complejos
Muchas empresas no fabrican un solo producto, sino cambian frecuentemente de artículo. Diferentes ciclos de producción en diferentes máquinas exigen procesos flexibles y tecnologías adaptables.
Estrictas exigencias de limpieza
En sectores sensibles como la tecnología médica rigen altos estándares de higiene. El transporte de piezas con medios de carga cubiertos y en condiciones controladas es obligatorio.
Escasez de personal
La producción se realiza a varios turnos y ello exige gran cantidad de operarios cualificados. La creciente escasez de personal cualificado dificulta la ocupación de los puestos.
Escasez de espacio en la producción
Las máquinas de moldeo por inyección se instalan muy cercanas entre sí puesto que cada máquina se utiliza de forma rentable. El espacio alrededor de las máquinas y en las vías de transporte es escaso y debe emplearse en lo posible de forma eficiente.
Presión de costes y sensibilidad de precios
El sector está fuertemente impulsado por las cifras. Las inversiones deben amortizarse rápidamente; del mismo modo, cada interrupción del flujo de producción tiene repercusiones directas en la rentabilidad.

Exigencias a las soluciones de automatización

Los retos inherentes a la industria del plástico evidencian que los procesos manuales alcanzan rápidamente el límite de su capacidad con respecto a la eficiencia, así como también a la propensión a errores. Por ello, una automatización consecuente de la intralogística es un paso decisivo para incrementar sosteniblemente la competitividad. Las tecnologías implementadas deberán entonces cumplir con numerosos requisitos:

  • Fiabilidad: la seguridad de suministro más alta es esencial para evitar fallos en el suministro de materiales y las paradas de producción consecuentes.
  • Flexibilidad: los sistemas deben adaptarse de forma dinámica a productos y procesos cambiantes.
  • Escalabilidad: las soluciones deben crecer con la empresa y ampliarse sin dificultades.
  • Optimización de espacio: diseños compactos que permiten un aprovechamiento máximo de las superficies de transporte y almacenaje existentes.
  • Rentabilidad: en un sector fuertemente influenciado por los precios, cada inversión debe arrojar un valor añadido medible y amortizarse rápidamente.

Automatización para la industria del plástico: soluciones tecnológicas

Para corresponder a las exigencias de la industria del plástico se implementan diferentes soluciones tecnológicas. Es posible combinarlas flexiblemente según la magnitud de la empresa, el volumen de producción y las condiciones de espacio.

Sistemas de guiado automático (AGV) y robots móviles autónomos (RMA)

Los sistemas de guiado automático sirven para el transporte automatizado de cajas vacías, materia prima, productos elaborados y semielaborados entre el almacén, la producción y la expedición. Los sistemas AGV modernos están equipados con un sistema de sensores, tecnologías de navegación y funciones de seguridad que garantizan una implementación absolutamente confiable y segura en el almacén y la producción. Un enfoque especialmente flexible son los robots móviles autónomos como los Open Shuttle. Son apropiados para el transporte de cajas de plástico, cajas de cartón, bandejas y palets.

Más detalles sobre las ventajas de los robots móviles autónomos en nuestro blog Robots móviles autónomos (RMA): definición, aplicación, ventajas >

Un robot móvil autónomo de KNAPP se desplaza una nave de almacén a lo largo de un pasillo.
Los Open Shuttle de KNAPP son perfectamente apropiados para la aplicación en la industria del plástico. Ofrecen una eficiencia y flexibilidad máximas también para procesos cambiantes.

Sistemas automatizados de almacenamiento

Las soluciones de almacenamiento altamente dinámicos como el almacén automático de piezas pequeñas, los sistemas Shuttle y sistemas de robótica de almacenamiento permiten un almacenaje y desalmacenaje veloces de cajas y componentes. Aseguran una alta disponibilidad de materiales y respaldan los procesos de producción en el momento preciso. El Evo Shuttle y el sistema de robótica de almacenamiento AeroBot ofrecen a la industria del plástico excelentes posibilidades para el almacenamiento eficiente de materiales y cajas vacías. Los transelevadores de palets para el almacenaje y desalmacenaje automatizado y eficiente de palets son un complemento ideal.

Más información sobre sistemas de almacenamiento automáticos >

Tres sistemas Shuttle con el logotipo de KNAPP e iluminación azul se encuentran en un sistema de almacenamiento.
El almacén automático de piezas pequeñas Evo Shuttle brinda a la industria del plástico la mayor densidad de almacenamiento, un acceso rápido a los materiales y garantiza la máxima eficiencia en el suministro de la producción.

Robótica y sistemas de agarre

Los robots industriales asumen el paletizado, la clasificación y el embalaje directamente en la máquina o en la salida de mercancía. En combinación con sistemas de procesamiento de imágenes con IA y transporte automatizado de mercancía con RMA, los controles de calidad se pueden automatizar sencillamente. Esto representa un respaldo para el personal y reduce la tasa de errores. Para el paletizado y despaletizado automáticos, así como para el apilado y desapilado de cajas de cartón y contenedores estándar existen numerosas posibilidades de automatización total.

Obtenga más información sobre el manejo eficiente de palets  y el control de calidad con la tecnología Vision >

Un robot industrial agarra una caja de cartón y la apila sobre un palet.
Con el transelevador, el sistema de transporte y la composición automatizada de palets para el suministro a las filiales, KNAPP brinda diferentes opciones para el manejo de palets.

Sistema de transporte

Los transportadores de banda y los transportadores de rodillos interconectan las diferentes áreas de producción. Son individualmente adaptables y se implementan estratégicamente donde se registra un flujo de materiales continuo. Sin embargo, es importante asegurar que el sistema de transporte no bloquee el acceso a las máquinas de producción. El sistema de transporte Streamline puede instalarse como estructura de puente o sistema de transporte fijado al techo para el aprovechamiento máximo de espacio.

Frente a las máquinas de moldeo por inyección se encuentra el sistema de transporte con cajas de Digmesa azules. Un RMA entrega una caja.
En Digmesa, el sistema de transporte sirve como punto de entrega de cajas vacías para el suministro de las máquinas de producción.

Lea más sobre la solución de automatización de Digmesa >

Integración digital: la clave del éxito

La automatización de procesos digitales desarrolla su potencial máximo mediante la integración digital. La interconexión inteligente de máquinas, sistemas logísticos y software crea un sistema integral de continua eficiencia.  La integración total en sistemas TI como un sistema de gestión de almacenes (WMS) o SAP® EWM garantiza procesos libres de obstáculos entre la producción y la logística. Esto se complementa con sensores IdC y gemelos digitales que respaldan el mantenimiento predictivo y la planificación optimizada de rutas. Gracias a flujos transparentes de datos en tiempo real se toman decisiones fundadas y se mejora continuamente los procesos en la logística de almacenamiento y de la producción.

Lea también nuestra entrada de blog «El gemelo digital en la logística«.

Ejemplo: óptima solución de automatización para fabricante de moldes por inyección

El siguiente fabricante de piezas moldeadas por inyección del sector sanitario nos demuestra cómo es una solución de automatización sofisticada en la práctica.

La solución de un vistazo

Sector:
Industria del plástico
Empresa:
Fabricante de piezas moldeadas por inyección
Sistema de almacenamiento:
Almacén de estanterías altas portapalets tipo silo con transelevador en la entrada de mercancía
Almacén automático de piezas pequeñas Evo Shuttle como área de almacenaje intermedio para piezas moldeadas por inyección y cajas vacías
Sistemas de guiado automático:
Open Shuttle Fork en la entrada y salida de mercancía y en la producción
Open Shuttle para el transporte de cajas en el suministro de la producción
Robótica:
Open Shuttle Fork en la entrada y salida de mercancía y en la producción
Open Shuttle para el transporte de cajas en el suministro de la producción
Software:
KiSoft One con interfaz de servicio web para el sistema Host del cliente
KiSoft FCS para la generación de pedidos para la flota Open Shuttle

Procesos de automatización principales

1) Entrada de mercancía
En la entrada de mercancía, la materia prima y la mercancía de consumo se almacena a través de un sistema de transporte de palets y un transelevador en el almacén de estanterías altas portapalets tipo silo. Este almacén sirve para el aprovisionamiento de granulado para las máquinas de moldeo por inyección. Cuando se requiera para la producción, la materia prima almacenada en palets se desalmacena y entrega nuevamente al sistema de transporte de palets. En un punto de entrega definido, los robots móviles autónomos (RMA) Open Shuttle Fork recogen el material y lo transportan de forma automatizada al punto de transbordo previsto para palets.
2) Punto de transbordo entre el almacén y la producción
El punto de transbordo separa el área de almacén de la producción que está sujeto a estrictas exigencias de limpieza y seguridad. En el punto de trasbordo se separan los palets. Una segunda flota de Open Shuttle Fork que se desplaza exclusivamente en el área de la producción, recoge los palets y lleva la materia prima y el material de consumo a las instalaciones. Para una máxima eficiencia, los palets vacíos se vuelven a recoger en el recorrido de retorno.
3) Almacenamiento automático en la producción
El almacén de piezas pequeñas Evo Shuttle sirve de punto de almacenaje intermedio para cajas vacías y piezas moldeadas por inyección. Las cajas se almacenan y desalmacenan a través del sistema de transporte. Para el almacenaje se tapan para protegerlas de la suciedad y el polvo y para el desalmacenaje se retiran las tapas. Antes del almacenaje, las cajas vacías pasan por un proceso automatizado de limpieza: se descargan estáticamente de forma automatizada de manera que ninguna pieza de plástico quede adherida a las paredes interiores. A continuación, las cajas se vuelcan automáticamente para retirar todas las piezas. El sistema de transporte acoplado se encuentra en una estructura de puente para aprovechar el espacio debajo de este para el transporte. Asimismo, el sistema de transporte está completamente techado para una protección máxima contra el polvo.
4) Suministro de la producción justo a tiempo
Los Open Shuttle asumen las siguientes operaciones de transporte automatizado entre la producción, el Evo Shuttle y el punto de transbordo:
  • Suministro de las máquinas de moldeo por inyección con cajas vacías del Evo Shuttle
  • Transporte de retorno de las cajas llenas con piezas moldeadas por inyección para el almacenaje en el Evo Shuttle
  • Transporte de piezas moldeadas por inyección para el montaje y recolección de las cajas vacías para el almacenaje en el Evo Shuttle
  • Transporte de las piezas listas paletizadas hacia el punto de transbordo y entrega al sistema de transporte para el embalaje
Tanto los Open Shuttle para el transporte de cajas como el Open Shuttle Fork para el transporte de palets se movilizan por vías comunes para optimizar la utilización de espacio. Un techado integrado en los Open Shuttle protege las cajas abiertas durante el transporte y garantiza el cumplimiento de las exigencias de limpieza.
5) Control de calidad
En el marco del control de calidad, una pieza moldeada por inyección se transporta de forma automatizada a través del Open Shuttle hacia el control de calidad para la comprobación de las cavidades individuales (hueco en los moldes de inyección). El lote correspondiente permanece bloqueado en el sistema hasta la habilitación. Una separación clara de los lotes garantiza que no se realicen mezclas.
6) Salida de mercancía
Después de llevar Open Shuttle Fork las piezas listas al punto de transbordo, el palet se embala y etiqueta automáticamente. La flota de Open Shuttle Fork que se moviliza en el área de almacén lleva los palets de retorno al almacén de estanterías altas portapalets para el almacenaje temporal. Una máquina para el apilado automático de palets se encarga del aprovechamiento máximo del espacio en el camión.

Automatización de la intralogística: ventajas para la industria del plástico

  • Flujo de materiales continuo sin intervenciones manuales
  • Alta disponibilidad del sistema, también funcionamiento a tres turnos
  • Suministro justo a tiempo de las máquinas de moldeo por inyección
  • Utilización máxima del espacio con vías comunes para RMA, sistema de transporte con estructura de puente y diseño compacto del Evo Shuttle
  • Alta densidad de almacenaje y acceso rápido a las piezas de moldeo y cajas vacías
  • Garantía de limpieza en áreas sensibles de la producción
  • Flexibilidad y escalabilidad ante cambios en los procesos o productos
  • Gestión transparente de stock mediante la integración de sistemas
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Stefanie Terler
Stefanie Terler
Communications & PR
Industry Solutions
¿Qué tendencias y desafíos existen en la industria de la producción? ¿Cuáles son las soluciones de automatización inteligentes para este sector? Stefanie investiga y le informa en el blog sobre estos temas.

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