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¿Son los robots el nuevo arma en la Armería de procesamiento de alimentos?

La gente necesita comer, por lo que siempre habrá una industria alimentaria. Pero las personas también son exigentes, por lo que el precio, la calidad y la disponibilidad son las principales fuerzas que impulsan el desarrollo en la industria.

Hace diez años, los precios de los alimentos en el Reino Unido eran mucho más bajos de lo que son hoy en día, y desde el colapso bancario de 2008 muchas personas tienen ingresos más bajos. Los procesadores de alimentos son conscientes de esto y buscan cada vez más robots y automatización para abordar su eficiencia operativa.

La industria de procesamiento de alimentos prospera con la innovación tanto en productos como en procesos y no es tímida para invertir cuando es necesario. Gasta aproximadamente £ 1bn / año en investigación y desarrollo, produciendo típicamente nuevos productos 5,000-10,000 anualmente mientras también mejora los métodos de producción, reduce las emisiones de carbono, aumenta la higiene y desarrolla nuevos mercados.

Emplea a 15 por ciento de la población activa y produce casi £ 80bn anualmente, de los cuales £ 12bn es el ingreso de las exportaciones. En resumen, es una gran industria y entiende que la automatización y la tecnología tienen un papel clave que jugar.

Los clientes finales esperan calidad del producto, variedad, disponibilidad y nuevas ofertas regulares. Los procesadores expresan esto como agilidad con cambios de productos, rediseños rápidos del producto y ampliación de la vida útil. Desde la perspectiva de un ingeniero de automatización, las necesidades son reducir los costos y aumentar los rendimientos, mejorar la manipulación de los ingredientes y aumentar la utilización de la planta y la maquinaria.

"Hay un impulso constante de mejora en el procesamiento de alimentos", Dice John Rowley de los especialistas en automatización y robots Mitsubishi Electric. "Los fabricantes de alimentos ya han hecho maravillas con la automatización y la fabricación ajustada, y cada vez más están descubriendo una nueva arma en su arsenal: ¡robots!"

Hace diez años, había muy pocos robots en la industria alimentaria, y muchos ingenieros de producción desconfiaban de ellos. Pensaron que los robots eran costosos, complicados, poco confiables y que la gente deja de trabajar. Sin embargo, algunos entraron sigilosamente, a menudo en la sección de embalaje, y ahora se están extendiendo cada vez más por toda la planta.

"Los robots tienen muchos atributos que son especialmente adecuados para la industria alimentaria", señala Rowley. "Son muy flexibles y pueden guardar varios programas en su memoria para que puedan cambiar fácilmente de una tarea de producción a otra. No se cansan y disminuyen la velocidad, sufren de RSI, ni hacen cosas inesperadas que puedan comprometer la seguridad, ni respirar patógenos en el lugar de trabajo alargando así la vida útil ".

Contrariamente a su apariencia, los robots pueden tener un toque muy delicado, reduciendo el riesgo de daños al producto y pudiendo manejar productos como cupcakes, salchichas y poppadoms.

Déjalos comer pastel

Un ejemplo de una aplicación de robot exitosa es rebanar pastel helado. El uso de la automatización convencional daría lugar a que parte de la torta se corra sobre el blanco glaseado. En cambio, se ha desarrollado una solución para lograr un corte limpio sin manchas usando una cuchilla ultrasónica montada en un brazo robótico multieje que puede generar un perfil de movimiento complejo para cortar simultáneamente la torta y también sincronizar con su movimiento en una cinta transportadora.

Esta solución probó ser menos costosa que otras opciones que se consideraron, redujo el desperdicio, aumentó el rendimiento y demostró ser muy higiénica y fácil de limpiar.

En otros lugares, se ha utilizado un robot de Mitsubishi Electric para lograr algo que hace unos pocos años se habría considerado imposible, la emulación de los movimientos intuitivos de formación de hielo en la torta humana.

Quasar Automation quería crear un sistema que pudiera aplicar con precisión el glaseado u otros adornos a las tortas de celebración, independientemente de las irregularidades e imperfecciones en la superficie de las tortas. Para lograrlo, han integrado un robot seguro para alimentos montado en el techo de Mitsubishi Electric con un sistema de visión y software de procesamiento de datos de Scorpion Vision.

La parte superior de cualquier pastel está lejos de ser suave; de hecho, cada uno es singularmente desigual. Al aplicar la escritura, como 'Feliz cumpleaños', o una imagen, el decorador se ajusta intuitivamente para permitir las irregularidades. Los primeros intentos de formación automática de hielo utilizaron de forma efectiva las imágenes 2D, que se distorsionaban en la superficie rugosa y rara vez lucían perfectas.

Quasar se especializa en automatización para la industria alimenticia y en los últimos años ha desarrollado un creciente interés en el potencial de los robots para aplicaciones alimentarias, por lo que está particularmente interesado en los nuevos robots F-series de Mitsubishi que incluyen FDA, NFS y Food Sanitation Law. Estos se basan en un nuevo diseño mecánico revolucionario y pueden montarse en el piso, la pared o el techo. Un nuevo y poderoso controlador y otros componentes de alto rendimiento, significa que pueden lograr una precisión de posicionamiento precisa y movimientos de alta velocidad.

Todo el cableado está completamente cerrado para una higiene total. Esto incluye un tubo neumático y una conexión Ethernet para funciones especializadas.

Para la aplicación de glaseado de pastel, Quasar decidió usar el robot de la serie F, montado en el techo en una celda dedicada. Utilizando el cable Ethernet, se monta una cámara de visión artificial en el robot y el primer paso de la operación es rastrear la cámara hacia adelante y hacia atrás sobre la superficie de la torta para que se produzca un mapeo 3D de todas las irregularidades.

El sistema de visión fue desarrollado con Scorpion Vision, cuyo software basado en Windows se puede combinar con cámaras industriales digitales Gigabit Ethernet e iluminación a medida. El formato de Windows es familiar para casi todos, por lo que el sistema es mucho más fácil de usar que aquellos basados ​​en software propietario.

Con el mapeo 3D compilado, la imagen o decoración 2D se compara con ella y se ajusta para cualquier irregularidad de la superficie. Aunque esto representa una cantidad sustancial de procesamiento de datos, generalmente solo demora alrededor de un segundo. A partir de estos datos, se calcula la ruta de seguimiento para que el robot aplique la formación de hielo.

Rowley nuevamente: "Para asegurar una aplicación pareja, el robot mantiene la pistola de hielo (u otra herramienta) a una altura precisa sobre la superficie de la torta. Sigue los contornos principales y también los baches, depresiones y discontinuidades locales más pequeños, por lo que es un perfil muy detallado de los movimientos verticales ".

El sistema automatizado no solo produce una calidad constante del producto, sino que lo hace en un tiempo predecible, de modo que las tiradas de producción se pueden planificar y programar correctamente.

"Los productores de alimentos y bebidas miran cada vez más la automatización robótica", dice Rowley. "Para cumplir con esta necesidad emergente, los robots de la serie F están diseñados para cumplir con IP67, lo que permite una fácil limpieza del brazo, mientras que la grasa de grado alimenticio HG1 se usa para la lubricación. Para los sectores farmacéutico y médico ultrahigiénicos, está disponible una versión de sala limpia que cumple con ISO 3 ".

Mitsubishi tiene robots trabajando en muchas otras instalaciones de alimentos y bebidas. Rowley nuevamente: "Los viejos mitos de los robots se están evaporando rápidamente. Por lo general cuestan £ 5 / hr para operar, en comparación con + £ 10 / hr para emplear a personas, y debido a que no pierden la concentración o necesitan descansos, son más productivos. El retorno típico de la inversión para un robot es de 18 meses ".

También es importante comprender que los robots crean nuevos tipos de empleos gratificantes y al mismo tiempo alivian a las personas de la monotonía, la repetición y el riesgo de lesiones. Los robots necesitan que las personas los cuiden y trabajen junto a ellos, digamos empacar o inspeccionar, y si aseguran el futuro de una compañía, también aseguran trabajos seguros. Es una estimación razonable de que, en promedio, una instalación de robot crea trabajos 2-3, y que la alternativa a un robot suele subcontratar a un proveedor extranjero.

"Los robots han demostrado su eficacia en muchas industrias y ahora están siendo absorbidos por el sector de alimentos y bebidas", resume Rowley. "Hace cinco años, había muy pocos robots en las instalaciones de procesamiento de alimentos del Reino Unido, pero Dentro de cinco años ¡nos preguntaremos cómo se las arreglaron sin ellos! "

Informador de la industria de procesos

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