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Automatizaci√≥n rob√≥tica duplica capacidad de Dot¬īs Pretzels

Sin otro impedimento perceptible para su crecimiento que no fuese capacidad, Dot's Pretzels, ahora una marca de Hershey Co., abrió fábrica con un enfoque especial en la automatización robótica de empacado.

Abb Flex Picker Pretzels

Conocido por su audaz y distintivo condimento, Dot's Homestyle Pretzels es la tercera marca más grande de pretzels en términos de volumen de ventas en los Estados Unidos. Eso es todo un logro para una empresa fundada en 2012, que opera en un segmento de productos maduros, que no obtuvo distribución nacional hasta mediados de 2019, gran parte de eso inicialmente a través de hardware.

La fundadora Dorothy (Dot) Henke y su equipo han manejado el crecimiento cuidadosamente, expandiéndose desde sus inicios como un negocio en casa, para abrir plantas sucesivamente en la ciudad natal de Dot, en Velva, Dakota del Norte, su casa de invierno en Goodyear, Arizona, y luego una planta geográficamente equidistante hacia el este en Lenexa, Kansas.

Dot's Homestyle Pretzels es la tercera marca de pretzels más grande en términos de volumen de ventas en los Estados Unidos. The Hershey Company adquirió Dot's por $1.200 millones en diciembre de 2021.Dot's Homestyle Pretzels es la tercera marca de pretzels más grande en términos de volumen de ventas en los Estados Unidos. The Hershey Company adquirió Dot's por $1.200 millones en diciembre de 2021.

A pesar de la expansión constante en la capacidad de producción, Dot se esforzó por satisfacer la demanda en rápido crecimiento, incluso con cada planta operando predominantemente con programas de producción 24 horas al día, 7 días a la semana.

Un nuevo modelo para la cuarta planta de producción

 Sin ning√ļn impedimento perceptible para su crecimiento aparte de la capacidad, cuando se desarrollaron planes para una cuarta planta de producci√≥n, la gerencia de Dot decidi√≥ hacer una inversi√≥n significativa en automatizaci√≥n.

Los 17.200 metros cuadrados de las instalaciones de √ļltima generaci√≥n se abrieron en noviembre de 2020 en Logistics Park, Kansas City, en Edgerton, Kansas. Cuenta con preparaci√≥n, manejo y empaque automatizados de productos de principio a fin y, al igual que otras plantas de Dot, opera un programa de producci√≥n las 24/7, con alg√ļn tiempo de inactividad cada dos fines de semana para limpieza y mantenimiento.

‚ÄúNuestra prosperidad en los √ļltimos a√Īos nos permiti√≥ reunir los recursos necesarios para buscar la automatizaci√≥n, que creemos es la progresi√≥n natural para mantener a la empresa en una trayectoria de crecimiento agresivo‚ÄĚ, dice Kent Schmidtberger, gerente de proyectos de Dot en la ubicaci√≥n de Edgerton.

‚ÄúVengo de plantas que estaban muy automatizadas, as√≠ que conozco los beneficios. No solo podemos producir m√°s pretzels, sino que lo hacemos con mayor consistencia. Adem√°s, tenemos la flexibilidad adicional para expandir nuestras l√≠neas de productos en el futuro‚ÄĚ.

Dot recurri√≥ al proveedor de soluciones de empaque con sede en Oostburg, Wisconsin, Viking Masek, para dise√Īar, especificar e instalar los sistemas de empaque automatizados en la instalaci√≥n. Los sistemas de empaque incluyen un elevador de cangilones que transporta el producto terminado a varias estaciones de pesaje, luego a selladoras de bolsas, detectores de metales, controladoras de peso, llenadoras de bolsas verticales, empacadoras de cajas y, finalmente, una estaci√≥n de paletizaci√≥n de cajas.

Los palitos retorcidos de pretzel de Dot vienen en ocho tama√Īos de paquetes que van desde 0.5 a 32 oz, y en tres sabores: Original, Southwest y Honey Mustard. El tama√Īo minorista m√°s popular de 16 oz est√° disponible en vitrinas est√°ndar y de punto de venta.

Con la mayor variaci√≥n del producto en la configuraci√≥n de la caja, para dise√Īar e instalar los procesos de embalaje y paletizaci√≥n de cajas, las partes m√°s flexibles de la l√≠nea de embalaje general, Viking Masek y el integrador de sistemas de automatizaci√≥n IAS Inc. se unieron para formar Viking Masek Robotics & Automation (VMRA). La asociaci√≥n estrat√©gica combin√≥ los conocimientos, la experiencia y los recursos de ambas empresas para brindar soluciones de empaque de vanguardia que automatizan todo el proceso de empaque, desde el embolsado hasta el paletizado y m√°s.

Dos líneas de empaquetado de cajas con robot delta

  ‚ÄúEl mayor desaf√≠o para VMRA en el dise√Īo de los sistemas de empaque de cajas fue acomodar los paquetes de varios tama√Īos y facilitar las configuraciones de cajas de bolsas tanto verticales como planas‚ÄĚ, dice Schmidtberger. ‚ÄúB√°sicamente ten√≠an que lograr, a trav√©s de la automatizaci√≥n rob√≥tica, el empaque de todos los SKU que procesamos manualmente en nuestras otras instalaciones‚ÄĚ.

VMRA dise√Ī√≥ dos l√≠neas de empaquetado de cajas paralelas, una con tres robots ABB IRB 360 FlexPicker delta para los tama√Īos 0,5, 1,0, 1,5 y 2,5 -oz, y uno con dos FlexPickers id√©nticos para las bolsas de 5,0, 16,0, 24,0 y 32,0 oz. Los robots delta de carga √ļtil de 6 kg recogen los paquetes de una cinta transportadora y los colocan en las distintas configuraciones de caja utilizando diferentes dise√Īos de herramientas de extremo de brazo basadas en vac√≠o (EOAT).

Abb Flex Picker Pretzels

Los tres SKU de tama√Īo m√°s peque√Īo son bolsas tipo almohada llenas de forma vertical con sellos t√©rmicos en cada extremo. La l√≠nea de empaque de cajas de tres robots est√° optimizada para un rendimiento m√°ximo, con funciones de cambio autom√°tico para adaptarse a los diferentes requisitos de selecci√≥n y colocaci√≥n para cada tama√Īo. Las bolsas m√°s peque√Īas suelen estar destinadas a tiendas de conveniencia, m√°quinas expendedoras y economatos de hospitalidad de aerol√≠neas.

El cambio de un SKU a otro se maneja presionando unos pocos botones en la HMI de la máquina. Una vez que se acepta la nueva receta, la máquina ajusta automáticamente los parámetros físicos y del programa para manejar el siguiente SKU. Todo esto se logra en cuestión de minutos.

Cuando las bolsas de 16 oz. bajan por la l√≠nea para ser empacadas en las cajas POP, los robots las recogen y las colocan planas en un contenedor volcador al costado del transportador, adyacente a la caja. Cuando el contenedor se llena con la cantidad adecuada de cajas, autom√°ticamente se inclina y vuelca las bolsas en la caja en posici√≥n vertical. De este modo, las bolsas se colocan para exhibirlas cuando se quita el recorte de la caja frontal en el piso de venta al por menor. Las cajas est√°ndar no POP destinadas a centros de distribuci√≥n o ubicaciones donde el producto se almacena en estantes se empacan planas directamente en cajas que no son de exhibici√≥n. Este pedazo adicional de automatizaci√≥n brinda la flexibilidad de empacar m√ļltiples envases de 16 oz. en configuraciones de caja en la misma l√≠nea.

La l√≠nea de bolsas grandes tambi√©n integra funciones de cambio autom√°tico, as√≠ como un cambiador de herramientas que alterna sin problemas entre dos EOAT diferentes seg√ļn el tama√Īo del producto que se envasa. Al cambiar entre el empaque a granel y el empaque listo para exhibici√≥n, la m√°quina les indica a los operadores que realicen un cambio manual que coloca la automatizaci√≥n del empaque de exhibici√≥n en una posici√≥n lista. Este proceso no requiere herramientas y es verificado por sensores en la m√°quina para garantizar que se haya realizado correctamente.

Los robots delta ABB FlexPicker llenan las estanterías POP.Los robots delta ABB FlexPicker llenan las estanterías POP.

VMRA trabaj√≥ con el equipo de producci√≥n de Dot para optimizar las herramientas de vac√≠o para el proyecto. La geometr√≠a de la herramienta, el dise√Īo de la ventosa y la programaci√≥n del robot se han dise√Īado cuidadosamente para lograr el m√°ximo rendimiento y vida √ļtil.

Un robot de paletizado sirve simultáneamente a ambas líneas

 Las l√≠neas de empaque de cajas terminan junto a un √ļnico robot paletizador ABB IRB 660 que, con un alcance de 3,15 m, puede llegar a las cajas desde el extremo de ambos transportadores, seleccionando alternativamente las cajas de cada transportador para construir simult√°neamente un palet separado para cada producto SKU.

La EOAT de paletizaci√≥n es una pinza de √°rea de espuma basada en vac√≠o dise√Īada por VMRA espec√≠ficamente para satisfacer las necesidades de la aplicaci√≥n. Con una sola herramienta, el robot de paletizaci√≥n puede acomodar selecciones de uno o varios productos para mantener un rendimiento √≥ptimo. Los pallets completos se transfieren a un transportador de salida principal, se envuelven y se env√≠an al almac√©n para prepararlos para el env√≠o.

VMRA utiliz√≥ RobotStudio, el software de programaci√≥n y simulaci√≥n fuera de l√≠nea de ABB, para ayudar en el dise√Īo de las l√≠neas rob√≥ticas.

La EOAT de paletizaci√≥n es una pinza basada en vac√≠o dise√Īada por VMRA espec√≠ficamente para satisfacer las necesidades de la aplicaci√≥n. Con una sola herramienta, el robot de paletizaci√≥n puede acomodar selecciones de uno o varios productos para mantener un rendimiento √≥ptimo.La EOAT de paletizaci√≥n es una pinza basada en vac√≠o dise√Īada por VMRA espec√≠ficamente para satisfacer las necesidades de la aplicaci√≥n. Con una sola herramienta, el robot de paletizaci√≥n puede acomodar selecciones de uno o varios productos para mantener un rendimiento √≥ptimo.

Al utilizar PickMaster para las l√≠neas de empaque de cajas y Palletizing PowerPac para el sistema de paletizaci√≥n, dos complementos espec√≠ficos de la aplicaci√≥n para RobotStudio, VMRA pudo experimentar con simulaciones altamente realistas de sistemas de automatizaci√≥n que presentaban varias combinaciones de dise√Īos y modelos de robots en la progresi√≥n de alcanzar el dise√Īo √≥ptimo para cada l√≠nea.

Adem√°s de ayudar a identificar el posicionamiento relativo de cada robot en funci√≥n de su huella, alcance y carga √ļtil, el software puede seleccionar y colocar todos los dem√°s componentes de la l√≠nea, como transportadores y otros accesorios necesarios para realizar los diversos procesos de la l√≠nea. A medida que se desarrolla una simulaci√≥n del sistema, RobotStudio puede identificar cualquier cuello de botella potencial y calcular los requisitos de espacio precisos y las m√©tricas de tiempo de ciclo que ofrecer√≠a el concepto del sistema si se instalara realmente en la planta.

‚ÄúRobotStudio es un excelente programa que nos permite simular escenarios de configuraci√≥n del sistema del mundo real fuera de l√≠nea, lo que ahorra mucho tiempo durante los procesos de dise√Īo y puesta en marcha del sistema‚ÄĚ, dice Dave Raschke, gerente de proyecto de VMRA que trabaj√≥ de cerca en el proyecto de Dot. ‚ÄúEn esencia, pudimos experimentar con variaciones completas y precisas del dise√Īo del sistema a trav√©s de prueba y error sin riesgos hasta que se dise√Ī√≥ el sistema ideal‚ÄĚ.

Dise√Īo de PLC personalizado, integraci√≥n perfecta con controladores de robot

VMRA tambi√©n escribi√≥ el programa de PLC para las l√≠neas de embalaje y paletizado. El sistema est√° dise√Īado para ser modular. Cada m√°quina empacadora/paletizadora de cajas utiliza un PLC Allen-Bradley GuardLogix con l√≥gica personalizada para integrarse con los sistemas de an√°lisis del cliente de nivel superior.

La función principal de la plataforma Allen-Bradley GuardLogix es actuar como el "maestro de la máquina" y controlar las principales funciones de automatización de cada máquina, como el funcionamiento de los transportadores, la indexación de cajas y el vertido de productos. VMRA hace que la seguridad de la máquina y el operador sea una prioridad principal y, por lo tanto, implementa la CPU de seguridad GuardLogix para monitorear todos los dispositivos de seguridad y garantizar la seguridad de la máquina cumple o supera los requisitos de seguridad SIL2/PLd.

Paralelamente, los controladores ABB IRC5 (robot de paletización) y ABB IRC5 Compact (robots FlexPicker de empaque de cajas) manejan todo el movimiento y el código específico de la aplicación correspondiente a cada robot. El acoplamiento de los PLC de Allen-Bradley con la familia de controladores ABB IRC5 permite una integración perfecta entre cada robot y su maestro de PLC correspondiente. Esto permite que los dos sistemas intercambien información a través de los protocolos Ethernet/IP y Ethernet/IP CIP Safety, lo que simplifica significativamente el código de control de la máquina y la topología general de la máquina.

Aumento constante del rendimiento

Las medidas de rendimiento han sido muy buenas, con la instalación de Edgerton procesando más pretzels cada trimestre sucesivo que ha estado en funcionamiento, una producción de productividad creciente que se acerca al doble que cualquier otra planta de Dot.

El proyecto también ha fomentado otros resultados positivos entre los participantes.

En mayo de 2021, Viking Masek e IAS establecieron una asociaci√≥n estrat√©gica, lo que result√≥ en que IAS cambiara su nombre a Viking Masek Robotics & Automation (VMRA). La nueva entidad tiene la capacidad de dise√Īar y construir l√≠neas de producci√≥n y empaque completamente automatizadas desde el producto crudo hasta un palet envuelto en pl√°stico retr√°ctil.

En una transacción no relacionada, pero muy publicitada, The Hershey Company adquirió Dot's por $ 1.200 millones en diciembre de 2021.