Reconversão de máquina empacotadora automatiza a operação de ensacamento

A Evonik-Degussa, com sede em Parsippany, NJ, opera uma fábrica em Waterford, NY, que produz e embala dióxido de silício (SiO2) hidrófilo (absorvente de água) e hidrofóbico (que repele água). O dióxido de silício, que é usado como um enchimento em produtos tais como tinturas, revestimentos, adesivos, e calafetagem de silicone, é produzido em grandes quantidades e enviado para os usuários finais, em recipientes que vão desde sacos a partir de 4,5 kg até veículos ferroviários.

Quando a primeira fábrica iniciou a produção em 1992, usou empacotadoras manuais por vácuo para encher sacos de 4,5 kg e de 9 kg, e sacos de papel valvulados de 10 a 15 quilos. No entanto, manusear os sacos manualmente causou alguns problemas de ergonomia aos operadores da fábrica. Portanto, a empresa decidiu automatizar as operações de ensacamento e paletização para melhorar a ergonomia da linha de empacotamento.

Ensacamento e paletização de SiO2

A fábrica de Waterford, parte da divisão de Materiais Inorgânicos da empresa, funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana, com a linha de empacotamento operando dois turnos de 12 horas por dia. Quando a primeira fábrica iniciou a produção, a linha de empacotamento usava duas empacotadoras por vácuo para encher os sacos de papel valvulados com dióxido de silício. Alguns anos mais tarde, a produção aumentou e a fábrica adicionou uma terceira empacotadora manual por vácuo à linha de empacotamento. Os operadores tinham que manusear manualmente os sacos nas estações da linha de ensacamento e paletização.

De acordo com Mark Honeyman, superintendente de engenharia de manutenção da Aerosil Silanes NAFTA, o manuseamento manual dos sacos nas estações de ensacamento e paletização estava causando problemas. "Um dos maiores problemas que tínhamos dizia respeito à ergonomia da linha de empacotamento e tempo perdido desnecessariamente devido a acidentes", diz Honeyman. "Um operador que fizesse uma torção ou movimento errado, enquanto trabalhava na empacotadora por vácuo ou na estação de paletização teria que ficar de baixa para ficar melhor. Outro problema dizia respeito à precisão de enchimento da empacotadora. Uma vez que seus sistemas de pesagem não eram muito precisos, eles tendiam a encher mais do que gostaríamos. E porque a linha de empacotamento era uma operação manual, não conseguia manter o ritmo com a linha de produção e causou um engarrafamento. " Para melhorar o desempenho da linha de empacotamento, a Honeyman contactou o fornecedor da empacotadora, o Grupo de Equipamentos Industriais (IEG) Premier Tech, para perguntar se era possível reconverter uma empacotadora por vácuo com um sistema automático de manuseamento e selagem de sacos. O IEG, com sede em Rivière-du-Loup, Quebec, fornece sistemas de embalagem, processamento, pesagem, triagem e classificação para as indústrias química, farmacêutica, mineral, alimentar, de rações, construção e outras indústrias. O fornecedor tinha recentemente desenvolvido o sistema automático DB-810 de manuseamento e selagem ultrassônica de sacos, que poderia ser reconvertido na embaladora manual por vácuo. O fornecedor enviou o equipamento de reconversão para a planta, e a Honeyman e outros engenheiros de fábricas o instalaram em outubro de 2004, com a ajuda dos engenheiros do fornecedor. "Depois de automatizar a primeira empacotadora, vimos uma melhoria na eficiência da linha de empacotamento e um aumento na produção", diz Honeyman. "Os operadores também gostaram da empacotadora automatizada, uma vez que não iriam manusear tantos sacos como dantes. Além disso, quando o fornecedor reconverteu a empacotadora, eles também atualizaram seu sistema de pesagem com um sistema que até superou o anterior, o que aumentou consideravelmente a precisão e consistência do enchimento de sacos da empacotadora."

Depois de experimentar os benefícios de usar a empacotadora automatizada por mais de dois anos, Honeyman decidiu que era hora de reconverter uma segunda embaladora a vácuo manual com o sistema automatizado do IEG. No entanto, desta vez ele também queria automatizar a operação de paletização da linha de empacotamento para reduzir ainda mais os problemas ergonômicos relacionados ao manuseamento de sacos. Honeyman contactou o IEG e, ao falar sobre o novo projeto, descobriu que a planta da segunda empacotadora poderia ser equipada com uma versão atualizada do DB-810, que tinha funcionalidade melhorada. A Evonik-Degussa aprovou o sistema atualizado, e em dezembro de 2006, a segunda empacotadora foi reconvertida com o sistema automático de colocação de sacos e selagem ultrassônica DB-815. Quanto à operação de paletização, foi automatizada com a célula robotizada de paletização AR-200. (A célula robotizada de paletização consiste em um robô e qualquer equipamento auxiliar - normalmente transportadores, distribuidores de pallets, e dispensadores de folhas de deslizamento - delimitados por um cercado de segurança.) Como anteriormente, o fornecedor atualizou o sistema de pesagem da empacotadora de modo que ele agora oferece melhor precisão no enchimento do saco.

A Ensacadeira Automatizada e a Célula Robotizada de Paletização

O DB-810 e DB-815 funcionam de maneiras semelhantes, mas o primeiro opera pneumaticamente, enquanto o segundo opera com sistema electromecânico. Desde que as empacotadoras foram reconvertidas, tudo o que um operador em uma estação de ensacamento tem que fazer é carregar sacos vazios para um depósito de sacos da empacotadora: o resto do processo é automatizado. "No passado, um operador puxou o saco fora do bico e teve que o encaixar manualmente na válvula do saco para o fechar", diz Gary Ritter, gerente de vendas do IEG. "Isto criou problemas ergonômicos e também levou a que alguma poeira escapasse do saco. Os sacos de papel novos têm uma válvula externa com um revestimento de plástico no interior, de modo que o calor e a pressão gerados pelo seladora ultrassônica derrete o plástico e os une por pressão formando um selo hermético." A célula de paletização robótica AR-200 com um único braço robótico tem duas estações de paletização, cada uma das quais recebe sacos cheios a partir de uma linha de transporte separada. Uma linha de transporte liga o DB-815 diretamente para uma estação de paletização, e a segunda linha de transporte liga a empacotadora manual diretamente a outra estação de paletização. O DB-810 pode ligar a qualquer uma das estações de paletização, dependendo do produto ou tamanho do saco a ser manuseado. Uma vez que a empresa faz dois produtos diferentes e usa quatro tamanhos de sacos, a paletizadora pode ser programada para empilhar simultaneamente dois tamanhos de sacos, cada um em seu próprio pallet com seu próprio padrão de empilhamento. Um operador apenas tem que selecionar o tamanho do saco e a memória pré-programada da paletizadora sabe onde empilhar os sacos e que padrão usar ao empilhá-los.

Para manter a consistência do peso do saco, cada linha de transporte tem um verificador de peso que está ligado à paletizadora. Ao passar por um verificador de peso, o saco é pesado. Se o peso estiver incorreto, o braço robótico move o saco para um transportador de rejeição. O sistema é programado de modo a que, se a paletizadora não receber um saco de uma linha de transporte, o acondicionador apropriado irá parar de encher sacos. Além disso, sensores instalados em todo o sistema criam um sistema à prova de falhas, portanto se algo der errado em qualquer lugar na linha de embalagem, as empacotadoras vão parar de encher sacos. Por exemplo, se esgotarem os pallets vazios na paletizadora, um sensor irá detectar isto e parar a linha de empacotamento, porque não existem pallets para empilhar sacos. A empresa só precisa de dois operadores para executar a linha de empacotamento inteira. Um operador trabalha em um mezanino que monitora as empacotadoras automáticas e se certifica se os depósitos de sacos estão cheios de sacos vazios. O outro operador funciona no piso térreo, na célula robotizada de paletização, se certificando que os depósitos de pallets vazios e folhas de deslizamento estão cheios e removendo pallets completos da estação de acúmulo.

Melhorar as operações de ensacamento e paletização

Desde que reconverteu as duas empacotadoras a vácuo e instalou a célula robotizada de paletização, a empresa teve um grande aumento da produtividade. "Nós melhoramos a ergonomia da linha de empacotamento e ao mesmo tempo, aumentamos a sua produção," diz o Dr. Hauke ​​Jacobsen, gerente da fábrica. "Agora, nós normalmente só precisamos executar duas empacotadoras automáticas porque elas conseguem manter o ritmo com a linha de produção. Além disso, dado que as empacotadoras automáticas enchem os sacos de forma mais precisa e consistente, não temos de jeito nenhum a mesma quantidade de sacos pouco ou demasiado cheios que tínhamos no passado. Além disso, a seladora ultrassônica proporciona uma vedação estanque ao pó que evita vazamentos, e a paletizadora empilha os sacos nos pallets em um padrão apertado, o que aumenta a estabilidade do pallet. Estou muito satisfeito com a solução que encontramos."

Automatizar a operação de empacotamento e paletização reduziu os requisitos de trabalho da linha de empacotamento. Honeyman diz: "Os operadores que trabalham na linha de emapcotamento agora tem mais tempo disponível para executar outras tarefas, tais como manutenção e inspeções, porque não estão mais ligados a uma máquina específica ou a uma tarefa manual repetitiva."