Sistema automatizado de corte de papel de baumannperfecta con tecnología de control SLIO y robot Motoman.

Manipulación de precisión para el papel: un «producto natural delicado»

Como se evidenció en la feria Drupa de este año, la industria gráfica enfrenta una creciente presión para mejorar su eficiencia debido, por un lado, a la escasez de trabajadores cualificados y, por otro, a las exigentes condiciones del mercado. Una solución para abordar estos desafíos es la automatización en la impresión y el acabado, que además tiene la ventaja de liberar a los empleados de tareas físicamente agotadoras, como la manipulación manual de pesadas pilas de papel.

Sin embargo, la automatización de las tareas del flujo de trabajo ha tardado en adoptarse en muchas empresas de impresión, especialmente en los procesos posteriores a la impresión. Una de las principales razones de esta reticencia radica en la naturaleza específica del material: el papel. Este es un material sensible a condiciones ambientales, como la humedad, lo que plantea desafíos particulares. Markus Frick, Director General del Grupo Baumann, lo explica: «Dado que la industria gráfica requiere mover grandes pesos con alta precisión, la automatización tiene un gran potencial. Al mismo tiempo, automatizar la manipulación del papel es complicado, ya que se trata de un producto natural y delicado».

Con sus sistemas bajo la marca baumannperfecta, el fabricante con sede en Solms, Hesse, ha enfrentado con éxito este desafío durante años. «Estamos entre los primeros proveedores en desarrollar soluciones para la automatización de los procesos de corte y alimentación en la industria de la impresión», destaca Markus Frick, subrayando el papel pionero de la empresa. La automatización no solo responde a la creciente escasez de trabajadores cualificados, sino que también libera a los empleados de tareas físicamente demandantes, como la carga manual de pilas de papel pesadas.

El liderazgo de baumannperfecta se basa en su conocimiento técnico único. Hasta una quinta parte de su plantilla está dedicada a investigación y desarrollo, y su nivel de integración vertical es notable: alrededor del 80% de los sistemas baumannperfecta, diseñados y fabricados exclusivamente en Alemania, se producen internamente. Además, el Grupo Baumann, como pionero en el sector, lleva ocho años generando una ventaja tecnológica mediante la integración de robots en sus productos.

El único sistema de igualación y corte totalmente automatizado del mundo

Un elemento central del portfolio de baumannperfecta es el primer -y hasta la fecha único- sistema de igualación y corte totalmente automático del mundo para el procesamiento en la producción de etiquetas, la impresión de envases o la impresión comercial clásica. Este sistema modular y escalable combina una igualadora BASA evolution de última generación con un sistema de corte asistido por robot. Esto garantiza una calidad muy alta del producto impreso posterior en todos los pasos del flujo de trabajo: desde la creación de las capas, pasando por la aireación y la alineación precisa de las hojas de prensa, hasta el proceso final de corte preciso y exacto.

El robusto diseño básico de la máquina de corte garantiza un funcionamiento suave y unos resultados de corte precisos. En el corazón del sistema de corte se encuentra un robot integrado, equipado con un sistema de pinzas desarrollado específicamente por Baumann para el procesamiento del papel. Éste asume las tareas de un operario humano antes y después del proceso de corte propiamente dicho. En concreto, esto significa agarrar, alinear, girar y golpear la pila, así como transferir las pilas de papel cortado a un pulmón intermedio o descargador. Estos pasos ya no requieren ninguna intervención manual y, al mismo tiempo, se realizan con gran precisión. La automatización también hace posible un funcionamiento en 3 turnos, para una utilización máxima del sistema. Los componentes están diseñados para un uso continuo, de modo que las máquinas de corte pueden utilizarse las 24 horas del día.

Tecnología de control interoperable de Yaskawa

Un sistema modular complejo de este tipo requiere un concepto de control potente. En este caso concreto, esto significaba una solución global independiente del fabricante, como explica el Director Gerente Markus Frick: «El controlador es el corazón de nuestro sistema, no sólo para nosotros como fabricantes, sino también para nuestros clientes. En este contexto, la interoperabilidad desempeña un papel fundamental». El módulo BASA ya se basa en modelos anteriores con sus respectivos equipos de control de terceros. Sin embargo, esta nueva generación de sistemas de corte asistido por robot exigía nuevas funcionalidades, por ejemplo en lo que respecta a la precisión de medición. El sistema de corte también debía ofrecer la posibilidad de equiparse con una unidad de control adicional para acceder rápidamente y en cualquier momento a todos los datos de los parámetros. Además, los controles de la máquina de corte y del robot debían estar diseñados para un manejo muy sencillo e intuitivo a través de una pantalla táctil.

El probado sistema de control y E/S SLIO de Yaskawa cumplía todos estos requisitos para el sistema de corte y proporcionaba la precisión deseada. Con una combinación de CPU y sistema de E/S a juego, así como un rápido bus backplane (a 48 MBit/s), combina los más altos niveles de funcionalidad con un inteligente concepto mecánico en un diseño extremadamente compacto y de fácil mantenimiento. Los LED de diagnóstico monocanal y el cableado permanente facilitan la puesta en servicio y garantizan la facilidad de uso para el funcionamiento y el mantenimiento. Un panel inteligente de la gama Yaskawa y un módulo de mantenimiento remoto para comprobar el estado de la máquina y proporcionar información de servicio completan las características del sistema.

Robot de manipulación Motoman GP50 con función Servofloat.

Tras las experiencias positivas con Yaskawa en el pasado, los responsables del Grupo Baumann decidieron incorporar también un modelo de Yaskawa para el robot de manipulación: concretamente, un Motoman GP50 de 6 ejes y con una capacidad de carga de 50 kg. Este robot se encarga de posicionar pilas de papel de hasta 15 cm de grosor antes del corte y de retirar el papel de la máquina tras el corte.

Como característica especial, el robot utiliza la función llamada Servofloat. Esta permite al software de control suavizar los movimientos de los ejes individuales del robot, de modo que este puede simular eficazmente la destreza y el tacto de un operario humano, reaccionando incluso a los más pequeños cambios de fuerza. Uno de los ejes del robot se ajusta sin potencia y se inclina para adaptarse al sistema. Esto garantiza un corte preciso y suave de las pilas de papel en la máquina.

El compacto controlador de robot Motoman YCR1000, ubicado en el armario de control, está integrado con el controlador principal de la máquina. Esto permite manejar el robot en el entorno PLC IEC 61131, ampliamente utilizado en la industria. La integración en el PLC mantiene todas las ventajas originales del sistema de control del robot.

Como proveedor de soluciones, Yaskawa pudo ofrecer tanto la tecnología robótica como la de control desde una única fuente, asegurando que todos los componentes estuvieran perfectamente sincronizados. Yaskawa implementó la conectividad necesaria mediante software e interfaces de bus adecuadas. Además, el fabricante destacó por su capacidad de entrega y el trato personalizado en las interacciones con el cliente.

Resumen

El sistema de troquelado y corte totalmente automático baumannperfecta revoluciona el procesamiento del papel en la industria gráfica. No se requiere la intervención de ningún operario entre la carga del palé con hojas impresas y la retirada de los productos terminados. La tecnología de robótica y control de Yaskawa garantiza la eficiencia y precisión necesarias en todos los aspectos del proceso de corte automatizado.

«Desde nuestro punto de vista, había dos factores clave a favor de este proveedor», resume Markus Frick, Director General del Grupo Baumann: «En primer lugar, Yaskawa cuenta con décadas de experiencia en ingeniería mecánica y, especialmente, en la industria de la impresión. Y, en segundo lugar, valoramos su proximidad geográfica: la sede europea de Yaskawa en Hattersheim, cerca de Frankfurt, está a solo una hora en coche. Esto significa que, para la formación y el soporte, las distancias son cortas».