Automazione dell’etichettatura: come usare un cobot per applicare le etichette

Quali sono le opzioni disponibili per l’automazione dell’etichettatura?

Se avete deciso di introdurre un sistema di etichettatura automatica nelle vostre attività, probabilmente state confrontando le varie opzioni disponibili sul mercato.

Esistono due approcci principali.

Automazione convenzionale dell’etichettatura

Le macchine pneumatiche di etichettatura completamente automatizzate possono raggiungere velocità molto elevate e sono adatte soprattutto a processi standardizzati e ripetitivi. Di solito, ogni macchina è progettata per un solo tipo di attività di etichettatura e applica le etichette in poche posizioni di etichettatura molto rigide, con quote difficili da modificare per via dei vincoli dell’hardware.

Il loro limite può emergere quando cambiano frequentemente il formato del prodotto, la posizione dell’etichetta o la configurazione della linea. In questi casi, modificare l’hardware richiede degli interventi specifici, il che riduce la flessibilità del sistema.

Questo tipo di automazione può quindi essere particolarmente interessante negli ambienti di produzione di massa, dove il processo rimane stabile e i volumi sono elevati.

Automazione robotizzata dell’etichettatura

Un approccio più flessibile consiste nell’integrare un robot, spesso un robot collaborativo, nel processo di etichettatura.

Il robot può gestire prodotti e pallet differenti, modificare le quote di applicazione attraverso il software e dialogare con altri sistemi presenti nella linea.

La flessibilità diventa particolarmente utile quando l’azienda deve gestire più formati, più linee o variazioni frequenti nelle modalità di etichettatura.

Come può essere utilizzato un cobot per automatizzare l’etichettatura?

Un cobot può essere inserito nel processo in modi differenti, a seconda dell’impianto già presente e dell’obiettivo dell’automazione.

Opzione 1: gestione di una macchina etichettatrice

Se utilizzate già un’etichettatrice semiautomatica, il robot può occuparsi delle operazioni che oggi richiedono l’intervento dell’operatore.

Può, per esempio, prelevare il prodotto, posizionarlo davanti all’etichettatrice e utilizzare i segnali di I/O per attivare il ciclo di applicazione.

Il vantaggio è integrare la macchina esistente all’interno di un processo automatizzato, senza dover necessariamente sostituire l’intero sistema di etichettatura.

Opzione 2: applicazione diretta dell’etichetta con il robot

Il secondo approccio comprende le cosiddette Stampa-Applica, e consiste nel collegare una piastra di etichettatura direttamente all’estremità del braccio del robot. La piastra o l’applicatore recupera l’etichetta dalla stampante e il robot la porta nella posizione prevista sul prodotto o sul pallet.

In questo modo è possibile programmare non solo il movimento, ma anche le diverse quote di applicazione, il numero di etichette e le posizioni previste per ciascun formato.

Quando il sistema integra anche strumenti di lettura o controllo, è inoltre possibile verificare automaticamente la corretta applicazione e la leggibilità dei dati dell’etichetta.

6 motivi per automatizzare l’etichettatura con un robot

La scelta di una soluzione robotizzata può essere interessante soprattutto quando il processo richiede flessibilità e quando l’etichettatura deve adattarsi a più varianti.

1. Maggiore flessibilità

Un sistema robotico per l’etichettatura può gestire una o più stampanti, una o più linee e prodotti o pallet differenti.

È possibile applicare un numero variabile di etichette e modificare le quote di applicazione attraverso l’interfaccia software, senza dover riprogettare ogni volta l’intero sistema. Questa caratteristica diventa particolarmente utile quando cambiano frequentemente il formato del prodotto, la posizione dell’etichetta o i requisiti di tracciabilità.

2. Aumento della produttività

Automatizzare un’attività ripetitiva permette di ridurre il tempo che gli operatori devono dedicare all’applicazione manuale delle etichette.

In funzione della configurazione del sistema e dei volumi richiesti, il robot può inoltre lavorare su cicli prolungati e mantenere una velocità di applicazione costante.

Il risultato deve comunque essere valutato sul processo reale, considerando numero di pezzi, numero di etichette, tempi ciclo e modalità di alimentazione della linea.

3. Posizionamento più coerente delle etichette

Nel corso di un lungo turno di lavoro, l’applicazione manuale può introdurre variazioni nella posizione dell’etichetta; un sistema robotizzato, invece, può mantenere una traiettoria e una posizione di applicazione definite, riducendo la variabilità del processo, e quindi gli errori di posizionamento.

Quando l’applicazione richiede di compensare differenze nella posizione effettiva del prodotto o del pallet, il sistema può integrare sensori e strumenti di rilevazione per adattare il movimento del robot. Se il robot è programmato correttamente, il numero di errori può essere ridotto a zero.

4. Riduzione degli sprechi

Meno errori di etichettatura significa anche meno sprechi.

Una maggiore coerenza nell’applicazione può contribuire a ridurre gli errori e, di conseguenza, il numero di etichette da sostituire o i prodotti che devono essere rilavorati. Il beneficio dipende naturalmente dal tipo di processo e dalle cause degli errori presenti nella situazione di partenza.

5. Liberare gli operatori dalle attività ripetitive

L’etichettatura manuale può occupare una parte significativa del turno, soprattutto quando i volumi sono elevati. Automatizzare questa attività permette di destinare il tempo degli operatori ad attività che richiedono maggiore supervisione, controllo o intervento.

La convenienza dipende dal numero di cicli, dall’organizzazione dei turni e dal livello di automazione già presente nella linea.

6. Integrazione con gli altri sistemi

Un sistema di etichettatura robotizzato può essere integrato con MES, MOM, ERP e WMS, oltre che con PLC, lettori RFID, lettori di codici e sistemi di visione.

Questo permette di collegare l’applicazione dell’etichetta alle informazioni del processo. Per esempio, il sistema può ricevere dal livello superiore i dati necessari per generare l’etichetta, applicarla e restituire le informazioni relative alla tracciabilità.

È proprio questa integrazione a trasformare l’etichettatura da attività isolata a parte del processo produttivo.

Il sistema di etichettatura Improna

In Eureka System abbiamo sviluppato IMPRONA, un sistema di etichettatura robotizzato che utilizza la robotica collaborativa come base tecnologica e che può essere configurato in funzione delle esigenze del processo.

La soluzione può gestire variazioni nei prodotti, nelle etichette e nelle relative posizioni di applicazione.

Etichettatura di pallet con formati differenti

Nel caso di pallet con altezze e dimensioni diverse, il sistema IMPRONA può gestire da una a più etichette e applicarle su differenti lati del pallet in funzione della configurazione richiesta. Utilizzando un robot è possibile, infatti, applicare da 1 a 3 etichette per pallet, compresa la possibilità di applicare l’etichetta sul lato anteriore, posteriore, sinistro, destro e superiore del prodotto.

Poiché il robot può rilevare la posizione effettiva del pallet e adattare il movimento di applicazione, i pallet possono anche essere messi uno sopra l’altro o addirittura posizionati in modo approssimativo nell’area di etichettatura: il robot rileva il pallet, stampa e preleva l’etichetta e la applica sul pallet adattandosi all’effettiva posizione di quest’ultimo.

Nelle configurazioni che utilizzano celle torsiometriche e controllo di forza, il sistema può gestire anche superfici o posizioni non perfettamente uniformi.

Gestione software delle varianti

Quando viene introdotto un nuovo formato, attraverso il software è possibile modificare le quote e le logiche di applicazione necessarie. Questo permette di gestire varianti differenti senza dover intervenire ogni volta sulla struttura meccanica della soluzione.

La logica di controllo può inoltre riconoscere l’elemento da etichettare e applicare le etichette secondo i parametri associati alla specifica variante, per cui non ci sono perdite di tempo nel passare da un formato all’altro, poiché il robot è gestito a livello software per riconoscere l’elemento da etichettare e applicare le etichette esattamente secondo quanto definito per ogni variante di formato/pallet.

Tracciabilità e integrazione con MES, ERP e PLC

IMPRONA può interfacciarsi tramite I/O e OPC UA con i PLC e con i sistemi di gestione già presenti in azienda.

Il software può inoltre gestire i dati relativi ai job di stampa, ai layout delle etichette e alla tracciabilità dei pallet, restituendo le informazioni ai sistemi superiori.

La piattaforma software di IMPRONA può essere configurata anche per gestire centralmente più macchine stampa-applica, sia robotiche sia pneumatiche, su una o più linee.

Quando conviene scegliere un sistema robotizzato?

La robotizzazione dell’etichettatura diventa particolarmente interessante quando il processo non è completamente standardizzato.

Per esempio, può avere senso valutare un sistema robotico quando:

• vengono gestiti più formati di prodotto o pallet;
• cambiano frequentemente le posizioni o il numero delle etichette;
• è necessario collegare l’etichettatura ai dati provenienti da MES, ERP o WMS;
• il processo richiede tracciabilità del prodotto o del pallet;
• l’azienda vuole automatizzare un’attività manuale mantenendo una certa flessibilità.

Quando invece il processo è estremamente standardizzato, con volumi molto elevati e poche variazioni, una soluzione convenzionale ad alta velocità può risultare più adatta.

La scelta dipende quindi dalle caratteristiche del processo, non dalla tecnologia considerata in astratto.

Dall’etichettatura all’integrazione del fine linea

L’etichettatura è spesso l’ultima fase prima della movimentazione o della spedizione del prodotto, ma i dati che la alimentano possono arrivare da diversi punti del processo. Integrare questa fase con il resto della linea permette di collegare produzione, stampa, applicazione e tracciabilità.

Nel progetto realizzato per Pasta Zara, per esempio, abbiamo sviluppato una doppia soluzione robotica IMPRONA per l’applicazione delle etichette sui pallet a fine linea.

È proprio questo tipo di integrazione che permette di progettare una soluzione realmente aderente al processo produttivo.