Empacotadora Automática: Guia Completo para Embalagem Secundária

Uma empacotadora automática é uma máquina chave na embalagem secundária. Ele é projetado para carregar produtos acabados em caixas de transporte, caixas, bandejas ou caixas de exibição antes de selar, etiquetar, paletizar e enviar.

Para fabricantes das indústrias alimentícia, farmacêutica, de dispositivos médicos, de cosméticos, de produtos químicos diários e de produtos industriais, a embalagem manual pode se tornar um grande gargalo após a embalagem primária e a embalagem. Os operadores precisam agrupar produtos, abrir caixas, colocar produtos em caixas, verificar a quantidade, fechar caixas e movê-los para manuseio posterior. À medida que a velocidade de produção aumenta, a embalagem manual pode levar a padrões de embalagem inconsistentes, dependência de mão de obra, danos ao produto e rastreabilidade limitada.

Uma máquina automática de embalagem de caixas ajuda os fabricantes a conectar o processo de embalagem inicial com o processo logístico final. Ele pode receber produtos de máquinas de encartuchamento, embaladoras de fluxo, máquinas de embalagem de bolsas, linhas de envase de garrafas, sistemas de etiquetagem ou controladores de peso e, em seguida, agrupá-los e carregá-los automaticamente em caixas de acordo com o padrão de embalagem exigido.

Este guia explica o que é uma empacotadora automática, como funciona, tipos de máquinas comuns, principais pontos de design e como escolher a solução de embalagem secundária correta.

Uma empacotadora automática, também chamada de máquina de embalagem de caixas, é usada para embalar produtos em caixas externas ou caixas de transporte. Geralmente é instalado após a embalagem primária ou após uma máquina de encartuchamento.

Uma empacotadora pode lidar com muitos formatos de produtos, incluindo:

• caixas acabadas

• garrafas

• potes

• bolsas

• saquetas

• produtos embalados em fluxo

• bandejas

• banheiras

• bolsas

• produtos agrupados

• caixas de dispositivos médicos

• garrafas químicas diárias

• caixas de comida

A máquina pode ser configurada para diferentes estilos de caixas, como caixas regulares com fenda, caixas envolventes, bandejas, embalagens prontas para prateleira ou caixas de exibição. Dependendo da necessidade de produção, pode usar carregamento mecânico, carregamento servo, carregamento de pórtico, carregamento de robô delta ou carregamento de robô colaborativo.

Em uma linha de embalagem completa, a embaladora de caixas é frequentemente conectada a uma montadora de caixas, seladora de caixas, etiquetadora de caixas, controlador de peso, sistema de inspeção visual e paletizador.

A embalagem secundária não consiste apenas em colocar os produtos em uma caixa maior. Afeta transporte, armazenamento, manuseio no varejo, rastreabilidade e experiência do cliente final.

Um processo de embalagem secundária bem projetado pode ajudar:

• reduza o trabalho manual de embalagem

• mantenha os padrões de embalagem consistentes

• proteger produtos durante o transporte

• melhorar a qualidade da vedação da caixa

• suporta rastreabilidade de lote e código

• conectar dados de produção com dados logísticos

• reduzir danos no manuseio do produto

• preparar produtos para paletização e expedição

Para produção de alto volume, a embalagem de caixas costuma ser onde o trabalho manual se concentra. Mesmo que as máquinas front-end funcionem automaticamente, ainda podem ser necessários operadores para embalar os produtos acabados em caixas. Nessa situação, uma empacotadora automática pode ajudar a tornar toda a linha mais contínua.

O processo de trabalho depende do estilo da caixa, tipo de produto, velocidade e padrão de embalagem. No entanto, um processo típico de empacotamento automático inclui as seguintes etapas:

1. Alimentação do produto

2. Espaçamento e orientação do produto

3. Contagem e agrupamento de produtos

4. Montagem ou posicionamento da caixa

5. Carregamento do produto

6. Fechamento e selagem da caixa

7. Inspeção e rejeição

8. Descarga para rotulagem ou paletização

Cada etapa deve ser sincronizada com equipamentos upstream e downstream.

Os produtos entram na empacotadora a partir da máquina anterior. Eles podem vir de uma máquina de embalagem, linha de bolsas, linha de envase, máquina de embalagem, etiquetadora ou controladores de peso.

O sistema de alimentação do produto geralmente inclui:

• correias transportadoras

• trilhos guia

• sensores de produto

• dispositivos de espaçamento

• correias dentadas

• divisores de pista

• transportadores de acumulação

• rejeitar sensores de confirmação

A seção de alimentação deve controlar o fluxo do produto. Se os produtos chegarem muito próximos, o sistema de agrupamento poderá falhar. Se os produtos chegarem irregularmente, o empacotador poderá precisar de buffer, indexação ou correção guiada pela visão.

Para produtos delicados, o transportador de alimentação deve reduzir a colisão e a pressão. Para caixas de papelão, os trilhos-guia devem suportar movimentos suaves sem danificar os cantos da caixa ou as superfícies impressas.

Antes de carregar em uma caixa, os produtos devem ser dispostos na direção e no espaçamento corretos. A orientação depende do padrão de embalagem final.

Por exemplo:

• as caixas podem precisar ficar em pé ou deitadas

• as garrafas podem precisar ser organizadas em fileiras

• bolsas podem precisar ser empilhadas ou em camadas

• as bandejas podem precisar ser agrupadas em uma matriz

• as caixas podem precisar ser giradas antes do carregamento

Esta seção pode usar guias mecânicas, dispositivos de giro, servocorreias, divisores de pista, batentes ou robôs. O objetivo é garantir que cada produto entre na área de agrupamento na posição correta.

A orientação do produto é especialmente importante para embalagens expositoras, embalagens prontas para varejo e embalagens com rótulos visíveis ou códigos impressos.

O encaixotador agrupa os produtos de acordo com a contagem de caixas e o padrão de embalagem exigidos. Esta etapa determina quantos produtos entram em cada caixa e como eles são organizados.

Os métodos de agrupamento comuns incluem:

• acumulação de pista

• indexação servo

• parada pneumática

• agrupamento mecânico

• agrupamento pick-and-place

• agrupamento robótico

• formação de matriz

• formação de pilha

Exemplos de padrões de embalagem incluem:

• 2×3

• 3×4

• 4×5

• empilhamento multicamadas

• arranjo de caixa lado a lado

• arranjo de fileira de garrafas

• padrão de carregamento da bandeja

O sistema de agrupamento deve corresponder ao tamanho da caixa e às dimensões do produto. Se o padrão não for estável, o carregamento poderá causar deslocamento do produto, deformação da caixa ou quantidade incorreta.

Para produção de alta mistura, a embaladora de caixas deve permitir o ajuste da receita para diferentes contagens de produtos e formatos de caixas.

Dependendo da configuração da máquina, a caixa pode ser formada automaticamente ou fornecida como caixa pré-formada.

Algumas empacotadoras incluem um sistema integrado de montagem de caixas. As caixas planas são coletadas, abertas e moldadas antes do carregamento. Isto reduz a necessidade de um montador de caixas separado e pode tornar a linha mais compacta.

Em muitos sistemas de fim de linha, uma formadora de caixas separada forma caixas vazias e as alimenta para a encaixotadora. Este projeto é adequado quando a velocidade de formação da caixa, a faixa de tamanho da caixa ou o layout da linha exigem uma máquina independente.

Para bandejas, caixas expositoras ou caixas especiais, a caixa pode ser fornecida pré-formada. O encaixotador posiciona a caixa na estação de carregamento e aguarda o carregamento do produto.

A qualidade do caso é importante. A má qualidade do papelão ondulado, os vincos inconsistentes, as juntas de cola fraca ou as dimensões incorretas da caixa podem afetar a formação, o carregamento e a vedação.

O carregamento do produto é a função principal da empacotadora automática. O método de carregamento depende do tipo de produto, estilo da caixa, velocidade e padrão de embalagem.

Na embalagem de caixa de carga superior, os produtos são carregados na caixa por cima. Este método é amplamente utilizado para caixas, garrafas, bandejas, bolsas e produtos alimentícios. Isso pode ser feito por pick-and-place mecânico, robô de pórtico, robô delta ou robô colaborativo.

A embalagem de carregamento superior é flexível e adequada para muitos formatos de produtos.

Na embalagem de caixa de carga lateral, os produtos são empurrados lateralmente para dentro da caixa. Este método é frequentemente usado quando os produtos já estão agrupados e podem ser inseridos horizontalmente em uma caixa ou caixa.

A embalagem com carregamento lateral é adequada para determinados produtos cartonados, embalagens múltiplas e itens de formato regular.

Um embalador de caixas robótico usa robôs para selecionar produtos e colocá-los em caixas. Os tipos de robôs podem incluir robôs delta, robôs articulados, robôs de pórtico ou robôs colaborativos.

A embalagem robótica é útil quando os produtos variam em posição, exigem padrões flexíveis ou precisam de manuseio cuidadoso. Também é adequado para fábricas onde se espera uma futura mudança de produto.

O carregamento mecânico utiliza empurradores, placas ou mecanismos de transferência para carregar produtos agrupados em caixas. É adequado para produtos regulares e formatos de produção estáveis.

Os sistemas mecânicos podem ser compactos e eficientes quando o tamanho do produto, o tamanho da caixa e o padrão de embalagem são fixos ou alterados dentro de uma faixa limitada.

A ferramenta de fim de braço ou cabeçote de carregamento deve corresponder ao produto. Os métodos de preensão comuns incluem:

• ventosas a vácuo

• pinças mecânicas

• pinças macias

• pinças tipo garfo

• ferramentas de seleção com vários cabeçotes

• ferramentas de seleção de camadas

Para caixas, a pinça deve evitar danificar a superfície da caixa. Para garrafas, deve-se evitar inclinação instável. Para bolsas ou embalagens flexíveis, podem ser necessários vácuo e placas de suporte para manter a forma do produto durante a transferência.

Após o carregamento dos produtos, a caixa deve ser fechada e lacrada. O método de fechamento depende do tipo de caso.

Os métodos de vedação comuns incluem:

• vedação de fita

• selagem com cola quente

• dobramento de aba

• fechamento de dobra

• cobertura de bandeja

• fechamento da tampa

Para caixas com fenda regulares, as abas superiores são dobradas e seladas com fita adesiva ou cola. Para caixas envolventes, a caixa em branco envolve o grupo de produtos e é selada com cola. Para caixas prontas para varejo, o design de fechamento deve considerar a fácil abertura e exibição na prateleira.

A qualidade da vedação da caixa afeta a segurança do transporte. Dobragem incorreta da aba, aplicação fraca de fita, má adesão da cola ou deformação da caixa podem levar à falha da embalagem durante o manuseio.

Uma linha automática de embalagem de caixas pode incluir sistemas de inspeção antes e depois do carregamento da caixa. Esses sistemas ajudam a confirmar se cada caixa está embalada corretamente antes de entrar na paletização ou no envio.

Os itens de inspeção comuns incluem:

• confirmação de contagem de produtos

• detecção de presença de caso

• confirmação de abertura de caso

• confirmação de carregamento do produto

• inspeção de peso da caixa

• verificação de código de barras ou código QR

• detecção de presença de etiqueta

• inspeção de fechamento de aba

• confirmação de fita ou cola

• rejeitar confirmação

Para embalagens de dispositivos farmacêuticos e médicos, a rastreabilidade pode exigir a ligação dos códigos da embalagem com os códigos das caixas. Para alimentos e produtos químicos de uso diário, a inspeção do peso da caixa e a verificação do rótulo da caixa são frequentemente importantes.

Se for encontrada uma caixa com defeito, o sistema pode rejeitá-la antes da paletização. Isso evita que caixas incorretas entrem no armazém ou na remessa.

Após a selagem e inspeção, as caixas acabadas são descarregadas em equipamentos posteriores.

As máquinas downstream típicas incluem:

• controlador de peso de caso

• etiquetadora para imprimir e aplicar

• sistema de verificação de código de barras

• selador de caixa

• paletizador

• invólucro elástico

• transportador para a área do armazém

A seção de descarga deve ser projetada de acordo com o peso da caixa, velocidade da linha, requisitos de paletização e layout da fábrica.

Se a encaixotadora se conectar diretamente a um paletizador, a orientação e o espaçamento das caixas deverão ser controlados. Isso ajuda o paletizador a criar padrões de paletes estáveis.

Um empacotador robótico usa um robô para selecionar e colocar os produtos nas caixas. É adequado para embalagens flexíveis, múltiplos formatos de produtos, fluxo irregular de produtos e aplicações que exigem manuseio cuidadoso.

Pode ser usado em caixas, bolsas, garrafas, bandejas e outros produtos acabados. Com um sistema de visão, o robô pode identificar a posição do produto e melhorar a flexibilidade de separação.

Uma empacotadora envolvente envolve uma placa plana corrugada em torno do grupo de produtos. É comumente usado para produtos que precisam de embalagens compactas e forte suporte do produto.

Este tipo é adequado para garrafas, latas, caixas e produtos multipack onde a caixa em branco pode ser formada ao redor do produto.

Uma embaladora de caixas RSC carrega produtos em caixas com fendas regulares. A caixa pode ser formada por um sistema de montagem de caixa integrado ou por um montador de caixa separado. Após o carregamento, a caixa é fechada e lacrada.

A embalagem de caixas RSC é amplamente utilizada porque as caixas com fenda regulares são comuns em logística e armazenamento.

Uma embaladora de caixas de carregamento superior coloca os produtos nas caixas por cima. É adequado para muitas indústrias e pode funcionar com selecionadores mecânicos, sistemas de pórtico, robôs delta ou robôs colaborativos.

Uma embaladora de caixas com carregamento lateral empurra os produtos para dentro das caixas pela lateral. É adequado para produtos agrupados que podem ser colocados horizontalmente em uma caixa.

Um empacotador robótico colaborativo pode ser usado para aplicações de velocidade baixa a média ou linhas de embalagem flexíveis. Geralmente é selecionado quando o espaço de produção é limitado, a troca de produtos é frequente ou uma solução de automação compacta é preferida.

O projeto de segurança real depende do robô, da garra, do peso do produto, da velocidade e da avaliação de segurança local.

Uma máquina de encadernação e uma empacotadora são máquinas diferentes usadas em diferentes estágios de embalagem.

Uma máquina de encartuchamento embala os produtos em pequenas caixas dobráveis. Um empacotador de caixas embala produtos acabados ou caixas acabadas em caixas de transporte maiores.

Uma linha típica pode ser assim:

1. Embalagem primária

2. Alimentação de produto

3. Encartuchamento automático

4. Inspeção de código ou verificação de peso

5. Embalagem automática de caixas

6. Vedação da caixa

7. Rotulagem de caixas

8. Paletização

Por exemplo, um dispositivo médico pode primeiro ser embalado numa pequena caixa com verificação UDI. Em seguida, várias caixas são agrupadas e carregadas em uma caixa de transporte. A caixa pode receber uma etiqueta e ser vinculada aos códigos da caixa para rastreabilidade.

Para produtos alimentícios, um encartuchador pode embalar itens individuais em caixas de varejo, e o empacotador carrega essas caixas de varejo em caixas de remessa para distribuição.

O fornecedor deve primeiro compreender o tamanho, peso, forma, material da superfície e estabilidade do produto. Uma caixa rígida, uma bolsa macia, um frasco redondo e uma bandeja frágil exigem diferentes métodos de manuseio.

Detalhes importantes do produto incluem:

• dimensões do produto

• peso do produto

• material do produto

• orientação do produto

• condição da superfície

• fragilidade

• número de produtos por caixa

• velocidade de saída a montante

O design da caixa afeta a estrutura da máquina. Caixas com fenda regulares, bandejas, caixas envolventes e vitrines exigem diferentes métodos de formação e fechamento.

As seguintes informações são necessárias:

• comprimento, largura e altura da caixa

• desenho de caso

• material da caixa

• espessura da placa

• estrutura de aba

• direção de abertura

• método de vedação

• peso da caixa acabada

O padrão de embalagem define como os produtos são dispostos em cada caso. Ele determina o sistema de agrupamento, o cabeçote de carregamento, o caminho do robô e o tamanho da caixa.

Os exemplos incluem padrões de camada única, padrões de múltiplas camadas, empacotamento vertical, empacotamento plano e empacotamento de orientação mista.

A velocidade alvo deve basear-se nas necessidades reais de produção. É afetado pela produção upstream, tempo de agrupamento de produtos, capacidade de coleta do robô, padrão de carregamento, velocidade de formação de caixas e equipamentos downstream.

Ao projetar a linha, o equilíbrio da velocidade entre as máquinas é importante. Uma empacotadora rápida não pode ter um bom desempenho se o fluxo de produto a montante for instável ou a paletização a jusante não tiver buffer.

Se a linha lidar com vários SKUs, a troca deverá ser considerada. Trilhos-guia ajustáveis, pinças de troca rápida, gerenciamento de receitas, posicionamento de servo e configurações claras de IHM podem reduzir erros do operador.

Para indústrias regulamentadas ou produtos de alto valor, a encaixotadora pode precisar de funções de inspeção e rastreabilidade. Isso pode incluir verificação de código de barras, impressão de etiquetas de caixas, verificação de peso e agregação caixa a caixa.

O espaço disponível afeta a seleção da máquina. Algumas linhas requerem layouts em linha reta, enquanto outras precisam de layouts em forma de U ou L. A altura do transportador, a direção do fluxo da caixa, o acesso do operador, o espaço de manutenção e a posição de paletização devem ser considerados.

Para projetar uma solução adequada de empacotamento automático de caixas, prepare as informações a seguir.

• nome do produto

• tamanho e peso do produto

• fotos ou desenhos de produtos

• requisito de orientação do produto

• velocidade da máquina a montante

• condição de chegada do produto

• se o produto é frágil ou fácil de deformar

• tipo de caso

• dimensões da caixa

• desenho de caso

• especificação de papelão ondulado

• método de vedação

• amostra de caso, se disponível

• peso final do caso

• número de produtos por caixa

• padrão de embalagem

• arranjo de camadas

• velocidade alvo

• número de SKUs

• frequência de mudança

• nível de automação necessário

• equipamento a montante

• equipamento a jusante

• layout disponível

• requisito de rotulagem de caixa

• requisito de paletização

• requisito de rastreabilidade

• tensão e fornecimento de ar

Com essas informações, o fornecedor pode avaliar o método de carregamento, o layout da máquina, o projeto da garra e a configuração de controle mais adequados.

Muitas fábricas consideram o empacotamento automático de caixas depois de enfrentar os seguintes problemas:

• alta exigência de mão de obra

• contagem inconsistente de produtos por caso

• padrão de embalagem instável

• danos ao produto durante o manuseio manual

• dificuldade em acompanhar a velocidade da máquina upstream

• rastreabilidade limitada entre produto e caixa

• fadiga do operador durante longos turnos

• alta variação de empacotamento entre operadores

• espaço insuficiente para estações de embalagem manuais

Uma empacotadora automática pode reduzir esses problemas quando o fluxo do produto, o estilo da caixa e o padrão de embalagem são projetados adequadamente.

Uma empacotadora automática pode manusear caixas, garrafas, potes, bolsas, bandejas, sacos, produtos empacotados e muitos outros produtos acabados. O sistema de carregamento e a pinça devem ser projetados de acordo com as características do produto.

Um encartuchador embala produtos em pequenas caixas de varejo. Um empacotador de caixas embala produtos acabados ou caixas acabadas em caixas de remessa maiores para transporte e armazenamento.

Sim. Em muitas linhas de embalagem, as caixas acabadas da máquina de encartuchamento são transferidas diretamente para a empacotadora para agrupamento e carregamento.

A embalagem robótica é adequada para aplicações flexíveis, especialmente quando os produtos ou os padrões de embalagem mudam. No entanto, o design final depende do tamanho do produto, da velocidade, do formato da caixa e da viabilidade da pinça.

Os estilos de caixas comuns incluem caixas regulares com fenda, caixas envolventes, bandejas, vitrines e embalagens prontas para prateleira. A estrutura da máquina deve corresponder ao formato de caixa selecionado.

Sim. Verificação de código de barras, inspeção de etiquetas de caixas, verificação de peso e agregação caixa a caixa podem ser integradas de acordo com os requisitos do projeto.

A embalagem de carga superior é adequada para produtos que podem ser recolhidos e colocados por cima. A embalagem de caixa com carregamento lateral é adequada para produtos agrupados que podem ser empurrados horizontalmente em uma caixa. A escolha depende do formato do produto, design da caixa, padrão de embalagem e velocidade.

Sim, muitas empacotadoras podem ser ajustadas para diferentes tamanhos de caixas dentro de uma faixa definida. Para trocas frequentes, são recomendados controle de receita, guias ajustáveis ​​e pinças de troca rápida.

Uma empacotadora automática é uma parte importante da embalagem secundária e da automação de fim de linha. Ele conecta produtos acabados ou caixas de varejo com caixas de transporte, ajudando os fabricantes a reduzir o trabalho manual de embalagem, melhorar a consistência da embalagem, proteger produtos e preparar caixas para etiquetagem, paletização e envio.

A melhor solução de embalagem depende das características do produto, estilo da caixa, padrão de embalagem, velocidade, requisitos de inspeção, layout da fábrica e integração posterior. Por esta razão, a seleção da encaixotadora não deve se concentrar apenas no preço da máquina ou na velocidade teórica. O processo completo desde a alimentação do produto até a descarga da caixa deve ser avaliado.

A SieracTech fornece máquinas automáticas de embalagem de caixas e soluções completas de embalagem de fim de linha para aplicações alimentícias, farmacêuticas, de dispositivos médicos, cosméticas, químicas diárias e industriais. De acordo com suas amostras de produtos, desenhos de caixas, padrão de embalagem, velocidade alvo e requisitos de layout, podemos ajudar a projetar uma solução prática de embalagem secundária para sua linha de produção.

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