Embalaje automático de maletas: Guía completa para el embalaje secundario

Una encajadora automática es una máquina clave en el embalaje secundario. Está diseñado para cargar productos terminados en cajas de envío, cartones, bandejas o cajas de presentación antes de sellar, etiquetar, paletizar y enviar.

Para los fabricantes de las industrias alimentaria, farmacéutica, de dispositivos médicos, cosmética, química diaria y de productos industriales, el embalaje manual en cajas puede convertirse en un importante cuello de botella después del embalaje primario y el estuchado. Los operadores necesitan agrupar productos, abrir cajas, colocar productos en cajas, verificar la cantidad, cerrar cajas y moverlos a manipulación posterior. A medida que aumenta la velocidad de producción, el embalaje manual puede generar patrones de embalaje inconsistentes, dependencia de la mano de obra, daños al producto y trazabilidad limitada.

Una máquina empacadora de cajas automática ayuda a los fabricantes a conectar el proceso de empaque inicial con el proceso logístico final. Puede recibir productos de máquinas estuchadoras, envolvedoras de flujo, máquinas empacadoras de bolsas, líneas de llenado de botellas, sistemas de etiquetado o controladoras de peso, y luego agruparlos y cargarlos automáticamente en cajas de acuerdo con el patrón de empaque requerido.

Esta guía explica qué es una empacadora de cajas automática, cómo funciona, tipos de máquinas comunes, puntos clave de diseño y cómo elegir la solución de empaque secundario adecuada.

Una empacadora de cajas automática, también llamada máquina empacadora de cajas, se utiliza para empacar productos en cajas exteriores o cajas de envío. Generalmente se instala después del embalaje primario o después de una máquina estuchadora.

Una empacadora de cajas puede manejar muchos formatos de productos, incluidos:

• cajas terminadas

• botellas

• paso

• bolsas

• bolsitas

• productos envueltos en flujo

• bandejas

• tinas

• bolsas

• productos empaquetados

• cajas de dispositivos médicos

• botellas de químicos diarios

• cajas de comida

La máquina se puede configurar para diferentes estilos de cajas, como cajas ranuradas normales, cajas envolventes, bandejas, envases listos para estantes o cajas de exhibición. Dependiendo de los requisitos de producción, puede utilizar carga mecánica, carga servo, carga de pórtico, carga de robot delta o carga de robot colaborativo.

En una línea de empaque completa, la empacadora de cajas a menudo está conectada con una formadora de cajas, un sellador de cajas, una etiquetadora de cajas, una controladora de peso, un sistema de inspección por visión y un paletizador.

El embalaje secundario no consiste sólo en poner los productos en una caja más grande. Afecta el transporte, el almacenamiento, el manejo minorista, la trazabilidad y la experiencia del cliente final.

Un proceso de embalaje secundario bien diseñado puede ayudar a:

• reducir el trabajo de embalaje manual

• mantener patrones de embalaje consistentes

• proteger los productos durante el transporte

• mejorar la calidad del sellado de la caja

• Admite trazabilidad de lotes y códigos.

• conectar datos de producción con datos de logística

• reducir los daños por manipulación del producto

• preparar productos para paletizado y envío

Para la producción de gran volumen, el embalaje de cajas es a menudo donde se concentra la mano de obra. Incluso si las máquinas frontales funcionan automáticamente, es posible que aún se necesiten operadores para empacar los productos terminados en cajas. En esta situación, una empacadora de cajas automática puede ayudar a que toda la línea sea más continua.

El proceso de trabajo depende del estilo de la caja, el tipo de producto, la velocidad y el patrón de embalaje. Sin embargo, un proceso típico de empaquetado automático de cajas incluye los siguientes pasos:

1. Alimentación del producto

2. Espaciado y orientación del producto.

3. Recuento y agrupación de productos.

4. Montaje o posicionamiento de cajas

5. Carga de producto

6. Cierre y sellado de cajas

7. Inspección y rechazo

8. Descarga para etiquetado o paletizado

Cada paso debe sincronizarse con los equipos ascendentes y descendentes.

Los productos ingresan a la empacadora de cajas desde la máquina anterior. Pueden provenir de una máquina estuchadora, una línea de bolsas, una línea de llenado, una máquina envolvedora, una máquina etiquetadora o controladoras de peso.

El sistema de alimentación de producto suele incluir:

• cintas transportadoras

• rieles guía

• sensores de producto

• dispositivos espaciadores

• correas de distribución

• divisores de carril

• transportadores de acumulación

• sensores de confirmación de rechazo

La sección de alimentación debe controlar el flujo del producto. Si los productos llegan demasiado juntos, el sistema de agrupación puede fallar. Si los productos llegan de manera irregular, es posible que la empacadora de cajas necesite almacenamiento en búfer, indexación o corrección guiada por visión.

Para productos delicados, el transportador de alimentación debe reducir las colisiones y la presión. En el caso de las cajas de cartón, los rieles guía deben permitir un movimiento suave sin dañar las esquinas de la caja o las superficies impresas.

Antes de cargarlos en una caja, los productos deben disponerse en la dirección y el espaciado correctos. La orientación depende del patrón de embalaje final.

Por ejemplo:

• Es posible que las cajas deban estar en posición vertical o planas.

• Es posible que sea necesario organizar las botellas en filas.

• Es posible que sea necesario apilar o superponer las bolsas.

• Es posible que sea necesario agrupar las bandejas en una matriz.

• Es posible que sea necesario girar las cajas antes de cargarlas.

Esta sección podrá utilizar guías mecánicas, dispositivos de giro, servocorreas, divisores de carril, topes o robots. El propósito es asegurarse de que cada producto ingrese al área de agrupación en la posición correcta.

La orientación del producto es especialmente importante para empaques de exhibición, empaques listos para la venta al por menor y empaques con etiquetas visibles o códigos impresos.

La empacadora de cajas agrupa los productos según el número de cajas y el patrón de empaque requeridos. Este paso determina cuántos productos entran en cada caja y cómo están dispuestos.

Los métodos de agrupación comunes incluyen:

• acumulación de carril

• indexación de servos

• parada neumática

• colacion mecanica

• agrupación de escoger y colocar

• agrupación robótica

• formación de matriz

• formación de pilas

Ejemplos de patrones de embalaje incluyen:

• 2 × 3

• 3 × 4

• 4×5

• apilamiento multicapa

• disposición de cartón de lado a lado

• disposición de la fila de botellas

• patrón de carga de bandeja

El sistema de agrupación debe coincidir con el tamaño de la caja y las dimensiones del producto. Si el patrón no es estable, la carga puede provocar el desplazamiento del producto, la deformación de la caja o una cantidad incorrecta.

Para una producción de alta mezcla, la empacadora de cajas debe permitir el ajuste de la receta para diferentes recuentos de productos y formatos de cajas.

Dependiendo de la configuración de la máquina, la caja se puede formar automáticamente o suministrarse como caja preformada.

Algunas empacadoras de cajas incluyen un sistema integrado de formación de cajas. Los espacios en blanco de cajas planas se seleccionan, abren y forman antes de cargarlos. Esto reduce la necesidad de una formadora de cajas separada y puede hacer que la línea sea más compacta.

En muchos sistemas de final de línea, una formadora de cajas separada forma cajas vacías y las alimenta a la empacadora de cajas. Este diseño es adecuado cuando la velocidad de formación de cajas, el rango de tamaño de las cajas o el diseño de la línea requieren una máquina independiente.

Para bandejas, cajas expositoras o cartones especiales, la caja puede suministrarse en condiciones preformadas. El empacador de cajas coloca la caja en la estación de carga y espera la carga del producto.

La calidad del caso es importante. La mala calidad del cartón corrugado, los pliegues inconsistentes, las uniones adhesivas débiles o las dimensiones incorrectas de la caja pueden afectar el conformado, la carga y el sellado.

La carga del producto es la función principal de la empacadora de cajas automática. El método de carga depende del tipo de producto, estilo de caja, velocidad y patrón de embalaje.

En el embalaje de cajas de carga superior, los productos se cargan en la caja desde arriba. Este método se usa ampliamente para cartones, botellas, bandejas, bolsas y productos alimenticios. Puede realizarse mediante pick-and-place mecánico, robot de pórtico, robot delta o robot colaborativo.

El embalaje de carga superior es flexible y adecuado para muchos formatos de productos.

En el embalaje en caja de carga lateral, los productos se empujan hacia el interior de la caja desde un lado. Este método se utiliza a menudo cuando los productos ya están agrupados y se pueden insertar horizontalmente en una caja o caja de cartón.

El embalaje de carga lateral es adecuado para determinados productos de cartón, paquetes múltiples y artículos de forma regular.

Una empacadora de cajas robótica utiliza robots para recoger productos y colocarlos en cajas. Los tipos de robots pueden incluir robots delta, robots articulados, robots de pórtico o robots colaborativos.

El empaquetado de cajas robótico es útil cuando los productos varían en posición, requieren patrones flexibles o necesitan un manejo cuidadoso. También es adecuado para fábricas donde se espera un cambio de producto en el futuro.

La carga mecánica utiliza empujadores, placas o mecanismos de transferencia para cargar productos agrupados en cajas. Es adecuado para productos habituales y formatos de producción estables.

Los sistemas mecánicos pueden ser compactos y eficientes cuando el tamaño del producto, el tamaño de la caja y el patrón de empaque son fijos o cambian dentro de un rango limitado.

La herramienta de extremo del brazo o el cabezal de carga deben coincidir con el producto. Los métodos de agarre comunes incluyen:

• ventosas de vacío

• abrazaderas mecanicas

• pinzas blandas

• pinzas tipo horquilla

• herramientas de recolección de cabezales múltiples

• herramientas de selección de capas

Para cajas de cartón, la pinza debe evitar dañar la superficie de la caja. En el caso de las botellas, se debe evitar una inclinación inestable. Para bolsas o paquetes blandos, es posible que se necesiten placas de soporte y vacío para mantener la forma del producto durante la transferencia.

Una vez cargados los productos, la caja debe cerrarse y sellarse. El método de cierre depende del tipo de caso.

Los métodos de sellado comunes incluyen:

• sellado de cinta

• sellado con pegamento termofusible

• plegado de solapa

• cierre por dentro

• cubierta de bandeja

• cierre de la tapa

Para los estuches con ranuras normales, las solapas superiores se doblan y se sellan con cinta adhesiva o pegamento. En el caso de las cajas envolventes, la carcasa en bruto envuelve el grupo de productos y se sella con pegamento. Para las vitrinas listas para la venta al por menor, el diseño de cierre debe considerar una fácil apertura y exhibición en los estantes.

La calidad del sellado de las cajas afecta la seguridad del transporte. El plegado incorrecto de la solapa, la aplicación deficiente de la cinta, la mala unión del pegamento o la deformación de la caja pueden provocar fallas en el paquete durante su manipulación.

Una línea automática de embalaje de cajas puede incluir sistemas de inspección antes y después de la carga de cajas. Estos sistemas ayudan a confirmar que cada caja esté empacada correctamente antes de ingresar a paletizado o envío.

Los elementos de inspección comunes incluyen:

• confirmación del recuento de productos

• detección de presencia de casos

• confirmación de apertura de caso

• confirmación de carga del producto

• inspección del peso de la caja

• verificación de código de barras o código QR

• detección de presencia de etiquetas

• inspección de cierre de trampilla

• confirmación con cinta o pegamento

• rechazar confirmación

Para los envases de productos farmacéuticos y de dispositivos médicos, la trazabilidad puede requerir vincular los códigos de las cajas con los códigos de las cajas. Para alimentos y productos químicos de uso diario, la inspección del peso de las cajas y la verificación de las etiquetas de las cajas suelen ser importantes.

Si se encuentra una caja defectuosa, el sistema puede rechazarla antes de paletizarla. Esto evita que entren cajas incorrectas en el almacén o el envío.

Después del sellado y la inspección, las cajas terminadas se descargan a los equipos posteriores.

Las máquinas posteriores típicas incluyen:

• controladora de peso de caja

• etiquetadora de imprimir y aplicar

• sistema de verificación de código de barras

• sellador de cajas

• paletizador

• envoltura elástica

• transportador al área del almacén

La sección de descarga debe diseñarse según el peso de la caja, la velocidad de la línea, los requisitos de paletizado y el diseño de la fábrica.

Si la empacadora de cajas se conecta directamente con un paletizador, se debe controlar la orientación y el espaciado de las cajas. Esto ayuda al paletizador a crear patrones de paletas estables.

Una empacadora de cajas robótica utiliza un robot para recoger y colocar productos en cajas. Es adecuado para embalajes flexibles, múltiples formatos de productos, flujo irregular de productos y aplicaciones que requieren un manejo cuidadoso.

Puede usarse para cajas de cartón, bolsas, botellas, bandejas y otros productos terminados. Con un sistema de visión, el robot puede identificar la posición del producto y mejorar la flexibilidad de recogida.

Una empacadora de cajas envolvente envuelve un cartón corrugado plano alrededor del grupo de productos. Se utiliza comúnmente para productos que necesitan un empaque compacto y una sujeción fuerte del producto.

Este tipo es adecuado para botellas, latas, cartones y productos multienvases donde se puede formar una caja en blanco alrededor del producto.

Una empacadora de cajas RSC carga productos en cajas ranuradas normales. La caja puede estar formada por un sistema integrado de formación de cajas o por una formadora de cajas independiente. Después de la carga, el estuche se cierra y se sella.

El embalaje en cajas RSC se utiliza ampliamente porque las cajas ranuradas normales son comunes en logística y almacenamiento.

Una empacadora de cajas de carga superior coloca los productos en las cajas desde arriba. Es adecuado para muchas industrias y puede funcionar con recolectores mecánicos, sistemas de pórtico, robots delta o robots colaborativos.

Una empacadora de cajas de carga lateral empuja los productos hacia las cajas desde un costado. Es adecuado para productos agrupados que se pueden empujar horizontalmente dentro de una caja.

Se puede utilizar una empacadora de cajas robótica colaborativa para aplicaciones de velocidad baja a media o líneas de empaque flexible. A menudo se selecciona cuando el espacio de producción es limitado, el cambio de producto es frecuente o se prefiere una solución de automatización compacta.

El diseño de seguridad real depende del robot, la pinza, el peso del producto, la velocidad y la evaluación de seguridad local.

Una máquina estuchadora y una empacadora de cajas son máquinas diferentes que se utilizan en diferentes etapas de empaque.

Una máquina estuchadora envasa productos en pequeñas cajas plegables. Una empacadora de cajas empaca productos terminados o cajas de cartón terminadas en cajas de envío más grandes.

Una línea típica puede verse así:

1. Embalaje primario

2. Alimentación del producto

3. Encartonado automático

4. Inspección de código o control de peso

5. Embalaje automático de cajas

6. Sellado de cajas

7. Etiquetado de cajas

8. paletizado

Por ejemplo, un dispositivo médico puede empaquetarse primero en una pequeña caja de cartón con verificación UDI. Luego se agrupan varias cajas y se cargan en una caja de envío. La caja puede recibir una etiqueta y estar vinculada a los códigos de la caja para su trazabilidad.

Para productos alimenticios, un estuchador puede empacar artículos individuales en cajas de venta al por menor, y el empacador de cajas carga esas cajas de venta al por menor en cajas de envío para su distribución.

El proveedor primero debe comprender el tamaño, el peso, la forma, el material de la superficie y la estabilidad del producto. Una caja de cartón rígida, una bolsa blanda, una botella redonda y una bandeja frágil requieren diferentes métodos de manipulación.

Los detalles importantes del producto incluyen:

• dimensiones del producto

• peso del producto

• materiales del producto

• orientación del producto

• condición de la superficie

• fragilidad

• número de productos por caja

• velocidad de salida aguas arriba

El diseño de la caja afecta la estructura de la máquina. Las cajas ranuradas, bandejas, cajas envolventes y vitrinas regulares requieren diferentes métodos de formación y cierre.

Se necesita la siguiente información:

• largo, ancho y alto de la caja

• dibujo de caso

• material de la caja

• espesor del tablero

• estructura de solapa

• dirección de apertura

• método de sellado

• peso de la caja terminada

El patrón de embalaje define cómo se disponen los productos en cada caso. Determina el sistema de agrupación, el cabezal de carga, la trayectoria del robot y el tamaño de la caja.

Los ejemplos incluyen patrones de una sola capa, patrones de múltiples capas, empaquetamiento vertical, empaquetamiento plano y empaquetamiento de orientación mixta.

La velocidad objetivo debe basarse en las necesidades reales de producción. Se ve afectado por la producción ascendente, el tiempo de agrupación de productos, la capacidad de recolección del robot, el patrón de carga, la velocidad de formación de cajas y el equipo descendente.

Al diseñar la línea, es importante el equilibrio de velocidad entre las máquinas. Una empacadora de cajas rápida no puede funcionar bien si el flujo de producto ascendente es inestable o el paletizado descendente no tiene un amortiguador.

Si la línea maneja múltiples SKU, se debe considerar el cambio. Los rieles guía ajustables, las pinzas de cambio rápido, la gestión de recetas, el posicionamiento de servos y las configuraciones claras de HMI pueden reducir los errores del operador.

Para industrias reguladas o productos de alto valor, la empacadora de cajas puede necesitar funciones de inspección y trazabilidad. Esto puede incluir verificación de códigos de barras, impresión de etiquetas de cajas, verificación de peso y agregación de cajas a cajas.

El espacio disponible afecta la selección de la máquina. Algunas líneas requieren diseños en línea recta, mientras que otras necesitan diseños en forma de U o de L. Se deben considerar la altura del transportador, la dirección del flujo de cajas, el acceso del operador, el espacio de mantenimiento y la posición de paletizado.

Para diseñar una solución de empaquetado automático de cajas adecuada, prepare la siguiente información.

• nombre del producto

• tamaño y peso del producto

• fotos o dibujos del producto

• requisito de orientación del producto

• velocidad de la máquina aguas arriba

• condición de llegada del producto

• si el producto es frágil o fácil de deformar

• tipo de caso

• dimensiones de la caja

• dibujo de caso

• especificación de cartón corrugado

• método de sellado

• muestra de caso si está disponible

• peso final del caso

• número de productos por caja

• patrón de embalaje

• disposición de capas

• velocidad objetivo

• número de SKU

• frecuencia de cambio

• nivel de automatización requerido

• equipo aguas arriba

• equipo aguas abajo

• diseño disponible

• requisito de etiquetado de cajas

• requisito de paletizado

• requisito de trazabilidad

• voltaje y suministro de aire

Con esta información, el proveedor puede evaluar el método de carga, el diseño de la máquina, el diseño de las pinzas y la configuración de control más adecuados.

Muchas fábricas consideran el empaquetado automático de cajas después de experimentar los siguientes problemas:

• alta exigencia de mano de obra

• recuento inconsistente de productos por caja

• patrón de embalaje inestable

• Daño del producto durante la manipulación manual.

• dificultad para mantenerse al día con la velocidad de la máquina aguas arriba

• trazabilidad limitada entre el producto y la caja

• fatiga del operador durante turnos largos

• Alta variación de embalaje entre operadores.

• Espacio insuficiente para estaciones de embalaje manual.

Una empacadora de cajas automática puede reducir estos problemas cuando el flujo del producto, el estilo de la caja y el patrón de empaque están diseñados adecuadamente.

Una empacadora de cajas automática puede manejar cajas de cartón, botellas, frascos, bolsas, bandejas, bolsas, productos empaquetados y muchos otros productos terminados. El sistema de carga y pinza deben diseñarse según las características del producto.

Un estuchador envasa productos en pequeñas cajas de cartón para venta minorista. Una empacadora de cajas empaqueta productos terminados o cajas de cartón terminadas en cajas de envío más grandes para su transporte y almacenamiento.

Sí. En muchas líneas de embalaje, las cajas terminadas de la máquina estuchadora se transfieren directamente a la empacadora de cajas para agruparlas y cargarlas.

El empaque de cajas robótico es adecuado para aplicaciones flexibles, especialmente cuando cambian los productos o los patrones de empaque. Sin embargo, el diseño final depende del tamaño del producto, la velocidad, el formato de la caja y la viabilidad de la pinza.

Los estilos de estuches comunes incluyen estuches con ranuras normales, estuches envolventes, bandejas, vitrinas y empaques listos para colocar en los estantes. La estructura de la máquina debe coincidir con el formato de caja seleccionado.

Sí. La verificación de códigos de barras, la inspección de etiquetas de cajas, la verificación de peso y la agregación de cajas de cartón se pueden integrar según los requisitos del proyecto.

El embalaje en cajas de carga superior es adecuado para productos que se pueden recoger y colocar desde arriba. El embalaje en cajas de carga lateral es adecuado para productos agrupados que se pueden empujar horizontalmente dentro de una caja. La elección depende de la forma del producto, el diseño de la caja, el patrón de embalaje y la velocidad.

Sí, muchas empacadoras de cajas se pueden ajustar para diferentes tamaños de cajas dentro de un rango definido. Para cambios frecuentes, se recomienda el control de recetas, guías ajustables y pinzas de cambio rápido.

Una empacadora de cajas automática es una parte importante del empaque secundario y de la automatización de final de línea. Conecta productos terminados o cajas de venta minorista con cajas de envío, lo que ayuda a los fabricantes a reducir el trabajo de embalaje manual, mejorar la consistencia del embalaje, proteger los productos y preparar cajas para etiquetado, paletizado y envío.

La mejor solución de embalaje de cajas depende de las características del producto, el estilo de la caja, el patrón de embalaje, la velocidad, los requisitos de inspección, el diseño de la fábrica y la integración posterior. Por esta razón, la selección de la empacadora de cajas no debe centrarse únicamente en el precio de la máquina o la velocidad teórica. Se debe evaluar el proceso completo desde la entrada del producto hasta la descarga de la caja.

SieracTech ofrece máquinas empacadoras de cajas automáticas y soluciones completas de empaque de final de línea para aplicaciones alimentarias, farmacéuticas, de dispositivos médicos, cosméticas, químicas diarias e industriales. De acuerdo con las muestras de sus productos, los dibujos de las cajas, el patrón de empaque, la velocidad objetivo y los requisitos de diseño, podemos ayudarlo a diseñar una solución práctica de empaque secundario para su línea de producción.

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