Glassman Guadalajara, Marzo 2018

Conformación de envases de vidrio en 2020/2025

La fábrica oscura

• 1999 fundación XPAR Vision

• Enfoque en la industria de envases de vidrio

• Enfoque en la producción en zona caliente

• Inspección, monitoreo de proceso 1 producto

• Sensores, automatización, robots mejora de procesos y

control de calidad gama de productos

20 años de trayectoria de innovación en el proceso de

conformación de vidrio

XPAR Vision fundación y enfoque

• Una fábrica oscura es una planta totalmente automatizada

• Fabricación Inteligente/ Industria 4.0

La fábrica oscura

Conformación de envases de vidrio en 2020/2025

Conformación de vidrio hoy: Industria 2.0

En general, nosotros (nuestra industria) somos muy conservadores

Mas enfoque en pack que en calidad: el nivel de control del proceso de conformación es muy bajo

No hay información objetiva en tiempo real sobre el

proceso de conformación y la calidad de la botella

en la zona caliente

La fábrica oscura no es el objetivo, es el resultado

Principales impulsores: eficiencia/calidad y peso/velocidad

• Eficiencia baja: 85-90%

• Calidad para el cliente <100%

• Muchas variables

desconocidas

• Lazo de retroalimentación

(lento o non-existente

• Demasiada dependencia de

factores humanos

• El mano de obra está

envejeciendo, la

experiencia desaparece

• La salud/seguridad es una

preocupación

• La flexibilidad es baja

• Contenedores muy

pesados (40%)

• Velocidad de producción

demasiado baja

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• Plástico, Aluminio, PET

• Barato, flexible, liviano

Energia

Materia

Prima

Labor

Costos Características Alternativas

Principales impulsores: costos, calidad, labor

Los envases están (diseñados para ser)

demasiado pesados

El nivel de control del proceso (de conformación) es (muy) bajo: eficiencia/calidad y peso/velocidad

Ejemplo: botella de cerveza

Especificaciones del cliente. = min.

espesor hombro/cuerpo/talón 1 mm

Botella de cerveza, diseño espec. =

1.8-1.9 mm

La estabilidad del proceso es clave para la optimización

Fuente: Prof. Dr.-Ing. H. Hessenkemper, Glas- und Emailtechnik (TU Bergakademie Freiberg)

Variación relativa del espesor del vidrio en el mismo plano de

sección de diferentes botellas, seleccionadas al azar

Muchas perturbaciones causan variaciones en el proceso El nivel de control del proceso de conformación es bajo: eficiencia/calidad y peso/velocidad

• Casco de vidrio

• Lote/homogeneidad

• Viscosidad/temperatura

• Feeder/Brazos

• Temperatura ambiente

• Deterioro/desgaste

• Cambio material

• Cambio de operador

• Detener/iniciar

• Engrase

• Variación de la gota (peso/

forma/temperatura)

• Variación de carga

• Variación de temperatura

• Variación/defectos de la

botella

La estabilidad del proceso requiere automatización ¿Qué operador puede controlar 24 - 36 - 48 cavidades?

• Complejidad, herramientas, tiempo, # cavidades

(¡la experiencia desaparece!)

Enorme potencial de ahorros!

Automatización de conformación en la zona caliente

Envases mas livianos y fuertes…..

producidos con (casi) cero defectos…..

a velocidad mas rápido…..

con mínima interferencia humano.

Deflector

• Normalmente, se usa una capa en el

deflector

• Esta capa se desgasta después de un

tiempo y aparecerá más y más fricción

en esta área

• Cuando la gota se encuentra con más

fricción, comenzará a deformarse:

• Longitud más corta

• Diámetro aumentado

• Cambio de la forma

• Disminución de la velocidad

• Más defectos (o secciones bloqueadas)

son el resultado

Ejemplo variación de proceso: deterioro y desgaste

Deflector: cambios de la gota

…pero la longitud, forma

y diámetro pueden ser

diferentes al momento de

cargar en el molde…

Al corte las gotas pueden

parecer iguales…

…debido a la fricción en

el sistema de entrega

Ejemplo variación de proceso: deterioro y desgaste

Gob Assist: cavidad 3 M, 15-07 00:15

Debido a la

fricción en el

sistema de

entrega

Ejemplo variación de proceso: deterioro y desgaste

IR-D: cavidad 3 M, 15-07 00:15

Ejemplo variación de proceso: deterioro y desgaste

Los sensores ven el cambio en la condición de la gota. Una

lubricación automática del deflector evitaría que esto pasa.

Más coherencia/previsibilidad sería el resultado.

Debido a la menor longitud, la distribución del vidrio cambia

Ejemplo de automatización: distribución vertical de vidrio

De distribución de vidrio incontrolada a controlada

El sensor IR ve cambios en la distribución del vidrio. El operador no

actuará porque la botella todavía es dentro de las especificaciones del

cliente. Con un algoritmo automatizado es muy fácil optimizar/controlar la

distribución de vidrio. La botella será más fuerte y el potencial para la

disminución de peso es enorme.

Ejemplo de automatización: distribución vertical de vidrio

El potencial para disminución de peso es enorme

¿Qué hay disponible hoy en día?

Sensores y automatización

Variaciones de botella / cavidad

- Inspección

- Geometría del contenedor

- Distribución de vidrio

- Posición en la correa/pegados

Variaciones de carga de la gota

- Velocidad / longitud

- Tiempo de llegada

- Posición

- Orientación/forma/ángulo

Variaciones de temperatura

- Molde

- Embolo/anillo

- Preforma

Formación de la gota

- Temperatura/forma

- Peso

Control de peso de la gota

Control de transporte y posición

Control de la temperatura del molde

Control de émbolos (Plunger)

Control de distribución de vidrio

vertical

Sensores Automatización

Conformación de vidrio hoy: Industria 2.0

En general, somos (nuestra industria) muy conservadores

Sensores: impacto

Mejora del control del proceso de conformación

( eficiencia, espesor del vidrio, defectos)

Sensores y automatización: impacto

Mejora del control del proceso de conformación

( eficiencia, espesor del vidrio, defectos)

Sensores, automatización & robots: impacto

Mejora del control del proceso de conformación

( eficiencia, espesor del vidrio, defectos)

Sensores, automatización y robots reducen la dependencia humana

Las tareas del operador van a cambiar

• Los sensores, la

automatización y los robots

reemplazarán/cambiarán (la

mayoría) de las funciones del

operador

• Llevando a una producción

mucho mejor (eficiencia/

calidad y peso/velocidad)

• Reduciendo los costos

operativos (TCO)

• Sostenibilidad del vidrio como

material de embalaje

Swab blank side 30%

Swab blow side 20%

Quality control 13%

Defect correction /

adjust machine

11%

Check info system

7%

Mold change 6%

Measure weight

5%

Adjust weight 4%

Make spare swab

2%

Fill swab oil 1%

Make swab 1%

Distribución del tiempo tareas del operador

Enorme potencial de ahorros!

Automatización de conformación en la zona caliente

Envases mas livianos y fuertes…..

producidos con (casi) cero defectos…..

a velocidad mas rápido…..

con mínima interferencia humano.

Conformación 2020/2025: Fabricación inteligente/ Industria 4.0

Próximos pasos

• Mejora continua en sensores, bucles de control

automatizados, funciones de robot existentes

• Nuevos bucles de control automatizados, funciones

de robot

• Integración de sistemas (datos)

• Uso inteligente de datos

Conformación 2020/2025: Fabricación inteligente/ Industria 4.0

La fábrica oscura

• Aspectos económicos

• Humano/labor/seguridad

• Cooperación dentro de la

industria

Gracias por su atención