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Automatización en la industria 4.0
Caso de éxito

Corte de porciones de carne extremadamente rápido y altamente preciso, basado en PC

Michael Nielsen, director ejecutivo de Beckhoff Automation Dinamarca

17/09/2020

Tomando como base el software de propio desarrollo y la plataforma de control abierta de Beckhoff, Borncut A/S, con sede en Rønne, Dinamarca, ha desarrollado la máquina porcionadora más rápida y precisa del mundo para la industria alimentaria. El pescado o la carne de pollo se corta en porciones de forma ultrarrápida con cuchillas que giran a velocidades de hasta 200 km/h, realizando más de 2.100 cortes por minuto.

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La máquina porcionadora Borncut BC225, aquí en una versión de doble vía, puede realizar más de 2.100 cortes por minuto.

Foto: Borncut, Dinamarca.

Con la máquina porcionadora Borncut BC225 se pueden procesar, en apenas una hora, hasta 4 t de pescado para obtener casi cualquier número de piezas individuales, cortarlas al peso deseado y prepararlas para su envasado al vacío, entre otras cosas. Particularmente la velocidad y la precisión son parámetros esenciales en relación a la competitividad en la industria alimentaria, ya que incluso un incremento aparentemente pequeño en el rendimiento de procesamiento, por ejemplo, de tan solo el 0,5%, puede significar un inmenso ahorro de costes de producción anuales. Gorm Sørensen, cofundador y director ejecutivo de Borncut, pone un ejemplo: “Un desafío técnico de procesamiento surge, por ejemplo, cuando alimentos como el pescado y la carne de pollo son irregulares en tamaño y forma. Es difícil cortarlos en trozos iguales y producir el menor residuo de corte posible. Si, por ejemplo, se procesan 10 toneladas de salmón por día, una optimización en el rendimiento de la máquina de tan solo un 0,5% ya puede significar un ahorro diario de unas 5.000 coronas danesas. En un año, esto representaría un ahorro de aproximadamente 1,25 millones de coronas danesas, es decir, 170.000 euros".

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La cuchilla de corte (derecha) gira con una velocidad de hasta 200 km/h. Foto: Borncut, Dinamarca.

La rápida comunicación EtherCAT aumenta el rendimiento de la máquina

Peter Mikkelsen y Gorm Sørensen fundaron Borncut en 2016 con el objetivo de desarrollar la máquina porcionadora más innovadora del mercado. “Pero con toda modestia podemos decir que hemos logrado nuestro ambicioso objetivo”, dice el cofundador y desarrollador de software Peter Mikkelsen: “La enorme velocidad de la máquina se debe, en primer lugar, a la comunicación EtherCAT de alto rendimiento. Ya que EtherCAT permite que los componentes de control de la máquina, es decir, el PLC, los servomotores, el módulo de seguridad y nuestra propia cámara de alta velocidad, se comuniquen entre sí muy rápidamente. Esto permite lograr un flujo de procesos extremadamente eficiente. Al mismo tiempo, nuestra máquina requiere la menor intervención manual posible, ya que fue diseñada con soluciones estándar con funcionalidad en red. Ni el usuario final ni nosotros tenemos que tocar físicamente el PC industrial para actualizar el software. En definitiva, podemos concentrarnos en nuestra competencia principal, los algoritmos de corte más eficientes posibles”.

Gorm Sørensen añade: “Conocemos el mercado tan bien que pudimos definir fácilmente cómo queríamos destacar de la competencia. Con el hardware adecuado, fuimos capaces de desarrollar una interfaz de usuario que es única en la industria. De hecho, el manual de la máquina lo creamos antes que la propia máquina, para que el foco de atención estuviera consecuentemente en los usuarios, y no en la tecnología”.

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Los cortes deseados pueden ser cómodamente ajustados y comprobados a través del Panel PC multitáctil CP27xx. Foto: Borncut, Dinamarca.

Las máquinas Borncut están disponibles en versiones de una o dos vías, es decir, con una o dos cintas de alimentación. La configuración correspondiente se puede cambiar fácilmente a través del Panel PC multitáctil CP27xx. La máquina puede ajustarse exactamente al tamaño de porción deseado con funciones de arrastrar y soltar (drag & drop). Además, los datos de la máquina pueden ser consultados cuando sea necesario para compararlos con otros datos de producción.

Una característica especial es la cámara de alta velocidad integrada, que escanea los alimentos sobre la cinta. La cámara capta 250 imágenes por segundo y muestra una imagen 3D en el Panel PC. De esta manera, el usuario final puede ver exactamente dónde se hacen los cortes. “Cuanto más rápido se pueda calcular el volumen de pescado o carne de pollo, más rápido podrá pasar el alimento a través de la máquina. Por ejemplo, para obtener sólo los mejores trozos o para cortar el pescado en diferentes tamaños, las cuchillas de corte pueden ajustarse cómodamente mediante la función de arrastrar y soltar, y los cortes pueden comprobarse de forma exacta mediante la imagen 3D”, explica Peter Mikkelsen.

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Los terminales EtherCAT y TwinSAFE (centro), así como los servoamplificadores AX5000 (derecha) permiten un diseño compacto de la tecnología de control y, en particular, gracias a la tecnología de un único cable (OCT) de la tecnología de accionamiento, también se minimiza el cableado. Foto: Borncut, Dinamarca.

El funcionamiento fiable de la máquina es decisivo

Borncut impone altas exigencias a la plataforma de control utilizada, especialmente en lo que respecta a la fiabilidad de funcionamiento y el servicio. Esto se debe a que, generalmente, las máquinas se utilizan en la fábrica para diversos procesos de producción de alimentos y, por lo tanto, deben permitir una conversión fiable y rápida a nuevas funciones. Una parada tendría consecuencias significativas para los usuarios finales, ya que las máquinas suelen formar parte de grandes líneas de procesamiento con muchos operarios. Además, los alimentos que se procesan suelen tener una vida útil breve a temperaturas normales y se deben poner a disposición con plazos de entrega cortos. Por lo tanto, si se produce un fallo de la máquina, es importante que el fallo se pueda localizar y solucionar rápidamente.

“Para nosotros es importante utilizar el menor número posible de componentes con un mínimo de cableado. Esto hace que la máquina sea más fiable y más fácil de mantener”, dice Peter Mikkelsen. “Con el Panel PC de Beckhoff y con el TwinCAT PLC contamos con una poderosa plataforma que combina todas las funcionalidades necesarias en un solo controlador”, apunta. Gorm Sørensen añade al respecto: “El PC-based Control de Beckhoff nos permite construir máquinas muy fiables y eficientes. El sistema abierto también facilita la integración de componentes de terceros, como la cámara de alta velocidad, lo que nos proporciona opciones adicionales. A esto se le suma la buena colaboración. Beckhoff escuchó atentamente y tuvo en cuenta nuestras exigencias desde el comienzo y estuvo rápidamente presente in situ cuando resultó necesario. En resumidas cuentas, ofrece un servicio de alta calidad. Sus soluciones innovadoras también se ajustan perfectamente a nuestra filosofía”.

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Beckhoff Automation, S.A.

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