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La simple estructura de apoyo mejora la eficiencia del embalaje del almacén

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La mejora de la eficiencia del embalaje requería atención a la ergonomía, la facilidad de montaje y la eficiencia de costes

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La automatización está cambiando la forma en que operan los centros de distribución tradicionales, ya que las empresas buscan nuevas formas de maximizar su eficiencia, aumentar la precisión de los pedidos y satisfacer la demanda de los clientes. Cuando se trata de tecnología automatizada, la mayoría de la gente tiende a pensar en robots, vehículos guía automatizados y sistemas de recogida y colocación. Pero igual de importantes son las estructuras más pequeñas y simples que deben ser diseñadas para interactuar con los sistemas de alta tecnología. Y sus diseños presentan su propio conjunto de desafíos.

Demostrando este punto, el integrador de sistemas FUYU, Inc. recientemente ideó una solución simple, pero a gran escala, para mejorar la eficiencia de un módulo de montaje de embalaje de almacén existente. Aunque limitada por las desafiantes restricciones de diseño, la compañía creó una estructura de soporte que se monta debajo del módulo existente e integra una disposición de madera contrachapada, extrusiones de aluminio y cojinetes lineales, un logro que requirió atención a la ergonomía, facilidad de montaje y eficiencia de costes.

Desafíos de ingeniería

En esta reciente aplicación, un centro automatizado de distribución de paquetes buscaba mejorar sus módulos de embalaje. Cada módulo se compone de cuatro tolvas que alimentan los paquetes desde la parte superior del sistema hasta el operador de la estación. El operador es notificado de una orden y, desde allí, puede sacarla, empaquetarla y colocarla en una cinta transportadora debajo de las rampas. El cliente quería incorporar plataformas de apoyo en el diseño de esta estructura existente, que los operadores pudieran utilizar para empaquetar los pedidos terminados.

Inicialmente se propusieron algunas soluciones, incluyendo una elevadora de tijera, un estante de caída y un carro motorizado con ruedas. Sin embargo, todos estos sistemas funcionarían aparte del módulo existente sin tener que interactuar mecánicamente con él. Estas ideas fueron finalmente desechadas porque eran demasiado costosas o tenían problemas ergonómicos asociados, que requerían que los trabajadores, por ejemplo, se retorcieran, corriendo el riesgo de sufrir lesiones.

FUYU terminó resolviendo estos problemas con un diseño simple que se conecta al módulo e incluso utiliza sus balizas existentes. Para una superficie de trabajo, los ingenieros crearon mesas hechas de una capa resistente, que cubrieron con un plástico ABS. Estas "tapas" de ABS fueron cortadas con chorro de agua y sirvieron como plantilla para fresar las mesas desde la capa. Las mesas fueron entonces montadas en un deslizador lineal, que fue montado simplemente en una extrusión de aluminio estándar.

Desde allí, los trabajadores pueden deslizar una mesa a lo largo de las rampas hasta donde sea necesario, una estación de grabación, por ejemplo. Si bien hay una mesa por cada cuatro módulos, las mesas pueden desplazarse libremente a través de hasta 12 módulos, lo que maximiza la flexibilidad del diseño y minimiza el número de mesas que deben ser instaladas.

Se requiere ingeniería estructural

El éxito de la solución de FUYU se debe, en parte, a la flexibilidad de los ingenieros durante el proceso de diseño. Por ejemplo, se hizo evidente que el uso de una barra lateral de 1 x 1 pulgada no sería capaz de acomodar las cargas momentáneas creadas por el peso de los paquetes en las mesas. Un paquete de 100 libras colocado al final de una mesa crearía una carga de 600 libras en la estructura de soporte, sacando el cojinete de la pista trasera. Para asegurar que el sistema pudiera soportar estas cargas, los ingenieros primero hicieron una prueba de análisis de elementos finitos (FEA) para analizar y comparar el esfuerzo del sistema bajo las cargas usando una barra lateral de 1 x 1 pulgada y 1 x 2 pulgadas. Mientras que la barra de 1 x 1 pulgada se desvió, los ingenieros descubrieron que la barra de 1 x 2 pulgadas podía soportar las altas cargas de los paquetes pesados. Por lo tanto, integraron este nuevo componente en su diseño.

Diseñado para el ensamblaje

La solución de FUYU superó varias limitaciones de diseño, todas ellas dictadas por la estructura de embalaje existente. Por un lado, los ingenieros tuvieron que encontrar la manera de fijar las mesas a la estructura sin necesidad de perforaciones adicionales o el uso de tuercas en T. Además de ser más costoso que los deslizadores de aluminio en sí, logísticamente, incorporar las tuercas en T habría sido una pesadilla de diseño. En su lugar, los ingenieros diseñaron barras pre-perforadas y roscadas que, una vez insertadas en las extrusiones, se alineaban fácilmente con los 4.000 pernos existentes en la pista.

También era importante que el diseño mantuviera una cierta altura para no impedir la cinta transportadora debajo del módulo de puesta en escena una vez que se acoplara. La solución de FUYU añadió sólo cuatro pulgadas al espacio vertical entre el módulo y el transportador debajo.

Ahorro de costes

Además, a diferencia del carro motorizado con ruedas propuesto originalmente, el diseño final de FUYU no incluyó ninguna pieza móvil compleja. Integró una estructura simple y eficiente en el espacio que podía ser conectada al módulo de montaje existente usando los miembros estructurales, agujeros de pernos y soportes de la estructura existente para una integración sin problemas, reduciendo los costos generales de implementación en un 40%.