Una mejora en la eficiencia del empaque requirió atención a la ergonomía, la facilidad de ensamblaje y la eficiencia de rentabilidad.

La automatización está cambiando la forma en que operan los centros de distribución tradicionales a medida que las empresas buscan nuevas formas de maximizar su eficiencia, aumentar la precisión del pedido y satisfacer la demanda de los clientes. Cuando se trata de tecnología automatizada, la mayoría de las personas tienden a pensar en robots, vehículos de guía automatizados y sistemas de selección y lugar. Pero igual de importantes son las estructuras más pequeñas y simples que deben estar 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 estadificación de envasado de almacén existente. Aunque limitada por las desafiantes limitaciones de diseño, la compañía creó una estructura de apoyo que se monta debajo del módulo existente e integra una disposición de madera contrachapada, extrusiones de aluminio y rodamientos lineales, un logro que requirió atención a la ergonomía, la facilidad de ensamblaje y la rentabilidad.

Desafíos de ingeniería

En esta aplicación reciente, un centro de distribución de paquetes automatizado estaba buscando mejorar sus módulos de empaque. Cada módulo está compuesto por cuatro rampas que alimentan paquetes desde la parte superior del sistema hasta el operador de la estación. Se notifica al operador de un pedido y, desde allí, puede sacarlo, empaquetarlo y colocarlo en una cinta transportadora debajo de las rampas. El cliente quería incorporar plataformas de soporte en el diseño de esta estructura existente, que los operadores podrían usar para encerrar los pedidos terminados.

Inicialmente se propusieron algunas soluciones, incluido un elevador de tijera, un estante de caída y un carrito motorizado con ruedas. Sin embargo, todos estos sistemas funcionarían aparte del módulo existente sin tener que interactuar mecánicamente con él. Estas ideas fueron desechadas en última instancia porque eran demasiado costosos o tenían problemas ergonómicos asociados con ellas, requiriendo que los trabajadores, por ejemplo, se torcieran, corren el riesgo de lesiones.

Fuyu terminó resolviendo estos problemas con un diseño simple que se conecta al módulo e incluso usa sus boltholes existentes. Para una superficie de trabajo, los ingenieros crearon tablas hechas de una capa fuerte, que coronaron con un plástico ABS. Estas "tops" de ABS fueron cortadas en chorro de agua y sirvieron como plantilla para derrotar las tablas desde la capa. Luego, las tablas se montaron en un control deslizante lineal, que se montó simplemente en una extrusión de aluminio estándar.

A partir de ahí, los trabajadores pueden deslizar una mesa a lo largo de las rampas a donde se necesita, una estación de grabación, por ejemplo. Si bien hay una tabla por cuatro módulos, las tablas pueden viajar libremente a través de hasta 12 módulos, maximizando la flexibilidad de diseño y minimizando el número de tablas que deben instalarse.

Se requiere ingeniería estructural

El éxito de la solución de Fuyu se debe, en parte, a la flexibilidad de los ingenieros en el transcurso del proceso de diseño. Por ejemplo, se hizo evidente que el uso de una barra lateral de 1 x 1 pulgada no podría acomodar las cargas de momento creadas por el peso de los paquetes en las mesas. Un paquete de 100 lb colocado al final de una tabla crearía una carga de 600 lb en la estructura de soporte, sacando el rodamiento de la pista trasera. Para garantizar que el sistema pueda mantener estas cargas, los ingenieros primero realizaron una prueba de análisis de elementos finitos (FEA) para analizar y comparar el estrés del sistema bajo cargas utilizando una barra lateral de 1 x 1 pulg. Y 1 x 2 pulg. Mientras que la barra de 1 x 1 pulgada desviada, los ingenieros descubrieron que la barra de 1 x 2 pulgadas podía manejar las cargas altas 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 las cuales fueron dictadas por la estructura de envasado existente. Por un lado, los ingenieros tenían que encontrar una manera de unir las tablas a la estructura sin ninguna perforación adicional o el uso de nutas T. Además de ser más caros que los controles deslizantes de aluminio en sí, logísticamente, incorporar a las nutas T habría sido una pesadilla de diseño. En cambio, los ingenieros diseñaron barras precipitadas y aprovechadas que, una vez insertadas en las extrusiones, se alinean fácilmente con los 4,000 boltholes existentes de la pista.

También era importante que el diseño mantenga una cierta altura para no impedir la cinta transportadora debajo del módulo de estadificación una vez que estaba conectado. La solución de Fuyu agregó solo cuatro pulgadas al espacio vertical entre el módulo y el transportador debajo.

Ahorro de costos

Además, a diferencia del carro motorizado y con ruedas propuesto originalmente, el diseño final de Fuyu no incluía piezas móviles complejas. Integró una estructura simple y eficiente en el espacio que podría unirse al módulo de estadificación existente utilizando los miembros estructurales, los agujeros de los pernos y los soportes de la estructura existente para una integración perfecta, reduciendo los costos generales de implementación en un 40%.