Una mejora en la eficiencia del embalaje requirió atención a la ergonomía, la facilidad de montaje y la 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 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 igualmente importantes son las estructuras más pequeñas y simples que deben diseñarse para interactuar con los sistemas de alta tecnología. Y sus diseños presentan su propio conjunto de desafíos.

Para demostrar este punto, el integrador de sistemas FUYU, Inc. ideó recientemente una solución simple pero a gran escala para mejorar la eficiencia de un módulo de preparación de embalaje de almacén existente. Aunque limitada por desafiantes limitaciones de diseño, la empresa 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, la facilidad de montaje y la rentabilidad.

Desafíos de ingeniería

En esta aplicación reciente, un centro de distribución de paquetes automatizado buscaba mejorar sus módulos de embalaje. Cada módulo se compone de cuatro canales que alimentan los paquetes desde la parte superior del sistema hasta el operador de la estación. El operador recibe una notificación 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 al diseño de esta estructura existente, que los operadores pudieran utilizar para embalar los pedidos terminados.

Inicialmente se propusieron algunas soluciones, incluido un elevador de tijera, un estante abatible y un carro con ruedas motorizado. Sin embargo, todos estos sistemas funcionarían aparte del módulo existente sin tener que interactuar mecánicamente con él. Estas ideas finalmente fueron descartadas porque eran demasiado costosas o tenían problemas ergonómicos asociados, lo que obligaba a los trabajadores, por ejemplo, a girarse, corriendo el riesgo de lesionarse.

FUYU terminó resolviendo estos problemas con un diseño simple que se conecta al módulo e incluso utiliza los orificios para pernos existentes. Como superficie de trabajo, los ingenieros crearon mesas hechas de capas resistentes, que cubrieron con plástico ABS. Estas “superficies” de ABS se cortaron con chorro de agua y sirvieron como plantilla para separar las mesas de la capa. Luego, las mesas se montaron en un control deslizante lineal, que se montó simplemente en una extrusión de aluminio estándar.

Desde allí, los trabajadores pueden deslizar una mesa a lo largo de los conductos hasta donde sea necesario: una estación de encintado, por ejemplo. Si bien hay una mesa por cada cuatro módulos, las mesas pueden viajar libremente a lo largo de hasta 12 módulos, maximizando la flexibilidad del diseño y minimizando la cantidad de mesas que deben instalarse.

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 podría soportar las cargas de momento creadas por el peso de los paquetes sobre las mesas. Un paquete de 100 lb colocado al final de una mesa crearía una carga de 600 lb en la estructura de soporte, sacando el rodamiento del riel trasero. Para garantizar que el sistema pudiera soportar estas cargas, los ingenieros primero realizaron una prueba de análisis de elementos finitos (FEA) para analizar y comparar la tensión del sistema bajo cargas utilizando una barra lateral de 1 x 1 pulgada y 1 x 2 pulgadas. Mientras que la barra de 1 x 1 pulgadas se desviaba, los ingenieros descubrieron que la barra de 1 x 2 pulgadas podía soportar las altas cargas de los paquetes pesados. Por ello integraron este nuevo componente en su diseño.

Diseñado para montaje

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 una manera de fijar las mesas a la estructura sin necesidad de realizar perforaciones adicionales ni el uso de tuercas en T. Además de ser más caro que los propios controles deslizantes de aluminio, desde el punto de vista logístico, incorporar tuercas en T habría sido una pesadilla de diseño. En lugar de ello, los ingenieros diseñaron barras preperforadas y roscadas que, una vez insertadas en las extrusiones, se alineaban fácilmente con los 4.000 orificios para pernos existentes en la vía.

También era importante que el diseño mantuviera una cierta altura para no obstaculizar la cinta transportadora debajo del módulo de escenario una vez instalado. La solución de FUYU añadió sólo cuatro pulgadas al espacio vertical entre el módulo y el transportador debajo.

Ahorro de costos

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