Para mejorar la eficiencia del embalaje es necesario prestar atención a la ergonomía, la facilidad de montaje y la rentabilidad.

La automatización está transformando el funcionamiento de los centros de distribución tradicionales, ya que las empresas buscan nuevas maneras de maximizar su eficiencia, aumentar la precisión de los pedidos y satisfacer la demanda de los clientes. Cuando se habla de tecnología automatizada, la mayoría de la gente suele pensar en robots, vehículos de guía automatizados y sistemas de recogida y colocación. Pero igual de importantes son las estructuras más pequeñas y sencillas que deben diseñarse para interactuar con los sistemas de alta tecnología. Y sus diseños presentan sus propios desafíos.

Para demostrar este punto, el integrador de sistemas FUYU, Inc. ideó recientemente una solución sencilla, pero a gran escala, para mejorar la eficiencia de un módulo de almacenamiento de embalaje existente en un almacén. Si bien el diseño era complejo, 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 rodamientos lineales. Este logro requirió atención a la ergonomía, la facilidad de montaje y la rentabilidad.

Desafíos de ingeniería

En esta aplicación reciente, un centro automatizado de distribución de paquetes buscaba mejorar sus módulos de empaquetado. Cada módulo consta de cuatro rampas que alimentan los paquetes desde la parte superior del sistema hasta el operador de la estación. Este recibe una notificación de un pedido y, desde allí, puede extraerlo, empaquetarlo y colocarlo en una cinta transportadora situada debajo de las rampas. El cliente quería incorporar plataformas de soporte al diseño de esta estructura existente, que los operadores pudieran usar para embalar los pedidos terminados.

Inicialmente se propusieron algunas soluciones, como un elevador de tijera, una plataforma abatible y un carro motorizado con ruedas. Sin embargo, todos estos sistemas funcionarían independientemente del módulo existente, sin necesidad de interactuar mecánicamente con él. Estas ideas se descartaron finalmente por su elevado coste o por presentar problemas ergonómicos, como obligar a los trabajadores, por ejemplo, a girarse, con el consiguiente riesgo de lesiones.

FUYU resolvió estos problemas con un diseño sencillo que se conecta al módulo e incluso aprovecha sus orificios para tornillos. Como superficie de trabajo, los ingenieros crearon mesas de contrachapado resistente, recubiertas con plástico ABS. Estas tapas de ABS se cortaron con chorro de agua y sirvieron como plantilla para fresar las mesas. Posteriormente, las mesas se montaron en un deslizador lineal, montado de forma sencilla en una extrusión de aluminio estándar.

Desde allí, los trabajadores pueden deslizar una mesa a lo largo de las rampas hasta donde se necesite, por ejemplo, una estación de encintado. Si bien hay una mesa por cada cuatro módulos, las mesas pueden desplazarse libremente a lo largo de hasta 12 módulos, lo que maximiza la flexibilidad de diseño y minimiza la cantidad de mesas necesarias.

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 soportaría las cargas de momento creadas por el peso de los paquetes sobre las mesas. Un paquete de 100 lb colocado en el extremo de una mesa generaría una carga de 600 lb en la estructura de soporte, desprendiéndolo 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 una de 1 x 2 pulgadas. Mientras que la barra de 1 x 1 pulgada se desvió, los ingenieros descubrieron que la 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 montaje

La solución de FUYU superó varias limitaciones de diseño, todas impuestas por la estructura existente. Por un lado, los ingenieros tuvieron que encontrar la manera de fijar las mesas a la estructura sin necesidad de perforar ni usar tuercas en T. Además de ser más caro que los propios deslizadores de aluminio, incorporar tuercas en T habría sido un auténtico desastre logístico. En su lugar, los ingenieros diseñaron barras pretaladradas y roscadas que, una vez insertadas en las extrusiones, se alineaban fácilmente con los 4000 orificios para pernos existentes en la vía.

También era importante que el diseño mantuviera cierta altura para no obstaculizar la cinta transportadora debajo del módulo de montaje una vez instalado. La solución de FUYU solo añadió 10 cm al espacio vertical entre el módulo y la cinta transportadora inferior.

Ahorro de costes

Además, a diferencia del carro motorizado con ruedas propuesto originalmente, el diseño final de FUYU no incluía piezas móviles complejas. Integró una estructura sencilla y compacta que podía acoplarse al módulo de montaje existente utilizando los elementos estructurales, los orificios para pernos y los soportes de la estructura existente para una integración perfecta, lo que redujo los costos totales de implementación en un 40 %.