Un miglioramento dell'efficienza dell'imballaggio ha richiesto l'attenzione per l'ergonomia, la facilità di montaggio e l'efficienza dei costi.

L'automazione sta cambiando il modo in cui i centri di distribuzione tradizionali operano mentre le aziende cercano nuovi modi per massimizzare la propria efficienza, aumentare l'accuratezza degli ordini e soddisfare la domanda dei clienti. Quando si tratta di tecnologia automatizzata, la maggior parte delle persone tende a pensare a robot, veicoli guida automatizzati e sistemi di pick-and-place. Ma altrettanto importanti sono le strutture più piccole e più semplici che devono essere progettate per interfacciarsi con i sistemi ad alta tecnologia. E i loro progetti presentano il proprio set di sfide.

Dimostrando questo punto, l'integratore di sistemi Fuyu, Inc. ha recentemente ideato una soluzione semplice ma su larga scala per migliorare l'efficienza di un modulo di stadiazione di imballaggio di magazzino esistente. Sebbene limitata da conteggi di progettazione sfidanti, la società ha creato una struttura di supporto che si monta sotto il modulo esistente e integra una disposizione di compensato, estrusioni in alluminio e cuscinetti lineari, un risultato che richiedeva attenzione all'ergonomia, facilità di assemblaggio e efficienza dei costi.

Sfide ingegneristiche

In questa recente applicazione, un centro di distribuzione dei pacchetti automatizzati stava cercando di migliorare i suoi moduli di imballaggio. Ogni modulo è costituito da quattro scivoli che alimentano i pacchetti dalla parte superiore del sistema fino all'operatore della stazione. L'operatore viene avvisato di un ordine e, da lì, può tirarlo fuori, confezionarlo e posizionarlo su un nastro trasportatore sotto gli scivoli. Il cliente voleva incorporare piattaforme di supporto sulla progettazione di questa struttura esistente, che gli operatori potevano utilizzare per boxare gli ordini finiti.

Sono state inizialmente proposte alcune soluzioni, tra cui un ascensore a forbice, uno scaffale a goccia e un carrello a ruote motorizzato. Tuttavia, tutti questi sistemi funzionerebbero a parte il modulo esistente senza dover interfacciarsi meccanicamente con esso. Queste idee sono state infine demolite perché erano troppo costose o avevano problemi ergonomici ad esse associati, richiedendo ai lavoratori, ad esempio, per torcere, correndo il rischio di lesioni.

Fuyu ha finito per risolvere questi problemi con un design semplice che si collega al modulo e usa persino i suoi Bolthole esistenti. Per una superficie di lavoro, gli ingegneri hanno creato tabelle realizzate in forti strati, che hanno chiuso con una plastica ABS. Questi "top" addominali erano tagliati a getto d'acqua e serviti da modello per instradare i tavoli dal strato. I tavoli sono stati quindi montati su un cursore lineare, che è stato montato semplicemente in un'estrusione di alluminio standard.

Da lì, i lavoratori possono far scorrere un tavolo lungo la lunghezza degli scivoli verso dove è necessario, ad esempio una stazione di registrazione. Mentre esiste una tabella per quattro moduli, le tabelle possono viaggiare liberamente su 12 moduli, massimizzando la flessibilità di progettazione e minimizzando il numero di tabelle che devono essere installate.

Ingegneria strutturale richiesta

Il successo della soluzione di Fuyu è dovuto, in parte, alla flessibilità degli ingegneri nel corso del processo di progettazione. Ad esempio, è diventato evidente che l'uso di una barra laterale da 1 x 1 pollice non sarebbe stato in grado di accogliere i carichi del momento creati dal peso dei pacchetti sui tavoli. Un pacchetto da 100 libbre posizionato all'estremità di un tavolo creerebbe un carico di 600 libbre sulla struttura di supporto, estraendo il cuscinetto dalla pista posteriore. Per garantire che il sistema possa resistere a questi carichi, gli ingegneri hanno prima eseguito un test di analisi degli elementi finiti (FEA) per analizzare e confrontare lo stress del sistema sotto carichi usando una barra laterale di 1 x 1 pollici e 1 x 2 in. Mentre la barra di 1 x 1 pollice ha deviato, gli ingegneri hanno scoperto che la barra da 1 x 2 pollici poteva gestire i carichi alti dei pacchetti pesanti. Hanno quindi integrato questo nuovo componente nel loro design.

Progettato per l'assemblaggio

La soluzione di Fuyu ha superato diversi vincoli di progettazione, tutti dettati dalla struttura di imballaggio esistente. Per uno, gli ingegneri hanno dovuto trovare un modo per collegare le tabelle alla struttura senza alcuna perforazione aggiuntiva o l'uso di T-NUT. Oltre ad essere più costosi degli stessi cursori di alluminio, logisticamente, incorporare le T-NUT sarebbe stato un incubo di design. Invece, gli ingegneri hanno progettato barre pre-perforate e sfruttate che, una volta inserite nelle estrusioni, si sono prontamente allineate con i 4000 Bolthole esistenti della traccia.

Era anche importante che il design mantenga una certa altezza in modo da non impedire il nastro trasportatore sotto il modulo di stadiazione una volta attaccato. La soluzione di Fuyu ha aggiunto solo quattro pollici allo spazio verticale tra il modulo e il trasportatore sottostante.

Risparmio dei costi

Inoltre, a differenza del carrello a ruote motorizzato originariamente proposto, il design finale di Fuyu non includeva parti mobili complesse. Ha integrato una struttura semplice ed efficiente dal punto di vista spazio che potrebbe essere collegata al modulo di stadiazione esistente usando i membri strutturali, i fori e le staffe della struttura esistente per l'integrazione senza soluzione di continuità, riducendo i costi complessivi di implementazione del 40%.