Un miglioramento nell'efficienza dell'imballaggio ha richiesto attenzione all'ergonomia, alla facilità di assemblaggio e all'efficienza dei costi.

L’automazione sta cambiando il modo in cui operano i centri di distribuzione tradizionali poiché le aziende cercano nuovi modi per massimizzare la propria efficienza, aumentare la precisione degli ordini e soddisfare la domanda dei clienti. Quando si parla di tecnologia automatizzata, la maggior parte delle persone tende a pensare ai robot, ai veicoli a guida automatizzata e ai sistemi di prelievo e posizionamento. Ma altrettanto importanti sono le strutture più piccole e semplici che devono essere progettate per interfacciarsi con i sistemi ad alta tecnologia. E i loro progetti presentano una serie di sfide.

A dimostrazione di 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 allestimento di imballaggi di magazzino esistente. Sebbene limitata da impegnativi vincoli di progettazione, l'azienda ha creato una struttura di supporto che si monta sotto il modulo esistente e integra una disposizione di compensato, estrusioni di alluminio e cuscinetti lineari, un risultato che ha richiesto attenzione all'ergonomia, alla facilità di assemblaggio e all'efficienza dei costi.

Sfide ingegneristiche

In questa recente applicazione, un centro di distribuzione automatizzato di pacchi stava cercando di migliorare i propri moduli di imballaggio. Ogni modulo è composto da quattro scivoli che alimentano i pacchi dalla parte superiore del sistema fino all'operatore della stazione. L'operatore viene informato di un ordine e, da lì, può estrarlo, imballarlo e posizionarlo su un nastro trasportatore sotto gli scivoli. Il cliente desiderava incorporare nella progettazione di questa struttura esistente delle piattaforme di supporto che gli operatori potessero utilizzare per inscatolare gli ordini finiti.

Inizialmente furono proposte alcune soluzioni, tra cui un sollevatore a forbice, un ripiano ribaltabile e un carrello motorizzato con ruote. Tuttavia, tutti questi sistemi funzionerebbero separatamente dal modulo esistente senza doversi interfacciare meccanicamente con esso. Queste idee alla fine furono scartate perché erano troppo costose o presentavano problemi ergonomici ad esse associati, richiedendo ai lavoratori, ad esempio, di torcersi, correndo il rischio di lesioni.

FUYU ha risolto questi problemi con un design semplice che si collega al modulo e utilizza persino i fori esistenti. Per la superficie di lavoro, gli ingegneri hanno creato tavoli realizzati con strati resistenti, ricoperti con plastica ABS. Questi "piani" in ABS sono stati tagliati a getto d'acqua e sono serviti come modello per fresare le tavole dallo strato. I tavoli sono stati poi montati su un cursore lineare, montato semplicemente su un'estrusione di alluminio standard.

Da lì, i lavoratori possono far scorrere un tavolo lungo gli scivoli fino al punto in cui è necessario, ad esempio una stazione di registrazione. Sebbene sia presente un tavolo ogni quattro moduli, i tavoli possono spostarsi liberamente fino a 12 moduli, massimizzando la flessibilità di progettazione e riducendo al minimo il numero di tavoli da installare.

Richiesta ingegneria strutturale

Il successo della soluzione FUYU è dovuto, in parte, alla flessibilità degli ingegneri nel corso del processo di progettazione. Ad esempio, è apparso evidente che l'uso di una barra laterale da 1 x 1 pollice non sarebbe stato in grado di sopportare i momenti di carico creati dal peso dei pacchi sui piani dei tavoli. Un pacco da 100 libbre posizionato all'estremità di un tavolo creerebbe un carico di 600 libbre sulla struttura di supporto, estraendo il cuscinetto dal binario posteriore. Per garantire che il sistema potesse 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 utilizzando una barra laterale da 1 x 1 pollice e 1 x 2 pollici. Mentre la barra da 1 x 1 pollice si fletteva, gli ingegneri scoprirono che la barra da 1 x 2 pollici poteva sopportare i carichi elevati dei pacchi pesanti. Hanno quindi integrato questo nuovo componente nel loro design.

Progettato per il montaggio

La soluzione di FUYU ha superato diversi vincoli di progettazione, tutti dettati dalla struttura dell'imballaggio esistente. Innanzitutto, gli ingegneri hanno dovuto trovare un modo per fissare i tavoli alla struttura senza ulteriori perforazioni o l'uso di dadi a T. Oltre ad essere più costoso degli stessi cursori in alluminio, dal punto di vista logistico incorporare i dadi a T sarebbe stato un incubo progettuale. Invece, gli ingegneri hanno progettato barre preforate e maschiate che, una volta inserite nelle estrusioni, si allineavano facilmente con i 4.000 fori esistenti sulla pista.

Era inoltre importante che il progetto mantenesse una certa altezza in modo da non ostacolare il nastro trasportatore sotto il modulo di allestimento una volta collegato. La soluzione di FUYU ha aggiunto solo quattro pollici allo spazio verticale tra il modulo e il trasportatore sottostante.

Risparmio sui costi

Inoltre, a differenza del carrello motorizzato con ruote originariamente proposto, il progetto finale di FUYU non prevedeva parti mobili complesse. Ha integrato una struttura semplice ed efficiente in termini di spazio che poteva essere fissata al modulo di allestimento esistente utilizzando gli elementi strutturali, i fori per i bulloni e le staffe della struttura esistente per un'integrazione perfetta, riducendo i costi di implementazione complessivi del 40%.