포장 효율성을 높이려면 인체공학, 조립 용이성, 비용 효율성에 대한 관심이 필요했습니다.

자동화는 기업이 효율성을 극대화하고 주문 정확성을 높이며 고객 요구를 충족할 수 있는 새로운 방법을 모색함에 따라 기존 유통 센터의 운영 방식을 변화시키고 있습니다. 자동화 기술에 관해 대부분의 사람들은 로봇, 자동 가이드 차량, 픽 앤 플레이스 시스템을 생각하는 경향이 있습니다. 그러나 첨단 시스템과 인터페이스하도록 설계해야 하는 더 작고 단순한 구조도 마찬가지로 중요합니다. 그리고 그들의 디자인은 그들만의 도전 과제를 제시합니다.

이 점을 입증하기 위해 시스템 통합업체인 FUYU, Inc.는 최근 기존 창고 포장 스테이징 모듈의 효율성을 향상시키기 위한 간단하면서도 대규모 솔루션을 고안했습니다. 까다로운 설계 제약으로 인해 제한되었지만 회사는 기존 모듈 아래에 장착되고 합판, 알루미늄 돌출부 및 선형 베어링 배열을 통합하는 지지 구조를 만들었습니다. 이는 인체 공학, 조립 용이성 및 비용 효율성에 대한 주의가 필요한 성과였습니다.

엔지니어링 과제

최근 애플리케이션에서 자동화된 패키지 유통 센터는 포장 모듈을 개선할 방법을 찾고 있었습니다. 각 모듈은 시스템 상단에서 스테이션 운영자에게 패키지를 공급하는 4개의 슈트로 구성됩니다. 작업자는 주문에 대한 알림을 받고 거기에서 주문을 꺼내 포장한 후 슈트 아래의 컨베이어 벨트에 놓을 수 있습니다. 고객은 운영자가 완성된 주문을 포장하는 데 사용할 수 있는 지원 플랫폼을 기존 구조의 설계에 통합하기를 원했습니다.

처음에는 가위형 리프트, 드롭 선반, 전동식 바퀴 카트 등 몇 가지 솔루션이 제안되었습니다. 그러나 이러한 시스템은 모두 기존 모듈과 기계적으로 인터페이스할 필요 없이 기존 모듈과 별도로 작동합니다. 이러한 아이디어는 비용이 너무 많이 들거나 이와 관련된 인체공학적 문제가 있어 작업자가 비틀거나 부상을 입을 위험이 있기 때문에 결국 폐기되었습니다.

FUYU는 모듈에 연결하고 기존 볼트 구멍까지 사용하는 단순한 설계로 이러한 문제를 해결했습니다. 작업 표면을 위해 엔지니어들은 견고한 플라이로 테이블을 만들고 ABS 플라스틱으로 덮었습니다. 이 ABS "상판"은 워터젯 컷으로 제작되었으며 플라이에서 테이블을 라우팅하는 템플릿 역할을 했습니다. 그런 다음 테이블을 표준 알루미늄 압출에 간단히 장착되는 선형 슬라이더에 장착했습니다.

거기에서 작업자는 슈트 길이를 따라 테이블을 필요한 곳(예: 테이핑 스테이션)으로 밀어 넣을 수 있습니다. 4개의 모듈당 하나의 테이블이 있지만 테이블은 최대 12개의 모듈에 걸쳐 자유롭게 이동할 수 있으므로 설계 유연성이 극대화되고 설치해야 하는 테이블 수가 최소화됩니다.

구조공학이 필요함

FUYU 솔루션의 성공은 부분적으로 설계 프로세스 과정에서 엔지니어의 유연성에 기인합니다. 예를 들어, 1 x 1인치 측면 막대를 사용하면 테이블 위에 있는 패키지의 무게로 인해 발생하는 모멘트 하중을 수용할 수 없다는 것이 분명해졌습니다. 테이블 끝에 배치된 100lb 패키지는 지지 구조에 600lb 하중을 생성하여 베어링을 후면 트랙에서 잡아당깁니다. 시스템이 이러한 부하를 견딜 수 있는지 확인하기 위해 엔지니어는 먼저 FEA(유한 요소 분석) 테스트를 실행하여 1 x 1인치 및 1 x 2인치 측면 막대를 사용하여 부하 시 시스템 응력을 분석하고 비교했습니다. 1 x 1인치 바가 휘어지는 반면, 엔지니어들은 1 x 2인치 바가 무거운 패키지의 높은 하중을 처리할 수 있다는 것을 발견했습니다. 따라서 그들은 이 새로운 구성 요소를 설계에 통합했습니다.

조립용으로 설계됨

FUYU의 솔루션은 기존 포장 구조에 따른 여러 가지 설계 제약을 극복했습니다. 우선 엔지니어들은 추가 드릴링이나 T너트를 사용하지 않고 테이블을 구조물에 부착하는 방법을 찾아야 했습니다. 알루미늄 슬라이더 자체보다 비용이 많이 드는 것 외에도 T-너트를 통합하는 것은 논리적으로 설계상 악몽이었을 것입니다. 대신 엔지니어들은 일단 돌출부에 삽입되면 트랙의 기존 볼트 구멍 4,000개와 쉽게 정렬되는 사전 드릴링 및 태핑 바를 설계했습니다.

또한 일단 부착된 스테이징 모듈 아래의 컨베이어 벨트를 방해하지 않도록 특정 높이를 유지하도록 설계하는 것도 중요했습니다. FUYU의 솔루션은 모듈과 아래 컨베이어 사이의 수직 공간에 4인치만 추가했습니다.

비용 절감

또한 원래 제안된 전동식 바퀴 달린 카트와는 달리 FUYU의 최종 설계에는 복잡한 움직이는 부품이 포함되지 않았습니다. 원활한 통합을 위해 기존 구조의 구조 부재, 볼트 구멍 및 브래킷을 사용하여 기존 스테이징 모듈에 부착할 수 있는 간단하고 공간 효율적인 구조를 통합하여 전체 구현 비용을 40% 절감했습니다.