Uma melhoria na eficiência da embalagem exigiu atenção à ergonomia, facilidade de montagem e eficiência de custos.

A automação está mudando a forma como os centros de distribuição tradicionais operam à medida que as empresas buscam novas maneiras de maximizar sua eficiência, aumentar a precisão dos pedidos e atender à demanda dos clientes. Quando se trata de tecnologia automatizada, a maioria das pessoas tende a pensar em robôs, veículos de guia automatizados e sistemas de coleta e colocação. Mas igualmente importantes são as estruturas mais pequenas e mais simples que devem ser concebidas para interagir com os sistemas de alta tecnologia. E seus projetos apresentam seu próprio conjunto de desafios.

Demonstrando este ponto, o integrador de sistemas FUYU, Inc. desenvolveu recentemente uma solução simples, mas em grande escala, para melhorar a eficiência de um módulo de preparação de embalagens de armazém existente. Embora limitada por restrições desafiadoras de projeto, a empresa criou uma estrutura de suporte montada sob o módulo existente e integra um arranjo de compensado, extrusões de alumínio e rolamentos lineares, uma conquista que exigiu atenção à ergonomia, facilidade de montagem e eficiência de custos.

Desafios de engenharia

Nesta aplicação recente, um centro de distribuição automatizado de embalagens procurava melhorar seus módulos de embalagem. Cada módulo é composto por quatro calhas que alimentam os pacotes desde a parte superior do sistema até o operador da estação. O operador é notificado de um pedido e, a partir daí, pode retirá-lo, embalá-lo e colocá-lo em uma esteira transportadora abaixo dos chutes. O cliente pretendia incorporar plataformas de suporte no desenho desta estrutura existente, que os operadores pudessem utilizar para embalar as encomendas acabadas.

Algumas soluções foram inicialmente propostas, incluindo um elevador tipo tesoura, uma prateleira rebatível e um carrinho motorizado com rodas. No entanto, todos estes sistemas funcionariam independentemente do módulo existente, sem necessidade de interface mecânica com ele. Estas ideias acabaram por ser descartadas porque eram demasiado dispendiosas ou tinham problemas ergonómicos associados, obrigando os trabalhadores, por exemplo, a torcer-se, correndo o risco de lesões.

A FUYU acabou resolvendo esses problemas com um design simples que se conecta ao módulo e até usa os furos existentes. Para a superfície de trabalho, os engenheiros criaram mesas feitas de uma lona resistente, que cobriram com plástico ABS. Esses “topos” de ABS foram cortados a jato de água e serviram de modelo para desbastar as mesas da lona. As mesas foram então montadas em um controle deslizante linear, que foi montado simplesmente em uma extrusão de alumínio padrão.

A partir daí, os trabalhadores podem deslizar uma mesa ao longo dos chutes até onde ela for necessária – uma estação de gravação, por exemplo. Embora haja uma mesa para cada quatro módulos, as mesas podem circular livremente por até 12 módulos, maximizando a flexibilidade do projeto e minimizando o número de mesas que precisam ser instaladas.

Engenharia estrutural necessária

O sucesso da solução da FUYU se deve, em parte, à flexibilidade dos engenheiros ao longo do processo de projeto. Por exemplo, tornou-se evidente que a utilização de uma barra lateral de 1 x 1 polegada não seria capaz de acomodar as cargas momentâneas criadas pelo peso das embalagens nos tampos das mesas. Um pacote de 100 libras colocado na extremidade de uma mesa criaria uma carga de 600 libras na estrutura de suporte, puxando o rolamento para fora do trilho traseiro. Para garantir que o sistema pudesse suportar essas cargas, os engenheiros primeiro executaram um teste de análise de elementos finitos (FEA) para analisar e comparar a tensão do sistema sob cargas usando uma barra lateral de 1 x 1 pol. e 1 x 2 pol. Enquanto a barra de 1 x 1 pol. desviava, os engenheiros descobriram que a barra de 1 x 2 pol. poderia suportar as cargas elevadas dos pacotes pesados. Portanto, integraram este novo componente no seu design.

Projetado para montagem

A solução da FUYU superou diversas restrições de design, todas ditadas pela estrutura de embalagem existente. Por um lado, os engenheiros tiveram que descobrir uma maneira de fixar as mesas à estrutura sem qualquer perfuração adicional ou o uso de porcas em T. Além de ser mais caro do que os próprios controles deslizantes de alumínio, logisticamente, incorporar porcas em T teria sido um pesadelo de design. Em vez disso, os engenheiros projetaram barras pré-perfuradas e roscadas que, uma vez inseridas nas extrusões, se alinhavam prontamente com os 4.000 furos existentes na pista.

Também era importante que o projeto mantivesse uma certa altura para não impedir a correia transportadora sob o módulo de preparação depois de fixado. A solução da FUYU adicionou apenas dez centímetros ao espaço vertical entre o módulo e o transportador abaixo.

Economia de custos

Além disso, ao contrário do carrinho motorizado com rodas originalmente proposto, o projeto final da FUYU não incluiu peças móveis complexas. Ele integrou uma estrutura simples e eficiente em termos de espaço que poderia ser anexada ao módulo de preparação existente usando os membros estruturais, furos para parafusos e suportes da estrutura existente para uma integração perfeita – reduzindo os custos gerais de implementação em 40%.