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 menores e mais simples que devem ser projetadas para interagir com os sistemas de alta tecnologia. E seus projetos apresentam seus próprios desafios.

Demonstrando esse ponto, a integradora de sistemas FUYU, Inc. desenvolveu recentemente uma solução simples, porém em larga escala, para melhorar a eficiência de um módulo de preparação de embalagens de armazém existente. Embora limitada por restrições de projeto desafiadoras, a empresa criou uma estrutura de suporte que se monta 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 pacotes buscava aprimorar seus módulos de embalagem. Cada módulo é composto por quatro calhas que alimentam os pacotes do topo do sistema até o operador da estação. O operador é notificado sobre um pedido e, a partir daí, pode retirá-lo, embalá-lo e colocá-lo em uma esteira transportadora abaixo das calhas. O cliente queria incorporar plataformas de suporte ao projeto dessa estrutura existente, que os operadores pudessem usar para encaixotar os pedidos finalizados.

Algumas soluções foram inicialmente propostas, incluindo um elevador de tesoura, uma plataforma rebatível e um carrinho motorizado com rodas. No entanto, todos esses sistemas operariam separadamente do módulo existente, sem a necessidade de interface mecânica com ele. Essas ideias acabaram sendo descartadas por serem muito caras ou apresentarem problemas ergonômicos, exigindo que os trabalhadores, por exemplo, se virassem, correndo o risco de lesões.

A FUYU acabou resolvendo esses problemas com um design simples que se conecta ao módulo e até mesmo utiliza os furos de fixação existentes. Para a superfície de trabalho, os engenheiros criaram mesas feitas de compensado resistente, revestidas com plástico ABS. Essas "tampas" de ABS foram cortadas com jato de água e serviram como molde para a fresagem das mesas a partir do compensado. As mesas foram então montadas em um deslizador linear, que foi simplesmente montado em uma extrusão de alumínio padrão.

A partir daí, os trabalhadores podem deslizar uma mesa ao longo das calhas até onde for necessário — uma estação de fita adesiva, por exemplo. Embora haja uma mesa para cada quatro módulos, as mesas podem se deslocar livremente por até 12 módulos, maximizando a flexibilidade do projeto e minimizando o número de mesas necessárias para a instalação.

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 o uso de uma barra lateral de 1 x 1 polegada não seria capaz de acomodar as cargas de momento criadas pelo peso das embalagens sobre os tampos das mesas. Uma embalagem de 100 lb colocada na extremidade de uma mesa criaria uma carga de 600 lb 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. defletia, os engenheiros descobriram que a barra de 1 x 2 pol. poderia suportar as altas cargas das embalagens pesadas. Eles, portanto, integraram esse novo componente em seu projeto.

Projetado para montagem

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

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

Economia de custos

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