Para mejorar la eficiencia del embalaje, era necesario prestar atención a la ergonomía, la facilidad de montaje y la rentabilidad.

La automatización está transformando el funcionamiento de los centros de distribución tradicionales, ya que las empresas buscan nuevas formas de maximizar su eficiencia, aumentar la precisión de los pedidos y satisfacer la demanda de los clientes. Al hablar de tecnología automatizada, la mayoría de la gente suele pensar en robots, vehículos guiados automáticamente y sistemas de recogida y colocación. Sin embargo, son igualmente importantes las estructuras más pequeñas y sencillas que deben diseñarse para integrarse con los sistemas de alta tecnología. Y sus diseños presentan sus propios desafíos.

Para ilustrar este punto, el integrador de sistemas FUYU, Inc. ideó recientemente una solución sencilla pero eficaz para mejorar la eficiencia de un módulo de preparación de embalajes de almacén ya existente. A pesar de las limitaciones de diseño, la empresa creó una estructura de soporte que se monta debajo del módulo existente e integra una disposición de madera contrachapada, perfiles de aluminio y rodamientos lineales. Este logro requirió especial atención a la ergonomía, la facilidad de montaje y la rentabilidad.

Desafíos de ingeniería

En esta reciente solicitud, un centro de distribución automatizado de paquetes buscaba mejorar sus módulos de empaquetado. Cada módulo consta de cuatro rampas que alimentan los paquetes desde la parte superior del sistema hasta el operario. El operario recibe una notificación del pedido y, desde allí, puede extraerlo, empaquetarlo y colocarlo en una cinta transportadora situada debajo de las rampas. El cliente deseaba incorporar plataformas de soporte al diseño de esta estructura existente, que los operarios pudieran utilizar para embalar los pedidos terminados.

Inicialmente se propusieron varias soluciones, como una plataforma elevadora de tijera, una estantería abatible y un carro motorizado con ruedas. Sin embargo, todos estos sistemas funcionarían independientemente del módulo existente, sin necesidad de una conexión mecánica con él. Finalmente, estas ideas se descartaron por ser demasiado costosas o por presentar problemas ergonómicos, como obligar a los trabajadores a realizar movimientos de torsión, con el consiguiente riesgo de lesiones.

FUYU resolvió estos problemas con un diseño sencillo que se conecta al módulo e incluso utiliza sus orificios de montaje existentes. Para la superficie de trabajo, los ingenieros crearon mesas de madera contrachapada resistente, recubiertas con plástico ABS. Estas tapas de ABS se cortaron con chorro de agua y sirvieron de plantilla para fresar las mesas a partir de la madera contrachapada. Posteriormente, las mesas se montaron sobre un deslizador lineal, que a su vez se instaló fácilmente en una extrusión de aluminio estándar.

Desde allí, los operarios pueden deslizar una mesa a lo largo de los conductos hasta donde se necesite, por ejemplo, una estación de encintado. Si bien hay una mesa por cada cuatro módulos, las mesas pueden desplazarse libremente entre hasta 12 módulos, lo que maximiza la flexibilidad de diseño y minimiza la cantidad de mesas que deben instalarse.

Se requiere ingeniería estructural

El éxito de la solución de FUYU se debe, en parte, a la flexibilidad de los ingenieros durante el proceso de diseño. Por ejemplo, se hizo evidente que el uso de una barra lateral de 1 x 1 pulgada no podría soportar las cargas de momento generadas por el peso de los paquetes sobre las mesas. Un paquete de 100 lb colocado en el extremo de una mesa generaría una carga de 600 lb en la estructura de soporte, lo que provocaría que el rodamiento se saliera del riel trasero. Para garantizar que el sistema pudiera soportar estas cargas, los ingenieros realizaron primero un análisis de elementos finitos (FEA) para analizar y comparar la tensión del sistema bajo cargas utilizando una barra lateral de 1 x 1 pulgada y otra de 1 x 2 pulgadas. Mientras que la barra de 1 x 1 pulgada se deformó, los ingenieros descubrieron que la barra de 1 x 2 pulgadas podía soportar las altas cargas de los paquetes pesados. Por lo tanto, integraron este nuevo componente en su diseño.

Diseñado para el montaje

La solución de FUYU superó varias limitaciones de diseño, todas ellas impuestas por la estructura de embalaje existente. Por ejemplo, los ingenieros tuvieron que encontrar una manera de fijar las mesas a la estructura sin necesidad de perforaciones adicionales ni el uso de tuercas en T. Además de ser más costosas que los propios deslizadores de aluminio, desde el punto de vista logístico, incorporar tuercas en T habría sido una pesadilla de diseño. En su lugar, los ingenieros diseñaron barras preperforadas y roscadas que, una vez insertadas en las extrusiones, se alinearon fácilmente con los 4000 orificios para pernos existentes en el riel.

También era importante que el diseño mantuviera una altura determinada para no obstaculizar la cinta transportadora situada debajo del módulo de montaje una vez instalado. La solución de FUYU solo añadió cuatro pulgadas al espacio vertical entre el módulo y la cinta transportadora inferior.

Ahorro de costes

Además, a diferencia del carro motorizado con ruedas propuesto inicialmente, el diseño final de FUYU no incluía piezas móviles complejas. Integraba una estructura sencilla y compacta que podía acoplarse al módulo de escenario existente utilizando los elementos estructurales, los orificios para pernos y los soportes de la estructura ya existente, logrando una integración perfecta y reduciendo los costos totales de implementación en un 40 %.