Повышение эффективности упаковки потребовало уделения внимания эргономике, простоте сборки и экономической эффективности.

Автоматизация меняет принципы работы традиционных распределительных центров, поскольку компании ищут новые способы максимизировать свою эффективность, повысить точность заказов и удовлетворить спрос клиентов. Когда речь заходит об автоматизированных технологиях, большинство людей, как правило, думают о роботах, автоматизированных направляющих и системах захвата и размещения. Но не менее важны и более компактные, простые конструкции, которые необходимо проектировать для взаимодействия с высокотехнологичными системами. И их проектирование сопряжено с определенными сложностями.

Демонстрируя эту точку зрения, системный интегратор FUYU, Inc. недавно разработал простое, но масштабное решение для повышения эффективности существующего складского модуля для упаковки. Несмотря на сложные конструктивные ограничения, компания создала опорную конструкцию, которая устанавливается под существующим модулем и включает в себя конструкцию из фанеры, алюминиевых профилей и линейных подшипников. Это достижение потребовало внимания к эргономике, простоте сборки и экономической эффективности.

Инженерные проблемы

В этом недавнем проекте автоматизированный распределительный центр посылок стремился усовершенствовать свои упаковочные модули. Каждый модуль состоит из четырёх лотков, которые подают посылку сверху системы вниз к оператору станции. Оператор получает уведомление о заказе и, оттуда, может извлечь посылку, упаковать её и поместить на конвейерную ленту под лотками. Заказчик хотел включить в конструкцию этой существующей конструкции опорные платформы, которые операторы могли бы использовать для упаковки готовых заказов.

Первоначально было предложено несколько решений, включая ножничный подъёмник, откидную полку и моторизованную колёсную тележку. Однако все эти системы должны были работать отдельно от существующего модуля, без необходимости механического взаимодействия с ним. В конечном итоге от этих идей отказались из-за их высокой стоимости или эргономических проблем, например, из-за необходимости для рабочих поворачиваться, что могло привести к травме.

В итоге компания FUYU решила эти проблемы, разработав простую конструкцию, которая крепится к модулю и даже использует имеющиеся отверстия для болтов. В качестве рабочей поверхности инженеры создали столы из прочной фанеры, покрытой АБС-пластиком. Эти «верхние» части из АБС-пластика были вырезаны гидроабразивной резкой и послужили шаблоном для фрезерования столов из фанеры. Затем столы были установлены на линейный каретку, которая, в свою очередь, была просто вмонтирована в стандартный алюминиевый профиль.

Оттуда рабочие могут перемещать стол по всей длине желобов туда, где он необходим, например, к станции обмотки лентой. Хотя на каждые четыре модуля приходится один стол, столы могут свободно перемещаться по 12 модулям, что обеспечивает максимальную гибкость конструкции и минимизирует количество необходимых столов.

Требуется структурное проектирование

Успех решения FUYU отчасти обусловлен гибкостью инженеров в ходе процесса проектирования. Например, стало очевидно, что использование поперечной балки сечением 1 x 1 дюйм не сможет выдержать моментные нагрузки, создаваемые весом упаковок на столешницах. 100-фунтовая упаковка, размещенная на конце стола, создаст нагрузку в 600 фунтов на опорную конструкцию, вырывая подшипник из задней направляющей. Чтобы убедиться, что система выдержит эти нагрузки, инженеры сначала провели тест конечно-элементного анализа (FEA) для анализа и сравнения напряжений системы под нагрузкой с использованием поперечной балки сечением 1 x 1 дюйм и 1 x 2 дюйма. В то время как балка сечением 1 x 1 дюйм деформировалась, инженеры обнаружили, что балка сечением 1 x 2 дюйма может выдерживать высокие нагрузки от тяжелых упаковок. Поэтому они интегрировали этот новый компонент в свою конструкцию.

Разработано для сборки

Решение FUYU позволило преодолеть ряд конструктивных ограничений, все из которых были обусловлены существующей структурой упаковки. В частности, инженерам пришлось придумать способ крепления столов к конструкции без дополнительного сверления или использования Т-образных гаек. Помимо того, что это было дороже, чем сами алюминиевые направляющие, с точки зрения логистики, использование Т-образных гаек стало бы настоящим кошмаром для конструкторов. Вместо этого инженеры спроектировали готовые стержни с предварительно просверленными отверстиями и резьбой, которые после установки в профили легко совмещались с 4000 имеющихся отверстий для болтов на направляющей.

Также было важно, чтобы конструкция сохраняла определённую высоту, чтобы не препятствовать движению конвейерной ленты под промежуточным модулем после его установки. Решение FUYU увеличило вертикальное пространство между модулем и конвейером всего на четыре дюйма.

Экономия средств

Кроме того, в отличие от первоначально предложенной моторизованной колёсной тележки, окончательный проект FUYU не содержал сложных подвижных частей. Он представлял собой простую, компактную конструкцию, которую можно было прикрепить к существующему промежуточному модулю, используя несущие элементы, болтовые отверстия и кронштейны существующей конструкции для бесшовной интеграции, что снижало общие затраты на внедрение на 40%.