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Une structure de soutien simple améliore l'efficacité de l'emballage dans les entrepôts

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Pour améliorer l'efficacité des emballages, il fallait prêter attention à l'ergonomie, à la facilité de montage et à la rentabilité

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L'automatisation modifie le fonctionnement des centres de distribution traditionnels, les entreprises cherchant de nouvelles façons de maximiser leur efficacité, d'accroître la précision des commandes et de répondre à la demande des clients. Lorsqu'il s'agit de technologie automatisée, la plupart des gens ont tendance à penser aux robots, aux véhicules de guidage automatisés et aux systèmes de prise et de mise en place. Mais tout aussi importantes sont les structures plus petites et plus simples qui doivent être conçues pour s'interfacer avec les systèmes de haute technologie. Et leurs conceptions présentent leur propre série de défis.

Démontrant ce point, l'intégrateur de systèmes FUYU, Inc. a récemment conçu une solution simple, mais à grande échelle, pour améliorer l'efficacité d'un module existant de mise en place d'emballages en entrepôt. Bien que limitée par des contraintes de conception difficiles, la société a créé une structure de support qui se monte sous le module existant et intègre un agencement de contreplaqué, d'extrusions d'aluminium et de roulements linéaires, une réalisation qui a nécessité de porter une attention particulière à l'ergonomie, à la facilité d'assemblage et à la rentabilité.

Défis d'ingénierie

Dans cette récente application, un centre de distribution automatisé de colis cherchait à améliorer ses modules d'emballage. Chaque module est composé de quatre goulottes qui acheminent les colis du haut du système jusqu'à l'opérateur de la station. L'opérateur est informé d'une commande et, de là, peut l'extraire, l'emballer et la placer sur un tapis roulant sous les goulottes. Le client souhaitait intégrer des plates-formes de support dans la conception de cette structure existante, que les opérateurs pourraient utiliser pour emballer les commandes terminées.

Quelques solutions ont été initialement proposées, notamment un élévateur à ciseaux, une tablette de dépôt et un chariot motorisé à roues. Cependant, tous ces systèmes fonctionneraient en dehors du module existant sans avoir à s'interfacer mécaniquement avec lui. Ces idées ont finalement été abandonnées parce qu'elles étaient trop coûteuses ou qu'elles présentaient des problèmes ergonomiques, obligeant les travailleurs, par exemple, à se tordre, ce qui risquait de les blesser.

FUYU a fini par résoudre ces problèmes grâce à une conception simple qui se connecte au module et utilise même ses trous de boulons existants. Pour une surface de travail, les ingénieurs ont créé des tables faites d'un pli solide, qu'ils ont recouvertes d'un plastique ABS. Ces "dessus" en ABS ont été découpés au jet d'eau et ont servi de gabarit pour détourner les tables du pli. Les tables ont ensuite été montées sur une glissière linéaire, qui a été montée simplement dans une extrusion d'aluminium standard.

De là, les travailleurs peuvent faire glisser une table sur la longueur des goulottes jusqu'à l'endroit où elle est nécessaire - une station d'enregistrement, par exemple. Bien qu'il y ait une table pour quatre modules, les tables peuvent se déplacer librement à travers jusqu'à 12 modules, ce qui maximise la flexibilité de conception et réduit le nombre de tables à installer.

Ingénierie structurelle requise

Le succès de la solution FUYU est dû, en partie, à la flexibilité des ingénieurs tout au long du processus de conception. Par exemple, il est apparu que l'utilisation d'une barre latérale de 1 x 1 pouce ne permettrait pas de supporter les charges de moment créées par le poids des paquets sur les plateaux de table. Un colis de 100 livres placé à l'extrémité d'une table créerait une charge de 600 livres sur la structure de support, en tirant le roulement hors du rail arrière. Pour s'assurer que le système pouvait supporter ces charges, les ingénieurs ont d'abord effectué un test d'analyse par éléments finis (FEA) pour analyser et comparer les contraintes du système sous les charges en utilisant une barre latérale de 1 x 1 po et 1 x 2 po. Alors que la barre de 1 x 1 pouce a dévié, les ingénieurs ont découvert que la barre de 1 x 2 pouces pouvait supporter les charges élevées des colis lourds. Ils ont donc intégré ce nouveau composant dans leur conception.

Conçu pour l'assemblage

La solution de FUYU a permis de surmonter plusieurs contraintes de conception, toutes dictées par la structure de l'emballage existant. D'une part, les ingénieurs ont dû trouver un moyen de fixer les tables à la structure sans perçage supplémentaire ni utilisation d'écrous en T. En plus d'être plus coûteux que les glissières en aluminium elles-mêmes, l'incorporation d'écrous en T aurait été un cauchemar sur le plan logistique. Au lieu de cela, les ingénieurs ont conçu des barres pré-percées et taraudées qui, une fois insérées dans les extrusions, s'alignaient facilement avec les 4 000 trous de boulons existants du rail.

Il était également important que la conception conserve une certaine hauteur afin de ne pas gêner le tapis roulant sous le module de mise en scène une fois qu'il est fixé. La solution de FUYU a ajouté seulement quatre pouces à l'espace vertical entre le module et le convoyeur en dessous.

Économies de coûts

De plus, contrairement au chariot motorisé à roues proposé à l'origine, la conception finale de FUYU ne comportait aucune pièce mobile complexe. Il intégrait une structure simple et peu encombrante qui pouvait être fixée au module de mise en scène existant à l'aide des éléments structurels, des trous de boulons et des supports de la structure existante pour une intégration sans faille - réduisant ainsi les coûts globaux de mise en œuvre de 40 %.