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El gran alcance de los transelevadores

01/06/2008

El volumen en stock de cada una de las referencias y la existencia de infinidad de ellas o que se puedan contar con los dedos de una manoson los tres condicionantes que determinan la metodología de trabajo en un almacén automático. Principalmente, condicionan tanto el tipo de estantería elegido como las características concretas de los transelevadores que atienden los nichos en los que descansan las mercancías.

En cuanto a las estanterías, principalmente,son de paletización convencional de simple o de doble profundidad pero también pueden ser compactas. En las primeras, o de simple fondo, prima la agilidad del sistema sobre la capacidad total de almacenaje. Todas las cargas han de estar disponibles y accesibles. En cambio, en las de doble fondo se alcanza un gran equilibrio entre dicha capacidad de almacenaje (porque se duplica el espacio libre) y la velocidad de manipulación.

El número de referencias es intermedio, se incrementan los stocks de cada una de ellas, los movimientos no son excesivos y la permanencia del material en el almacén puede ser más larga.En este ámbito, por fondo o profundidad se entiende el número de paletas que se pueden colocar en la estantería a cada lado del pasillo, así se habla de simple fondo cuando se sitúa una única paleta y de doble fondo si es posible ubicar dos.

En este segundo caso existe una condición para que la operativa funcione: que las dos posiciones (delantera y trasera) de cada hueco almacenen unidades de la misma referencia para evitar movimientos innecesarios. Si, por ejemplo, un cliente solicitara la unidad sita en una segunda profundidad porque delante hubiera una referencia distinta, habría que extraer la primera, colocarla en otro hueco y por fin recoger la pedida. Con todos estos movimientos se perdería un tiempo precioso y, sobre todo, rapidez y agilidad.

 

Almacenaje compacto

Por otra parte, está el sistema compacto, que es sin duda el adecuado para aquellas logísticas en las que se trabaja con muy pocas referencias pero con mucho volumen de cada una de ellas. Tanto que cada calle se llena con unidades del mismo tipo exactamente.En los almacenes automáticos, a cada uno de los sistemas explicados le conviene una modalidad de transelevador concreto.

En los de simple odoble profundidad la extracción y ubicación de las cargas se resuelve con horquillas telescópicas, que también son de simple o doble profundidad según corresponda. Otra máquina que es totalmente distinta es la que atiende las estanterías compactas ya que no dispone de horquillas sino de un carro que se desplaza a través de unos carriles compactos.

Como ya se ha hecho hincapié, en función de los requerimientos de cada instalación se parametriza el sistema con el fin de obtener los mejores resultados. Porque la velocidad de extracción es un parámetro significativo, pero lo que condiciona más aún la elección de una máquina u otra esla profundidad de las estanterías.Cualquiera de los tres mecanismos de acceso a la carga resulta igualmente interesante en cuanto a su funcionamiento, con lo cual a continuación se describen todos ellos.

 

Simple fondo

Las horquillas telescópicas de simple profundidad de los transelevadores son mecanismos de manipulación horizontal que depositan o extraen unidades de carga de estanterías de simple fondo. Éstas se encuentran en la cuna de la máquina. El responsable de la oficina técnica de Mecalux Servis, Manuel Delgado, se adentra en las características de sus componentes.

A nivel eléctrico –apunta– además del motor que se ocupa de la extracción de las uñas para recoger una carga, existe un variador, que maneja la velocidad y la aceleración de tal motor, gobernando la frecuencia empleada. Por su parte, un encoder absoluto registra el deslizamiento de dichas uñas para determinar su posición física”.

El grupo motriz además está protegido de sobrecargas mecánicas con un limitador de par.Manuel Delgado enumera seguidamente los elementos de seguridad, si stambiéneléctricos, que siempre están presentes: “Un detector para determinar que las horquillas se encuentren centradas en la posición de reposo”. Y una serie de fotocélulas instaladas en la cuna del transelevador “que cumplen la función de verificar que la carga, una vez se halla sobre la cuna, no sobresale ni sobrepasa las medidas establecidas para circular por el recinto, incrementando de esta forma la seguridad del conjunto”, detalla Delgado.

 

Mecánica

En el transelevador de simple profundidad a todo lo descrito se sumanlos componentes mecánicos, porquel as horquillas están formadas por dos cuerpos o brazos, uno fijo y uno móvil. Delgado describe el funcionamiento: “El cuerpo móvil se desplaza con respecto al fijo hacia un lado o el otro del pasillo con el fin de acceder al hueco de la estantería que corresponda”.

Ambos brazos están unidos entre sí mediante un árbol de transmisión para evitar tensiones.La gran resistencia a la torsión del acoplamiento garantiza el desplazamiento uniforme de estos. Los perfiles de la uña se insertan entre sí a través de rodillos curvados y unas guías de deslizamiento, por lo que el brazo telescópico adquiere una gran robustez y resistencia.

En su interior disponen de unos topes desmontables que impiden que cualquiera de los cuerpos se pueda desencajar de los demás de manera accidental.Un elemento más de seguridad del sistema son unas fotocélulas, también instaladas en la cuna, que indican si el hueco al que van a acceder las uñas está ocupado o no. Otras peculiaridades de este tipo de transelevadores son su mínima masa y flexión, lo que hace posible que alcancen altas velocidades de trabajo con cualquier valor de aceleración. A esto se añaden una larga duración,un bajo nivel de ruido y unas mínimas necesidades de mantenimiento.

Además, Delgado comenta que “para el correcto funcionamiento del sistema, en caso de que las unidades de carga sean paletas, estas deben de ser tipo europaleta de madera de dimensiones máximas estándar y con una altura mínima de 145 mm”.“Del mismo modo”, agrega, “han de tener cuatro entradas libres (dos a cadauno de los lados estrechos) con un hueco en cada una de una altura libre mínima de 100 mm, incluso con carga máxima. Y es que las uñas han de introducirse en estos huecos para poder manipular las paletas”.También se pueden crear instalaciones para manejar otros tipos de paleta estudiando en cada caso las particularidades de la base de transporte y el sistema de extracción.

 

Doble fondo

Los transelevadores con horquillas telescópicas de doble profundidad, de gran robustez y precisión en el posicionamiento de las paletas, se componen de dos brazos unidos entre sí mediante un embrague por cadena o un árbol articulado. Al igual que en el de simple fondo, así se evitan tensiones innecesarias en el mecanismo, a la vez que la gran resistencia a la torsión del acoplamiento garantiza el desplazamiento uniforme de los brazos.

Tal como relata Manuel Delgado, “en realidad son tres cuerpos: uno fijo anclado en la cuna y los otros dos móviles (uñas telescópicas) posicionados en reposo encima del fijo”.Cada uña consta de cuatro perfiles telescópicos y un carro de rodillos. Si prestamos más atención en el mecanismo se puede distinguir cómo dichos perfiles están unidos entre sí mediante un sistema de cadenas alojadas sobre rodillos de arrastre y roldanas de recirculación.

 

Motores

Las horquillas se mueven gracias ados motores, uno acciona los dos perfiles superiores de cada brazo y el otro los dos inferiores. Por ello, cuando el transelevador recibe la orden de recoger o depositar la unidad de carga en la primera profundidad de las estanterías únicamente se extienden los dos perfiles superiores. Y los restantes permanecen inmóviles. Cuando hay que entrar a la segunda posición del hueco ambos motores actúan a la vez. Es decir, se extienden los cuatro perfiles telescópicos de cada brazo sobre el carro de rodillos.

Un dato significativo es que la sección de los cuerpos telescópicos hace que las uñas alcancen las cargas auna distancia superior a los 2,8 m.Por su parte, todos los cuerpos extensibles de las horquillas están interconectados por un sistema de cadenas de arrastre y accionamiento.Se deslizan unos sobre otros gracias a una serie de rodillos de apoyo, de levas que absorben las fuertes cargas verticales y por unas guías de deslizamiento que reducen el esfuerzo horizontal.

Además, dichos cuerpos están dotados de unos topes cuya finalidad es impedir que se desacoplen de forma accidental.Como sucede en los transelevadores de simple fondo, los dos grupos motrices de los de doble fondo, que desplazan las horquillas, están protegidos de sobrecargas mecánicas con un limitador de par.

Para el control delos motores se utiliza igualmente un encoder y dos variadores, que a la vez facilitan un movimiento suave y preciso. La seguridad se incrementa porque disponen de finales de carrera para confirmar la posición extendida o retraída de las uñas.

Delgado afirma, asimismo, que, “cada grupo de horquillas incorpora dos detectores cuya función es comprobar que los cuerpos móviles están centrados. Por su parte, un juego de fotocélulas se ocupa de verificar que las paletas, una vez sobre la cuna, están bien posicionadas”.Y prosigue: “Tal como queda claro, son pocas las diferencias con respecto al sistema y componentes de simple profundidad”.

 

Carro satélite

Los transelevadores con carro satélite entran en juego en el momento en el que es necesario un denso almacenaje de mercancías. Es decir, cuando se cuenta con una cantidad pequeña de referencias, pero de gran volumen cada una de ellas, lo más indicado es emplear estanterías compactas atendidas por este tipode soluciones.

En definitiva, lo quese persigue es incrementar el control de la operativa y garantizar la rapidez. Como en los anteriores sistemas, las paletas no son las únicas cargas que hay que mover sino que es posible adaptar contenedores de otro tipo o jaulas de diferentes anchos a cada instalación.

Lo más llamativo es que el carro satélite permite trabajar en estanterías de hasta ocho niveles de profundidad (dependiendo de las medidas de las cargas) o a 12 m de distancia con respecto al pasillo central en el que se traslada el transelevador. La cuna se utiliza como lanzadera y el carro,que en reposo se sitúa sobre ella, es móvil. Incorpora un sistema de elevación y se desliza por las calles de la estantería mediante perfiles de guiado hasta posicionarse bajo la carga que hay que recoger en caso de obedecer una orden de extracción.

A la hora de ubicar el género, unos sensores embarcados en el carro posibilitan la aproximación máxima entre tales cargas consiguiendo así una gran compactación. En concreto, está equipado con ocho ruedas de vulcolán, para reducir el ruido, de 150 mm de diámetro, y cuatro de ellas están motorizadas.

El sistema de traslación se realiza mediante un motor reductor trifásico de dos velocidades y freno, unido a dos ejes mediante cadenas. La diferencia de diámetro y la tracción, en varias de sus ruedas, hacen que supere la separación de 100 mm entre la cuna del transelevador y la estantería.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento es el siguiente. El carro dispone de una plataforma superior, sobre la que descansa la unidad de carga, con un mecanismo de elevación que se ocupa de los movimientos de alzarla o bajarla y de transportarla. Y es que ésta se eleva a través de un motor reductor deengranaje cilíndrico con freno hasta 35 mm. Con su ayuda, el carro efectúa la elevación de la carga del carril de apoyo en el que se encuentra y la desplaza.

Este carril es el mismo que emplea el carro para guiarse.Para saber la posición del carro o medir el recorrido que efectúa cuando se separa de la cuna, en él se ha situado un encoder absoluto que se acciona a través de un cable de acero. Dicho cable es como un cordón umbilical porque enlaza ambos equipos alimentando eléctricamente al satélite, lo que evita la necesidad de añadir elementos eléctricos o mecánicos adicionales a la estantería.

A su vez,el cable se enrolla o se desenrolla sobre un tambor para acceder a una posición concreta gracias a un motor. Por último, unas fotocélulas se encargan de ayudar al sistema de controla comprobar que la carga está bien posicionada, primero, sobre el carro y, después, que todo el conjunto (tanto el carro como la carga) se encuentre correctamente sobre la cuna del transelevador.

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A MÁS PROFUNDIDAD…

El motivo por el cual la altura a la que puede trabajar un transelevador también depende de si las estanterías disponen de huecos con simple o doble fondo lo explicaJ uan Torrijos, ingeniero de proyectos de Mecalux Servis. “El problema está en el par de vuelco que se genera cuando las horquillas situadas sobre la cuna de elevación se desplazan para depositar o extraer una paleta con carga en la estantería”, adelanta.

Y es que la fuerza de la carga provoca un par de vuelco. “En el caso del doble fondo –añade–, este efecto es aún más crítico debido a que el par de vuelco es directamente proporcional al peso de la carga y a la distancia a la que nos encontremos del centro de la cuna de elevación.Todas estas cargas son trasmitidas directamente a la guía de elevación, que va soldada sobre la columna”.

En esta ocasión el par de vuelco que genera esa fuerza continúa siendo directamente proporcional al peso, por la distancia de primera y segunda profundidad.Juan Torrijos, además, se adentra en el interior del mecanismo apuntando que la cuna se traslada por una guía de elevación soldada en la columna, gracias a la cual realiza los movimientos de elevación.

Apunta que, “la cuna dispone de unos rodillos de contraste que abrazan la guía y evitan que ésta se mueva de un lado a otro por la fuerza que ejerce el pesode la carga sobre las uñas extendidas”. Son 12 rodillos de contraste en total, de acero, uno por cada cara de la guía, que requieren, en la práctica, poco mantenimiento y están preparados para ir a gran velocidad. Estos contrastes, dice Torrijos, “son los que ejercen la fuerza de reacción ante el par de vuelco”.

El experto también subraya que dentro de unos límites es posible trabajar a distintas alturas, cargas y profundidades realizando ingeniería de detalle y diseños a medida, según las necesidades de la operativa. “Y es que se puede salir de lo estándar realizando máquinas especiales, reforzando aún más las cunas de los transelevadores y aumentando el tamaño de las guías de elevación y de los rodillos de contraste”.

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CUESTIÓN DE ALTURA

Los transelevadores pueden ser monocolumna o bicolumna. Los primeros están recomendados para trabajar con cargas de hasta 1.000 kg y los segundos para cargas mayores. Por otro lado, la altura máxima a la que puede operar el transelevador dependerá, entre otros aspectos, de si las estanterías a las que atiende son de simple o de doble profundidad.

En los monocolumna convencionales, la altura máxima oscila entre los 12 m y los 36 m para simple fondo y entre los 14 m y los 33 m para doble fondo. En los bicolumna convencionales las alturas máximas también varían:de 11 m a 36 m los de simple fondo y de 10 m a 32 m los de doble fondo.De todas formas, mediante el estudio concreto de las necesidades del cliente estas alturas pueden ser sobrepasadas.

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UN MANTENIMIENTO MINUCIOSO

Como cualquier otro mecanismo, los transelevadores de simple o doble profundidad o aquellos dotados de un carro satélite requierende un mantenimiento exhaustivo para un correcto funcionamiento y evitar, además, averías innecesarias. Antonio López es responsable comercial de posventa de la división de robótica de Mecalux Servis.

Según sus palabras, “el mantenimiento de los sistemas de simple y doble fondo no difiere el uno del otro; las operaciones que hay que efectuar son las mismas, sólo se duplican el número de elementos que hay que controlar y verificar y el tiempo necesario para desarrollar los trabajos”.

En el de simple profundidad dos motores son los que seocupan de extraer las uñas, en el de doble profundidad hay dos motores más para extraer las segundas horquillas. “Por tanto –detalla Antonio López–, uno de nuestros cometidos básicos es comprobar los sistemas de posicionamiento de las horquillas, aparte de los motores y rodillos guía, junto con engrasar las cadenas”.

 

El valor del cable

En cuanto a las máquinas con carro satélite, el mantenimiento implica otras operaciones distintas debido al carro como tal y a su funcionamiento.En este caso es preciso ajustar el posicionamiento y revisar la sensórica y el cable, que une el carro a la cuna y a través de lcual se controla y se transmite la potencia, “Por un parte, dichas operaciones son más sencillas pero, por otra, resultan más complicadas”, precisa López.

Las ruedas de contraste y de rodamiento del carro y el cable no requieren de tantas tareas de mantenimiento como las horquillas en cuanto a lo que se refiere al engrase y tensado de cadenas y piñones. Sin embargo, “es más complejo el ajuste y la revisión de dicho cable porque debe permanecer en perfectas condiciones para no engancharse o romperse”, matiza Antonio López. Y subraya: “A priori, el tiempo de vida resulta largo pero las posibilidades de que se rompa también son grandes si no se hace un buen mantenimiento y un ajuste adecuado y periódico”.