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Robotización, pieza a pieza

01/03/2007

Si bien el trabajo de implementación de un almacén debe ser siempre cuidadoso y profesional, en el caso de los silos robotizados se extrema la precisión en la colocación de todos los componentes, puesto que de ello depende que el sistema automático funcione como es debido. Por eso, los 35 técnicos que de media se implican en una obra de estas características deben aplicar la máxima profesionalidad durante los nueve meses y medio que dura el montaje y la puesta en marcha.

Las primeras horas de esos nueve meses y medio se dedican a replantear la losa, es decir, a tomar mediciones de diversos puntos en el suelo teniendo como referencia los planos del almacén. Con ello se comprueba un requisito básico: que haya espacio suficiente para acomodar todos los elementos planificados en el proyecto.Una vez que se ha tomado esa precaución,se pasa a efectuar una planimetría de la losa.

Con ello se determina que el suelo sobre el que se asentará toda la instalación esté suficientemente plano conforme a las exigencias técnicas requeridas y que no haya diferencias significativas en la altura de los puntos de apoyo de todas las estructuras. Esta medición es indispensable para certificar que no se originarán desniveles que afecten al buen funcionamiento de los transelevadores –ya que éstos se mueven en cotas muy precisas–, y que se va a producir un buen asentamiento de toda la estructura.

Cuando los técnicos han comprobado que el replanteamiento de la instalación es correcto y han confirmado que la planimetría de la losa está dentro de la norma de la Federación Europea de Manutención (FEM), pueden empezar las labores del montaje de las estanterías con la seguridad de que no surgirán problemas de difícil corrección más adelante.

El montaje de las estructuras, como comenta Pedro Rodríguez, responsable de producción de Mecalux, “es la operación que más tiempo lleva y su complicación se debe a que está sujeta a muchos condicionantes. En el montaje de la estructura intervienen desde las inclemencias meteorológicas a la sincronización con terceras empresas como en el caso de las que se encargan de instalar los paneles que recubren los autoportantes,emplazar los sistemas anti incendio, añadir el alumbrado o las que construyen las losas, etc.”.

El alzado de las estanterías comienza con el taladro de los puntos en los que se introducirán unas varillas que ayudarán a fijarlas al suelo. Los agujeros creados se aspiran para eliminar todo el polvo residual y se introduce en ellos una ampolla de un compuesto químico parecido al cemento. A continuación se incorpora una varilla sobre las que más tarde se pondrán las placas de anclaje (o pies de bastidores, como también se les denomina). Conforme la varilla se enrosca, presion al a ampolla y ésta se rompe, liberando el compuesto químico que se solidificará, lo que da como resultado un anclaje robusto y resistente. Para que fragüe bien, se deja secar el conjunto durante un día.

 

Elementos metálicos

El tiempo de espera no se desperdicia.Mientras las varillas quedan firmemente integradas en la losa, los técnicos van acometiendo otra de las tareas más importantes: el premontaje de las propias estanterías,que se llevará a cabo sobre el suelo y que consiste en la combinación de diversos elementos metálicos que conforman los módulos que posteriormente se levantan.

Cuando el compuesto químico se ha solidificado totalmente y las varillas están bien fijadas, se atornillan sobre ellas las placas de anclaje. Las uniones entre los bastidores de las estanterías y estas placas se realizan mediante soldaduras.

El procedimiento consiste en levantar la estantería con una grúa y situarla sobre el pie sin soltarla. Un técnico, con la ayuda de un teodolito, indica la posición exacta y comprueba la correcta verticalidad del bastidor. Cuando todo está en orden, se aplican rápidamente cuatro puntos de soldadura a fin de poder trabajar con la seguridad de que la estructura no se moverá. Seguidamente se afianza el conjunto con un cordón de soldadura.

En esta fase también se comienzan a montar las cerchas que unirán los bastidores en su extremo más alto y que confieren robustez y estabilidad al conjunto final, además de aguantar los raíles horizontales que actuarán a modo de guías superiores para los transelevadores. En el montaje de la estructura suele aprovecharse,además, para emplazar las tuberías de agua necesarias para que funcionen los sprinklers (los difusores de seguridad contraincendios), aunque esto depende de la decisión del instalador de estos sistemas y de los acuerdos que tenga con el proveedor de soluciones de almacenaje.

 

Una buena base

Una vez que se han comenzado a montar las estanterías se puede empezar a introducir el sistema robotizado.A menos de que se trate de una instalación dentro de una nave, es necesario que el montador de los paneles haya efectuado parte de su trabajo,el suficiente como para que una vez introducidos los robots se puedan dejar en una posición a cubierto de las posibles inclemencias del tiempo.

Esto supone que en ocasiones los transelevadores se sitúan una vez que se ha terminado toda la instalación, mientras que en otras es conveniente hacerlo cuando aún no se ha concluido el montaje del autoportante. Para el ensamblaje de los robots se hace necesario realizar una instalación mecánica y otra eléctrica. En la primera se disponen los transelevadores, sus guías y sus motores,mientras que el montaje eléctrico se ocupa de dotar a los robots de potencia y sistemas de comunicación.

El primer paso en el trabajo mecánico es tender unas guías por las que se moverán (y se sujetarán) los transelevadores. La primera de ellas se denominará raíl inferior y consta de varios tramos(generalmente de 12 m de longitud cada uno). Para unir unos con otros primero se han de sanear las zonas de empalme con un corte. Los tramos deben separarse entre sí unos milímetros, quedar un poco levantados haciendo ángulo, uno frente al otro, y estar completamente alineados longitudinalmente.

Una vez que están así preparados, se precalientan los raíles con propano,se suelda la base, se rellena el empalme hasta la cabeza del raíl y se completa ésta con un electrodo endurecido.Posteriormente se elimina la soldadura excedente y se esmerila el empalme con una máquina especial.

 

Montaje e izado

Con las guías en su sitio llega uno de los momentos más críticos de la instalación:el montaje e izado del transelevador. Si se tiene en cuenta que algunos de estos aparatos pueden superar los 35 m de altura y que son capaces de mover cargas de varias toneladas en vertical y horizontal, se comprende que su estructura no sólo tiene que estar construida con una gran precisión para evitar oscilaciones o deformaciones peligrosas, sino que, además, dada su robustez y tamaño, elevar cada columna y colocarla dentro del almacén no es una operación sencilla.

Sin duda es la parte más crítica del montaje de un almacén automático”,explica Pedro Rodríguez. Este experto añade que “el paso más delicado en concreto es el izado, porque manejar columnas de 5 t e introducirlas en un pasillo en donde, además, hay personal trabajando en altura supone siempre un riesgo”. No obstante, dada la profesionalidad que se observa en todo el proceso y la experiencia acumulada de muchos años que ha permitido desarrollar una operativa adecuada, se trata de una fase que se acomete con seguridad y cierta rapidez;hasta dos transelevadores se pueden levantar y colocar en la instalación diariamente.

Para la elevación de los distintos elementos se suele utilizar una grúa con capacidad para sobrepasar los 40 m de altura. El primer elemento del transelevador que se emplaza es el bastidor o testero inferior, en donde se apoyan los elementos verticales (una o dos columnas).

 

Elevada precisión

Su colocación es de una importancia crucial, porque cuando se apoye sobre él la columna, ésta deberá quedar cerca de una estantería para poder asegurarla con cinchas. El bastidor se sitúa sobre el raíl y se calza hasta que se hayan realizado las labores de centrado y nivelado. Para ello la grúa principal eleva y emplaza el testero, al que se le han atado unas cuerdas para que, de manera manual, se minimicen los movimientos de vaivén que pudieran provocar un golpe del bastidor inferior con las estanterías.

Cuando el testero está alojado, nivelado y centrado, se cierran las denominadas excéntricas, unas ruedas de contraste (como también se las define), que proporcionan estabilidad al testero inferior y evitan un posible descarrilamiento.El bastidor inferior deja en ese punto el protagonismo al mástil (uno solo si el transelevador es bicolumna). Es el momento de una demostración de fuerza y precisión. Antes de proceder al izado del conjunto, los técnicos han montado todos los elementos sobre el suelo (siempre se intenta que éstos lleguen ya premontados desde la fábrica).

Así, por ejemplo, se han atornillado las columnas, las escaleras, los soportes, las plataformas,el motor, etc. Para la ubicación del mástil es conveniente la ayuda de una segunda grúa, que se utiliza, a modo de retenida, para levantar su extremo inferior y que no roce con el suelo al izarlo. Además de por las grúas, la columna lleva fijados unos cables de acero que permiten estabilizarla una vez ésta se coloca sobre el testero inferior.Le llega entonces el turno a otro elemento horizontal, la cuna, la pieza encargada de sostener, extraer e introducir la carga.

El proceso para su ubicación es parecido al del testero inferior –se sitúa sobre él, precisamente–, aunque en el caso de este componente se debe observar un especial cuidado en su izado para moverlo de manera nivelada y que entre en el conjunto con facilidad.

 

Testero superior

Tras la cuna, se ha de izar y ubicar la segunda columna (en el caso de que el modelo de transelevador en cuestión la incorpore) de la misma forma a cómo se llevó a cabo en la primera ocasión. Después de este paso se procede a la instalación del testero superior, que se atornilla al resto del conjunto automático.Queda así montado el cuerpo del transelevador, que entonces se debe desplazar manualmente, para lo que se desbloquea el freno del motor de traslación de la máquina situado en el testero inferior y se empuja hasta encarrilar el bastidor en su raíl correspondiente, intentando llevarlo hasta el final del pasillo en donde quedará a cubierto y sin poder interferir en otras tareas.

Cuando el transelevador está estabilizado, los técnicos pueden empezar con las últimas tareas mecánicas, como ajustar los limitadores de velocidad, y enlazar los cables de elevación a la cuna, por ejemplo. Unas labores que ocupan aproximadamente una semana por cada robot. Para esa fase se desenrollan los cables de la bobina y manualmente (un operador sube por la escalera de la columna) se pasan por las distintas poleas que hay en el bastidor superior y en la cuna.

Antes de elevar ésta, se colocan dos gatos hidráulicos por debajo y posteriormente se va izando con cuidado de que quede nivelada en todo momento, tras lo cual se hacen descender los gatos para liberarla y dejarla suspendida. A continuación se instala un elemento de seguridad, el tope hidráulico,que se fija a un soporte y éste a su vez se asegura al suelo con varillas de anclaje atornilladas a un agujero taladrado en la losa y reforzada con mortero y un compuesto químico.

Entre el tope y su soporte se introducen pletinas de pequeño espesor para ajustar su horizontalidad y altura, de tal modo que coincida exactamente con otro tope que lleva el transelevador a bordo y así pueda amortiguar un golpe de éste si se excede de los límites operativos. Tambiénse procede a emplazar otro mecanismo de seguridad: los topes antivuelco, que, como su nombre indica, sirven para que el transelevador no vuelque si golpea el tope hidráulico.

Con este paso se consigue tener perfectamente controlado el posible exceso de recorrido en traslación de la máquina durante las pruebas que se han de realizar para la puesta en marcha.Ya sólo resta, en lo que a la parte mecánica se refiere, llevar a cabo diversos ajustes y calibrados. Así, en primer lugar se aploma (se tira una plomada desde el tipo superior del transelevador) para ajustar la verticalidad del mismo con la ayuda de un teodolito. Si el error es de menos de un milímetro por cada diez metros,se da por correcto, pero si no,se ajusta la posición con ayuda de unos gatos, moviendo las fijaciones.

 

Savia y neuronas

Tras las operaciones de montaje mecánico, los técnicos eléctricos entran entonces en acción. En concreto, la responsabilidad de estos profesionales se centra en dotar a la instalación de energía, de elementos de comunicación y de funcionamiento eléctrico en general. El conexionado–nombre que recibe esta fase– cubre aspectos como la distribución de cables de potencia y señal –por ejemplo, los buses de datos–, que alimentan los elementos eléctricos de la máquina.

De esta forma, por ejemplo, se procede a la colocación de las fotocélulas de comunicación; de las que hay dos por cada transelevador, una montada sobre éste y otra al final del pasillo. Ambas se deben enfrentar de manera precisa para que exista una línea de visión entre ellas, ya que se comunicarán por infrarrojos. Gracias a estos dispositivos, no es necesario tender cables de datos hasta los transelevadores o, dicho de otra forma, la comunicación entre el sistema de control del almacén y el del transelevador es inalámbrica.

Posteriormente, tras el montaje eléctrico y la comprobación del funcionamiento en modo manual (es decir,sin la mediación del software de control automático), se vuelven a realizar algunos ajustes finos. Unos ajustes que son sumamente precisos,ya que en algunos casos se han de dejar espacios entre unas piezas y otras de sólo 0,4 mm. Estas pequeñas variaciones se aplican a la cuna, a las excéntricas, a las horquillas –que se prueban con y sin carga– y a las ruedas de contraste del testero superior. En esta fase también se ensayan los paracaídas (una medida de seguridad) y se engrasan los elementos que tengan movilidad, como las ruedas, las poleas, las excéntricas y los cables de elevación.

 

Dos validaciones

Cuando todos los ajustes y comprobaciones se han llevado a cabo con éxito se cumple con los últimos requisitos en lo que se refiere a la instalación física del sistema robotizado,como son la validación de seguridad y la validación electromecánica, además de un último reajuste mecánico y eléctrico. Por delante aún quedan semanas en las que se han de emplazar los elementos de periferia, como los caminos de rodillos, las mesas transferidoras, los gálibos, etc. Para ello, se promedia entre la máxima y mínima altura de los puntos tomados de planimetría en el área de periferia, de tal manera que después se puedan regular con margen suficiente los distintos mecanismos de transporte. Éstos se disponen conforme a las especificaciones del fabricante de este tipo de máquinas, si bien su colocación dependerá de la planificación del proveedor de soluciones de almacenaje.

Finalmente, con todos los elementos ubicados en su lugar y comprobado su correcto funcionamiento sólo queda un paso que no corresponde al montaje físico, sino lógico, como esla conexión entre el software de control y el del Sistema de Gestión del Almacén (SGA), un reto muy distinto,aunque igual de importante e imprescindible para que tanto esfuerzo en el trabajo mecánico y eléctrico sea aprovechado al máximo.

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UNA COMBINACIÓN PRECISA

 

El montaje de las estanterías se basa en la combinación de varios elementos, como los puntales (las piezas verticales) y las diagonales (que unen los puntales). Las piezas resultantes se conocen como bastidores y son los encargados de soportar transversalmente los largueros sobre los que se coloca la carga y con los que formará un conjunto al que se denomina módulo. Habitualmente, para instalaciones de gran altura, los módulos se montan en niveles de tres en tres: primero se levanta uno de 12 m y a continuación los otros dos a la vez (lo que puede suponer un conjunto de 24 m), ya unidos en el suelo, sobre el primero.

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UN SUELO CASI PRECISO

Para llevar a cabo la planimetría, se toma como referencia el plano de replanteamiento, que indica en dónde se tendrán que efectuar los taladros para colocar los elementos de sujeción de las estanterías. Con la ayuda de un teodolito –un aparato que se utiliza para comprobar de la manera más precisa cotas, desviaciones, desniveles, etc.– se van tomando mediciones en cada punto de taladro (en donde luego se fijarán las estanterías) y se confecciona un listado con todas las diferencias de altura de los puntos de la losa, es decir, se elabora una planimetría. Para hacerse una idea de la precisión que es necesaria en la obra de la losa, entre el punto más bajo y el más alto de las instalaciones más grandes (más de 150 m de largo) sólo puede haber una diferencia máxima de 4 cm.