Empleo
Entre la maquinaria característica del almacén automático, el transelevador ocupa un lugar esencial: es precisamente esta máquina, capaz de realizar de manera automática movimientos de traslación y elevación a lo largo de los pasillos y las estanterías, la encargada de extraer y colocar las mercancías en su ubicación final. Por ello, resulta muy importante cerciorarse de que sus características de altura, velocidad o capacidad de carga se adaptan a las necesidades del almacén.
Además,como es capaz de soportar temperaturas extremas,también es posible emplearlo en cámaras de congelados (hasta -30º) o incluso de fermentación (hasta + 45º). Generalmente, un transelevador manipula carga paletizada, con pesos que oscilan entre los 500 y los 1.500 kg, y su control se ejerce mediante mando inteligente a través de PC o PLC.
De este modo, ejecuta las órdenes enviadas vía fotocélula de comunicación desde el ordenador de gestión de transportes, y es capaz de llevar acabo operaciones de depósito, extracción, cambio de ubicación, corrección de errores en el almacén y autoaprendizaje de las ubicaciones.
Puente de transbordo
Su fisonomía varía en función de las características de la instalación. Por ejemplo, el tipo de servicio en el pasillo puede darse simplemente a lo largo de una recta o bien requerir cambiar de pasillo, para lo que se incluyen cabezales de ruedas con giro en curvas y desvíos. También es posible ayudarse de una máquina adicional denominada puente de transbordo, que consiste en un chasis tubular de acero configurado para recibir, soportar y transportar la máquina al siguiente pasillo.
Pero, independientemente de estas variaciones,en todos los casos el transelevador incluye un conjunto de elementos fijos que deben estar diseñados al detalle con el objetivo de lograr la máxima precisión. En primer lugar, el bastidor o testero inferior, una estructura de chapas electrosoldadas que sustenta el conjunto de la masa de la máquina.
Además de proporcionar estabilidad, contiene las ruedas de traslación sobre raíl que permiten los desplazamientos horizontales. Para este tipo de movimientos también resulta primordial el bastidor superior,que soporta las fuerzas laterales en el carril guía situado sobre el transelevador.En cuanto a la elevación a lo alto de las estanterías, depende de la columna, una fuerte estructura de acero donde también se sitúa el armario eléctrico que facilita el control de la maquinaria.
Cuando el almacén es muy elevado, se utilizan modelos bicolumna, que confieren una mayor robustez al conjunto. Finalmente, es necesario fijarse en el sistema de extracción y almacenaje de cargas, que es la parte que se ocupa específicamente del manejo de las paletas. Sus características dependen del tipo de mercancía y su embalaje,así como del volumen de trabajo del almacén.
Máxima fiabilidad
Lo primero que llama la atención en el transelevador es la enorme columna que guía las paletas hacia su ubicación final en la estantería. Existe la opción de dispositivos monomástil o bicolumna, pero en ambos casos, el elemento principal consiste en vigas fabricadas con chapas de acero de alta resistencia y debidamente conformadas y soldadas entre sí.
En el interior de cada una de ellas se disponen unas nervaduras de refuerzo en sentido horizontal y diagonal que le proporcionan una mayor resistencia a la torsión y la flexión. Una vez colocadas las vigas, la columna se compone de diferentes tramos atornillables entre sí y cerrados por ambos extremos con una placa de acero soldada.
Comienzan entonces los acabados en el exterior, donde se sueldan los carriles verticales para el guiado de la cuna de elevación, formados por perfiles rectangulares calibrados con acero. En la parte posterior de la columna se dispone la plataforma del armario eléctrico, equipada de barandillas, y donde se sitúa el cuadro eléctrico de control a bordo.
Estos controles se hallan dispuestos de tal manera que el transelevador pueda ser dirigido como una unidad individual, pero condicionado mediante las seguridades de acceso a pasillo. Sobre esta instalación se atornilla también la ménsula,que soporta el dispositivo de elevación, y una plataforma para el mantenimiento del testero superior,a la que se tendrá acceso por medio de la escalera de emergencia colocada en el lateral de la columna.
Esta escala dispone de cable de seguridad y da acceso a todas las plataformas de descanso o mantenimiento existentes en la columna.Como elemento central y responsable de soportar una gran fuerza, la columna resulta básica para garantizar la fiabilidad de la máquina. Por ello es preciso cerciorarse de la calidad de los materiales empleados en su construcción.En este sentido, los aceros estructurales han de contar con los certificados de colada, de laminación o de composición pertinentes.
Y conviene exigir la cualificación de los procesos de soldadura y la homologación de los soldadores. Asimismo, la correcta protección de las superficies es vital para hacer frente a los fenómenos de corrosión y obtener una buena durabilidad. Para ello es preciso efectuar labores de desengrasado, limpieza manual o mecánica y fosfatado o aplicación de una capa de imprimación fosfatante y otra de acabado de espesor mínimo de 50 micras.
Garantía de estabilidad
De poco sirve la columna sin la ayuda del bastidor o testero inferior: responsable de proporcionar estabilidad y sustentar las cargas de la columna, el grupo de elevación y el armario eléctrico. Éste consiste en un conjunto de chapas electrosoldadas que forman una viga donde se fija el resto de la máquina y los cabezales de traslación.
Un elemento básico son las uñas que incorpora en la parte inferior, cuya misión es impedir el vuelco del transelevador por una posible parada brusca en medio del pasillo. Por su parte, la placa inferior debe volar lo suficiente como para que las garras antivuelco actúen correctamente en caso de choque de la máquina con los amortiguadores de final de recorrido situados en los extremos del pasillo. En los cabezales se alojan las ruedas de traslación motriz y libre, que permiten el desplazamiento a lo largo del mismo, así como las ruedas de contraste horizontal que impiden el descarrilamiento de la vía.
Guía superior
La misión de guiar a la máquina es sus desplazamientos horizontales es compartida por el denominado testero o bastidor inferior. También se encuentra formado por placas de acero electrosoldadas, aunque en este caso su función no es aguantar ningún tipo de fuerza, sino servir de soporte para los rodillos que funcionan sobre el carril superior. En algunos casos estos cilindros se encuentran recubiertos de una banda de vulkolan,un material capaz de amortiguar el ruido que proviene del funcionamiento del transelevador a alta velocidad.
Además, colabora en el mecanismo que hace posible la subida y bajada de mercancías a las estanterías: en él se hallan fijadas las poleas de reenvío del cable de elevación, montadas con eje de rodamiento de rodillos cilíndricos. En caso de impacto sobre los topes, la presión debe transmitirse directamente a la losa.
En el almacén automático es fundamental garantizar la máxima precisión en todos los movimientos y, para ello, el sistema de control debe cerciorarse de la posición exacta del transelevador en cada momento. Con este objetivo se emplean dispositivos especializados, como los telémetros láser y los encoders absolutos.
Los primeros consisten en equipos ópticos capaces de medir la distancia gracias a su haz láser. Se utiliza tanto en los movimientos de traslación como en los de elevación y, al no depender de ningún sistema mecánico con desgaste o rueda con deslizamiento, la medida es directa y de gran fiabilidad. Por el contrario, los encoders absolutos se usan en el caso de las horquillas telescópicas o los carros satélites y son equipos rotativos que calculan el valor medio de las vueltas completadas incluso aunque la máquina haya sido desconectada.del suelo, de forma que ni la estructura ni la cubierta del almacén se resientan.
Multitud de funciones
Ni que decir tiene que para impulsar las paletas a lo alto de la columna es preciso contar con un mecanismo adicional: la cuna o motor de la plataforma de elevación. Éste se encuentra instalado sobre un bastidor móvil y, además de desplazar la carga en sentido vertical, activa los ciclos de recogida y depósito por medio del dispositivo de horquillas extensibles instalado sobre el mismo.
En los huecos que existen entre los dos cuerpos de horquilla se dispone un suelo de chapas estriadas de aluminio, con las dimensiones necesarias para soportar el peso de un hombre, por si es necesario acometer alguna labor de mantenimiento.
Asimismo, en el lado del bastidor más cercano a la columna se han previsto rodillos de apoyo con regulación por medio de poleas excéntricas. Gracias a ello es posible ajustarlo en sentido horizontal, vertical y en el eje longitudinal del pasillo. Finalmente, es preciso comprobar que la cuna cuenta con los equipos de seguridad necesarios.
Por ejemplo, el bastidor móvil debe estar provisto de un paracaídas homologado que conste de un sistema de cuñas y rodillos que actúen sobre las guías laterales de la columna. El sistema se completa mediante un dispositivo específico que se sitúa sobre el lateral de la columna para controlar la velocidad de forma que, cuando ésta sea excesiva, active el mecanismo de protección.
Sistemas de toma de carga
Varían en función de las necesidades de cada almacén, pero generalmente se distingue entre los transelevadores que disponen de una horquilla telescópica de simple fondo y aquellos que cuentan con una de doble. Ésta última resulta imprescindible para los almacenes en los que, por las características de bajo número de referencias y movimientos, se opta por utilizar estanterías de doble fondo, con el objetivo de ganar más espacio.
En lo que respecta al funcionamiento, la horquilla telescópica simple es un mecanismo de manipulación horizontal que permite depositar o extraer europaletas o paletas de 1.000 x 1.200 mm sobre un bastidor o estantería de simple profundidad. Está compuesta por dos brazos unidos entre sí mediante un árbol de transmisión, para evitar tensiones. La gran resistencia a la torsión del acoplamiento garantiza el desplazamiento uniforme de los brazos, al tiempo que los perfiles de la uña se insertan entre sí a través de rodillos curvados y unas guías de deslizamiento para incrementar la resistencia del brazo.
Para que sea capaz de alcanzar altas velocidades de trabajo es preciso que su masa sea mínima, y conviene cerciorarse de que los niveles de ruido y las necesidades de mantenimiento resulten también reducidas. Internamente la horquilla dispone de unos topes desmontables que impiden que cualquiera de los cuerpos que la componen pueda desprenderse de los demás de forma accidental. En el caso de la horquilla telescópica de doble profundidad, el mecanismo de funcionamiento es muy similar. También se utilizan árboles articulados en la unión de los brazos para evitar tensiones.
Cada uno de ellos, por su parte, se encuentra compuesto por cuatro perfiles telescópicos y un carro de rodillos. Los distintos perfiles están unidos entre sí por un sistema de cadenas sobre rodillos de arrastre y roldanas de recirculación. El sistema de uñas se acciona mediante dos motores, uno pone en marcha los dos perfiles superiores de cada brazo y el otro los dos inferiores. De esta forma, cuando se debe recoger o depositar la unidad de carga en la primera profundidad de las estanterías, únicamente se extienden los dos perfiles superiores, quedando el resto inmóviles.
Para recoger o depositar mercancías a doble profundidad, actúan ambos motores a la vez, lo que se traduce en la extensión de los cuatro perfiles telescópicos de cada brazo sobre el carro de rodillos. Todos los cuerpos están interconectados por un sistema de cadenas de arrastre y accionamiento y discurren unos sobre otros gracias a rodillos de apoyo y de levas que reducen las fuertes cargas verticales, y por guías de deslizamiento que absorben los leves esfuerzos horizontales. ç
Aún existe una tercera alternativa para utilizar en casos de almacenamiento de alta densidad como sistema de toma de carga: el carro satélite. Permite la carga y descarga de paletas hasta en ocho niveles de profundidad, e incluso el almacenamiento en bloque de paletas de diferentes anchuras, en pool de paletas y jaulas.
Movimientos precisos
El transelevador debe perseguir la máxima exactitud en cada uno de los movimientos verticalesy horizontales que efectúa, tanto para aprovechar el espacio como para evitar perjuicios en la mercancía, sobre todo cuando se trata de material delicado. Para ello, junto con los elementos estructurales, cuenta con dos motores dedicados a cada uno de los tipos de desplazamiento: elevación y traslación.
El primero tiene la misión de impulsar el bastidor móvil en su movimiento vertical y se compone de un motor de corriente alterna diseñado para trabajar con variadores vectoriales de frecuencia (lo que posibilita que las paradas se hagan suavemente para no desplazar las paleta spor la inercia), y está equipado con un encoderincremental para el cierre del lazo de control de velocidad y freno. También está acoplado a un reductor de engranajes cónicos helicoidales, todos ellos tratados y construidos con el flanco de los dientes rectificados.
Por su parte, el mecanismo de traslación se encarga de impulsar el transelevador en su movimiento horizontal a lo largo del pasillo. La rueda y el eje forman un solo cuerpo, de modo que la adherencia entre ambos se hace por medio de un ajuste por contracción (o en caliente) de gran presión (se calienta el cubo de la rueda y se enfría el eje). Las piezas, una vez ensambladas, no se pueden desmontar, lo que garantiza que no habrá deslizamiento entre ambas
Eliminar los riesgos
La seguridad es una máxima a seguir en cualquier instalación, mucho más en el caso del almacén automático, donde las máquinas operan sin intervención humana. Los transelevadores deben contar con numerosos dispositivos específicos para hacer frente a todos los posibles riesgos: un circuito de emergencia de puertas y pulsadores en puestos de mando y armario; protección magnetotérmica para todos los accionamientos; sondas térmicas y limitador de intensidad en los motores; limitador de velocidad en elevación en caso de cabina a bordo;control de cables de elevación flojos; finales de carrera en traslación y elevación; control de huecos ocupados en todas las profundidades; gálibos de la carga y presencia sobre horquillas; control de comunicación mediante bus (canal) descentralizado y, finalmente, supervisión de velocidad por telémetros tanto en elevación como en traslación.
También es importante para evitar incidentes que los movimientos de traslación y elevación se puedan acometer únicamente con las horquillas en su posición central y la unidad de carga correctamente situada. Además, existen sistemas de control mediante fotocélulas palpadoras que evitan que, en caso de error, se pretendan depositar unidades de carga en espacios ocupados.
Equipamiento de pasillo
Tras disponer cada una de las partes del transelevador y comprobada su seguridad, la instalación se completa con el llamado equipamiento de pasillo. Éste consiste en un rail inferior de rodadura, el carril de guía superior, los topes hidráulicos, los antivuelcos en los extremos de los pasillos, el carril de cobre de toma de corriente para la alimentación, la fotocélula de comunicación por infrarrojos y el espejo reflectante para el telémetro de traslación, un dispositivo que se encarga de medir en cada momento la posición del transelevador.
Una vez ha sido puesto en marcha y trabajando en coordinación con los transportadores será posible disfrutar de todas las ventajas del almacén automático:máxima fiabilidad y aprovechamiento del espacio con reducidos costes operativos, además de un inventario constante gracias al sistema informático asociado a la instalación, que recoge todo cuanto en ella sucede.
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MINIDICCIONARIO DEL TRANSELEVADOR
Árbol de transmisión: elemento cilíndrico y alargado de sección circular sobre el que se montan engranajes, poleas, ruedas, etc., así como otros instrumentos de transmisión de potencia o fuerza.
Bastidor: armazón metálico que soporta la caja de un vagón, de un automóvil, etc.
Célula fotoeléctrica: dispositivo sensible ala luz capaz de generar electricidad cuando ésta incide sobre él. Se utiliza como elemento de comunicación y medición en las instalaciones industriales.
Europaletas: también conocidas como paletas europeas, se trata de la clase más utilizada en todo el continente. Sus medidas son de 1.200 x 800 cm, poseen un peso aproximado de 27 kg y un grosor de tabla de entre 20 y 22mm. Sus tacos centrales miden 140 x 140mm y los exteriores 140 x 100 mm. Para su identificación tiene grabados los sellos "EUR"o "EPAL" en los tacos derechos exteriores.
Excéntrica: disco o cilindro cuyo eje de giro no coincide con su centro. La distancia entre el centro del disco y el centro del eje recibe el nombre de excentricidad. A la varilla que sigue la periferia de la excéntrica se le denomina seguidor. Es un mecanismo que transforma un movimiento circular en rectilíneo.
Fosfatado: proceso químico por el cual la superficie de una pieza de acero se convierte en fosfato de hierro, generalmente, con el objetivo de que se pueda pintar sobre ella.
Perfil: barra metálica obtenida por laminación,forja, estampación o estirado cuya sección transversal posee diversas formas, tales como simples"t", dobles "t", triangulares, etc.
PLC: Programmable Logic Controller o controlador lógico programable. Se trata de un dispositivo electrónico capaz de hacer operaciones aritméticas y manejar señales analógicas para dar órdenes a otro instrumento. También es capaz de comunicarse con otros PLC.
Pool de paletas: organizaciones de servicios por las cuales las partes participantes en un determinado tráfico de productos (proveedores,empresas de almacenaje, transporte y distribuidores) acuerdan la adopción conjunta de un determinado sistema de paletas para optimizar el flujo de artículos, minimizar los costes y adecuarse a los cambios del sector de manera competitiva.
Roldanas: unidades de rodamiento listas para montar con aro exterior reforzado para cargas pesadas, incluyendo las cargas de impacto.
Uña: garfio o punta corva que tienen algunos instrumentos de metal.
Variador de frecuencia: dispositivo mecánico que regula la frecuencia del voltaje aplicado al motor y, de esta forma, logra modificar su velocidad.Tiene múltiples aplicaciones, pero en el caso de los motores de transportadores y translevadores su principal función consiste en controlar y sincronizar la velocidad de acuerdo al tipo de producto, además de garantizar en todo momento arranques y paradas suaves que eviten la caída del artículo.
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TRANSMISIÓN DE DATOS
El intercambio de información entre los equipos (terminales de periferia, variadores de velocidad, etc.) y el PC o PLC fijo que controla la instalación resulta básico para su correcto funcionamiento y coordinación. Con el objetivo de facilitar esta comunicación se emplean sistemas ópticos por infrarrojos, que tienen un alcance de 240 m y trabajan a una temperatura de hasta -30º C, si fuera necesario. Las fotocélulas fijas se colocan al final del pasillo, y las fotocélulas embarcadas se sujetan a la columna.