TRANSELEVADORES MECALUX

AUTOMATIZACIÓN TRANSELEVADOR

Se ocupa de extraer y colocar las mercancías en su ubicación definitiva

Por: DIANA GARCÍA

El transelevador ordena la instalación

ntre la maquinaria característica delalmacén automático, el transelevador

ocupa un lugar esencial: es precisamente estamáquina, capaz de realizar de manera automá-tica movimientos de traslación y elevación a lolargo de los pasillos y las estanterías, la encar-gada de extraer y colocar las mercancías en suubicación f inal. Por ello, resulta muy impor-tante cerciorarse de que sus características dealtura, velocidad o capacidad de carga se adap-tan a las necesidades del almacén. Además,como es capaz de soportar temperaturas extre-mas, también es posible emplearlo en cámarasde congelados (hasta -30º) o incluso de fer-mentación (hasta + 45º).

Generalmente, un transelevador manipula car-ga paletizada, con pesos que oscilan entre los500 y los 1.500 kg, y su control se ejerce me-diante mando inteligente a través de PC o PLC.De este modo, ejecuta las órdenes enviadas víafotocélula de comunicación desde el ordenadorde gestión de transportes, y es capaz de llevar acabo operaciones de depósito, extracción, cam-bio de ubicación, corrección de errores en el al-macén y autoaprendizaje de las ubicaciones.

Puente de transbordoSu fisonomía varía en función de las característi-cas de la instalación. Por ejemplo, el tipo de ser-vicio en el pasillo puede darse simplemente a lolargo de una recta o bien requerir cambiar de pa-sillo, para lo que se incluyen cabezales de ruedascon giro en curvas y desvíos. También es posibleayudarse de una máquina adicional denominadapuente de transbordo, que consiste en un chasistubular de acero configurado para recibir, sopor-tar y transportar la máquina al siguiente pasillo.

Pero, independientemente de estas variacio-nes, en todos los casos el transelevador incluyeun conjunto de elementos fijos que deben estardiseñados al detalle con el objetivo de lograr lamáxima precisión. En primer lugar, el bastidoro testero inferior, una estructura de chapaselectrosoldadas que sustenta el conjunto de lamasa de la máquina. Además de proporcionarestabilidad, contiene las ruedas de traslaciónsobre raíl que permiten los desplazamientoshorizontales. Para este tipo de movimientostambién resulta primordial el bastidor supe-rior, que soporta las fuerzas laterales en el ca-rril guía situado sobre el transelevador.

Columna, testeros, cuna de elevación, motores o sistemasde carga. Todos y cada uno de los elementos que componenel transelevador deben ser cuidadosamente diseñados paraextraer y depositar las mercancías con la máxima precisión.Mecalux News le ofrece un apasionante viaje al interior deestos centros neurálgicos del almacén automático.

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L Automatizacion C 20/10/06 08:13 Página 50


En la imagen se aprecia como el motor está

acoplado a una resistente columna.

El sistema de extracción consta de

tres o cuatro cuerpos telescópicos,

de los que uno de ellos es fijo.

RADIOGRAFÍA DE UNTRANSELEVADOR BICOLUMNA

A. Testero inferior

B. Columna

C. Testero superior

D. Cuna de elevación

+ sistema de extracción

E. Motor de elevación

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B

A D

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En cuanto a la elevación a lo alto de las estanterí-as, depende de la columna, una fuerte estructurade acero donde también se sitúa el armario eléc-trico que facilita el control de la maquinaria.Cuando el almacén es muy elevado, se utilizanmodelos bicolumna, que confieren una mayor ro-bustez al conjunto. Finalmente, es necesario fi-jarse en el sistema de extracción y almacenaje decargas, que es la parte que se ocupa específica-mente del manejo de las paletas. Sus característi-cas dependen del tipo de mercancía y su embala-je, así como del volumen de trabajo del almacén.

Máxima fiabilidadLo primero que llama la atención en el transele-vador es la enorme columna que guía las paletashacia su ubicación final en la estantería. Existela opción de dispositivos monomástil o bicolum-na, pero en ambos casos, el elemento principalconsiste en vigas fabricadas con chapas de acerode alta resistencia y debidamente conformadasy soldadas entre sí. En el interior de cada una deellas se disponen unas nervaduras de refuerzoen sentido horizontal y diagonal que le propor-cionan una mayor resistencia a la torsión y la fle-xión. Una vez colocadas las vigas, la columna secompone de diferentes tramos atornillables en-

Fuente: Mecalux.

tre sí y cerrados por ambos extremos con unaplaca de acero soldada. Comienzan entonces losacabados en el exterior, donde se sueldan los ca-rriles verticales para el guiado de la cuna de ele-vación, formados por perfiles rectangulares ca-librados con acero. En la parte posterior de lacolumna se dispone la plataforma del armarioeléctrico, equipada de barandillas, y donde sesitúa el cuadro eléctrico de control a bordo.

Estos controles se hallan dispuestos de tal mane-ra que el transelevador pueda ser dirigido comouna unidad individual, pero condicionado me-diante las seguridades de acceso a pasillo. Sobreesta instalación se atornilla también la ménsula,que soporta el dispositivo de elevación, y una pla-taforma para el mantenimiento del testero supe-rior, a la que se tendrá acceso por medio de la es-calera de emergencia colocada en el lateral de lacolumna. Esta escala dispone de cable de seguri-dad y da acceso a todas las plataformas de des-canso o mantenimiento existentes en la columna.

Como elemento central y responsable de sopor-tar una gran fuerza, la columna resulta básica pa-ra garantizar la fiabilidad de la máquina. Por elloes preciso cerciorarse de la calidad de los mate-riales empleados en su construcción. En estesentido, los aceros estructurales han de contarcon los certificados de colada, de laminación ode composición pertinentes. Y conviene exigir lacualificación de los procesos de soldadura y lahomologación de los soldadores. Asimismo, lacorrecta protección de las superficies es vital pa-ra hacer frente a los fenómenos de corrosión yobtener una buena durabilidad. Para ello es pre-ciso efectuar labores de desengrasado, limpiezamanual o mecánica y fosfatado o aplicación deuna capa de imprimación fosfatante y otra deacabado de espesor mínimo de 50 micras.

Garantía de estabilidadDe poco sirve la columna sin la ayuda del bastidoro testero inferior: responsable de proporcionarestabilidad y sustentar las cargas de la columna,el grupo de elevación y el armario eléctrico. Ésteconsiste en un conjunto de chapas electrosolda-

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das que forman una viga donde se fija el resto dela máquina y los cabezales de traslación.

Un elemento básico son las uñas que incorporaen la parte inferior, cuya misión es impedir elvuelco del transelevador por una posible paradabrusca en medio del pasillo. Por su parte, la pla-ca inferior debe volar lo suficiente como paraque las garras antivuelco actúen correctamenteen caso de choque de la máquina con los amorti-guadores de final de recorrido situados en losextremos del pasillo. En los cabezales se alojanlas ruedas de traslación motriz y libre, que per-miten el desplazamiento a lo largo del mismo,así como las ruedas de contraste horizontal queimpiden el descarrilamiento de la vía.

Guía superiorLa misión de guiar a la máquina es sus desplaza-mientos horizontales es compartida por el deno-minado testero o bastidor inferior. También seencuentra formado por placas de acero electro-soldadas, aunque en este caso su función no esaguantar ningún tipo de fuerza, sino servir de so-porte para los rodillos que funcionan sobre el ca-rril superior. En algunos casos estos cilindros seencuentran recubiertos de una banda de vulko-lan, un material capaz de amortiguar el ruido queproviene del funcionamiento del translevador aalta velocidad. Además, colabora en el mecanis-mo que hace posible la subida y bajada de mer-cancías a las estanterías: en él se hallan fijadaslas poleas de reenvío del cable de elevación,montadas con eje de rodamiento de rodillos ci-líndricos. En caso de impacto sobre los topes, lapresión debe transmitirse directamente a la losa

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PRECISIÓN ASEGURADAEn el almacén automático es fundamental garan-tizar la máxima precisión en todos los movimien-tos y, para ello, el sistema de control debe cercio-rarse de la posición exacta del transelevador encada momento. Con este objetivo se emplean dis-positivos especializados, como los telémetrosláser y los encoders absolutos. Los primeros con-sisten en equipos ópticos capaces de medir la dis-tancia gracias a su haz láser. Se utiliza tanto en los

movimientos de traslación como en los de eleva-ción y, al no depender de ningún sistema mecáni-co con desgaste o rueda con deslizamiento, lamedida es directa y de gran fiabilidad. Por el con-trario, los encoders absolutos se usan en el casode las horquillas telescópicas o los carros satéli-tes y son equipos rotativos que calculan el valormedio de las vueltas completadas incluso aunquela máquina haya sido desconectada.

del suelo, de forma que ni la estructura ni la cu-bierta del almacén se resientan.

Multitud de funcionesNi que decir tiene que para impulsar las paletas alo alto de la columna es preciso contar con unmecanismo adicional: la cuna o motor de la pla-taforma de elevación. Éste se encuentra instala-do sobre un bastidor móvil y, además de despla-zar la carga en sentido vertical, activa los ciclosde recogida y depósito por medio del dispositivo

de horquillas extensibles instalado sobre el mis-mo. En los huecos que existen entre los dos cuer-pos de horquilla se dispone un suelo de chapasestriadas de aluminio, con las dimensiones ne-cesarias para soportar el peso de un hombre, porsi es necesario acometer alguna labor de mante-nimiento. Asimismo, en el lado del bastidor máscercano a la columna se han previsto rodillos deapoyo con regulación por medio de poleas ex-céntricas. Gracias a ello es posible ajustarlo ensentido horizontal, vertical y en el eje longitudi-

Sobre estas líneas, un transelevador de doble profundidad.


acoplamiento garantiza el desplazamientouniforme de los brazos, al tiempo que los perfi-les de la uña se insertan entre sí a través de ro-dillos curvados y unas guías de deslizamientopara incrementar la resistencia del brazo. Paraque sea capaz de alcanzar altas velocidades detrabajo es preciso que su masa sea mínima, yconviene cerciorarse de que los niveles de rui-do y las necesidades de mantenimiento resul-ten también reducidas.

Internamente la horquilla dispone de unostopes desmontables que impiden que cualquie-ra de los cuerpos que la componen pueda des-prenderse de los demás de forma accidental.

En el caso de la horquilla telescópica de dobleprofundidad, el mecanismo de funcionamientoes muy similar. También se utilizan árboles arti-culados en la unión de los brazos para evitartensiones. Cada uno de ellos, por su parte, seencuentra compuesto por cuatro perfiles teles-cópicos y un carro de rodillos. Los distintos per-files están unidos entre sí por un sistema de ca-denas sobre rodillos de arrastre y roldanas de

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Para impulsar las paletas a lo alto de la columna

es preciso contar con un mecanismo

adicional: la cuna o motor dela plataforma de elevación

nal del pasillo. Finalmente, es preciso compro-bar que la cuna cuenta con los equipos de segu-ridad necesarios. Por ejemplo, el bastidor móvildebe estar provisto de un paracaídas homologa-do que conste de un sistema de cuñas y rodillosque actúen sobre las guías laterales de la colum-na. El sistema se completa mediante un disposi-tivo específico que se sitúa sobre el lateral de lacolumna para controlar la velocidad de formaque, cuando ésta sea excesiva, active el meca-nismo de protección.

Sistemas de toma de cargaVarían en función de las necesidades de cadaalmacén, pero generalmente se distingue en-tre los transelevadores que disponen de unahorquilla telescópica de simple fondo y aque-llos que cuentan con una de doble. Ésta últimaresulta imprescindible para los almacenes enlos que, por las características de bajo númerode referencias y movimientos, se opta por uti-lizar estanterías de doble fondo, con el objeti-

Los transelevadores pueden

trabajar con diversos tipos de

paletizaciones y contenedores.

vo de ganar más espacio. En lo que respecta alfuncionamiento, la horquilla telescópica sim-ple es un mecanismo de manipulación horizon-tal que permite depositar o extraer europaletaso paletas de 1.000 x 1.200 mm sobre un basti-dor o estantería de simple profundidad. Estácompuesta por dos brazos unidos entre sí me-diante un árbol de transmisión, para evitartensiones. La gran resistencia a la torsión del

LA OPCIÓN MANUALAunque el transelevador ha sido concebidopara funcionar de manera automática, tam-bién resulta interesante contar con la opciónde manejo manual en situaciones puntualeso bien con el objetivo de hacer labores demantenimiento. Por ello existe la posibilidadde dotar a la máquina de una cabina de man-do formada por un bastidor tubular y una es-tructura de paneles de chapa, que se colocasobre la plataforma de elevación.

En su parte anterior se sitúa el llamado pupi-tre de mando, mediante el cual el operadorefectúa todas las maniobras de extracción,depósito o desplazamientos por los pasillos.Con este objetivo está equipado con dos joys-ticks que hacen posible manejar el transele-vador de una forma fácil y segura. Ambos es-tán dotados del dispositivo de seguridadhombre muerto, que detiene la máquinacuando se suelta una de las manos. Incluyeun visualizador de textos que permite acce-der a la información de averías y eventos, laejecución de funciones semiautomáticas yde aquéllas restringidas en manual y la varia-ción de parámetros de funcionamiento y con-trol de manera restringida.

Su equipamiento se complementa con lospulsadores de rearme, lámparas de avería yun interruptor llave que limita el uso de losmandos y del teclado para que sólo puedanutilizarlos las personas autorizadas.


recirculación. El sistema de uñas se acciona me-diante dos motores, uno pone en marcha los dosperfiles superiores de cada brazo y el otro losdos inferiores. De esta forma, cuando se deberecoger o depositar la unidad de carga en la pri-mera profundidad de las estanterías, única-mente se extienden los dos perfiles superiores,quedando el resto inmóviles. Para recoger o de-positar mercancías a doble profundidad, actúanambos motores a la vez, lo que se traduce en laextensión de los cuatro perfiles telescópicos decada brazo sobre el carro de rodillos. Todos loscuerpos están interconectados por un sistemade cadenas de arrastre y accionamiento y discu-rren unos sobre otros gracias a rodillos de apo-yo y de levas que reducen las fuertes cargasverticales, y por guías de deslizamiento que ab-sorben los leves esfuerzos horizontales.

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TRANSMISIÓN DE DATOSEl intercambio de información entre los equipos (terminalesde periferia, variadores de velocidad, etc.) y el PC o PLC fijoque controla la instalación resulta básico para su correctofuncionamiento y coordinación. Con el objetivo de facilitaresta comunicación se emplean sistemas ópticos por infra-rrojos, que tienen un alcance de 240 m y trabajan a una tem-peratura de hasta -30º C, si fuera necesario. Las fotocélulasfijas se colocan al final del pasillo, y las fotocélulas embarca-das se sujetan a la columna.

de un ajuste por contracción (o en caliente) degran presión (se calienta el cubo de la rueda yse enfría el eje). Las piezas, una vez ensambla-das, no se pueden desmontar, lo que garantizaque no habrá deslizamiento entre ambas.

Eliminar los riesgosLa seguridad es una máxima a seguir en cual-quier instalación, mucho más en el caso delalmacén automático, donde las máquinas ope-ran sin intervención humana. Los transeleva-dores deben contar con numerosos dispositi-vos específicos para hacer frente a todos losposibles riesgos: un circuito de emergencia depuertas y pulsadores en puestos de mando y ar-mario; protección magnetotérmica para todoslos accionamientos; sondas térmicas y limita-dor de intensidad en los motores; limitador develocidad en elevación en caso de cabina a bor-do; control de cables de elevación flojos; fina-les de carrera en traslación y elevación; controlde huecos ocupados en todas las profundida-des; gálibos de la carga y presencia sobrehorquillas; control de comunicación mediantebus (canal) descentralizado y, f inalmente,supervisión de velocidad por telémetros tantoen elevación como en traslación.

También es importante para evitar incidentesque los movimientos de traslación y elevaciónse puedan acometer únicamente con las hor-quillas en su posición central y la unidad de car-ga correctamente situada. Además, existen sis-temas de control mediante fotocélulas palpa-doras que evitan que, en caso de error, se pre-tendan depositar unidades de carga en espa-cios ocupados.

Los modelos bicolumna, más robustos,

se utilizan en almacenes elevados.

Aún existe una tercera alternativa para utilizaren casos de almacenamiento de alta densidadcomo sistema de toma de carga: el carro satéli-te. Permite la carga y descarga de paletas hastaen ocho niveles de profundidad, e incluso el al-macenamiento en bloque de paletas de dife-rentes anchuras, en pool de paletas y jaulas.

Movimientos precisosEl transelevador debe perseguir la máximaexactitud en cada uno de los movimientos ver-ticales y horizontales que efectúa, tanto paraaprovechar el espacio como para evitar perjui-cios en la mercancía, sobre todo cuando se tra-ta de material delicado. Para ello, junto con loselementos estructurales, cuenta con dos moto-res dedicados a cada uno de los tipos de despla-zamiento: elevación y traslación.

El primero tiene la misión de impulsar el basti-dor móvil en su movimiento vertical y se compo-ne de un motor de corriente alterna diseñadopara trabajar con variadores vectoriales de fre-cuencia (lo que posibilita que las paradas se ha-gan suavemente para no desplazar las paletaspor la inercia), y está equipado con un encoderincremental para el cierre del lazo de control develocidad y freno. También está acoplado a unreductor de engranajes cónicos helicoidales,todos ellos tratados y construidos con el flancode los dientes rectificados.

Por su parte, el mecanismo de traslación se en-carga de impulsar el transelevador en su movi-miento horizontal a lo largo del pasillo. La rue-da y el eje forman un solo cuerpo, de modo quela adherencia entre ambos se hace por medio


los pasillos, el carril de cobre de toma de co-rriente para la alimentación, la fotocélula decomunicación por infrarrojos y el espejo reflec-tante para el telémetro de traslación, un dispo-sitivo que se encarga de medir en cada momentola posición del transelevador. Una vez ha sidopuesto en marcha y trabajando en coordinación

con los transportadores será posible disfrutarde todas las ventajas del almacén automático:máxima fiabilidad y aprovechamiento del espa-cio con reducidos costes operativos, además deun inventario constante gracias al sistema in-formático asociado a la instalación, que recogetodo cuanto en ella sucede. �

MINIDICCIONARIO DEL TRANSELEVADORÁrbol de transmisión: elemento cilíndrico yalargado de sección circular sobre el que semontan engranajes, poleas, ruedas, etc., asícomo otros instrumentos de transmisión depotencia o fuerza. Bastidor: armazón metálico que soporta lacaja de un vagón, de un automóvil, etc. Célula fotoeléctrica: dispositivo sensible ala luz capaz de generar electricidad cuandoésta incide sobre él. Se utiliza como elementode comunicación y medición en las instala-ciones industriales.Europaletas: también conocidas como pale-tas europeas, se trata de la clase más utiliza-da en todo el continente. Sus medidas son de1.200 x 800 cm, poseen un peso aproximadode 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 suidentificación 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 elcentro del disco y el centro del eje recibe el nom-bre de excentricidad. A la varilla que sigue la peri-feria de la excéntrica se le denomina seguidor. Esun mecanismo que transforma un movimientocircular en rectilíneo.Fosfatado: proceso químico por el cual la super-ficie de una pieza de acero se convierte en fosfa-to de hierro, generalmente, con el objetivo de quese pueda pintar sobre ella. Perfil: barra metálica obtenida por laminación,forja, estampación o estirado cuya sección trans-versal posee diversas formas, tales como sim-ples "t", dobles "t", triangulares, etc.PLC: Programmable Logic Controller o controla-dor lógico programable. Se trata de un dispositi-vo electrónico capaz de hacer operaciones arit-méticas y manejar señales analógicas para darórdenes a otro instrumento. También es capazde comunicarse con otros PLC.Pool de paletas: organizaciones de servicios porlas cuales las partes participantes en un deter-

minado tráfico de productos (proveedores,empresas de almacenaje, transporte y distri-buidores) acuerdan la adopción conjunta deun determinado sistema de paletas para opti-mizar el flujo de artículos, minimizar los cos-tes y adecuarse a los cambios del sector demanera competitiva.Roldanas: unidades de rodamiento listas paramontar con aro exterior reforzado para cargaspesadas, incluyendo las cargas de impacto.Uña: garfio o punta corva que tienen algunosinstrumentos de metal. Variador de frecuencia: dispositivo mecánicoque regula la frecuencia del voltaje aplicado almotor y, de esta forma, logra modificar su ve-locidad. Tiene múltiples aplicaciones, pero enel caso de los motores de transportadores ytranslevadores su principal función consisteen controlar y sincronizar la velocidad deacuerdo al tipo de producto, además de garan-tizar en todo momento arranques y paradassuaves que eviten la caída del artículo.

Equipamiento de pasilloTras disponer cada una de las partes del transe-levador y comprobada su seguridad, la instala-ción se completa con el llamado equipamientode pasillo. Éste consiste en un rail inferior derodadura, el carril de guía superior, los topeshidráulicos, los antivuelcos en los extremos de


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