diseño maquina para el almacenamiento de tarros
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maquina neumatica, diseñada para almacenar tarros de atunTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
SEDE VIÑA DEL MAR – JOSÉ MIGUEL CARRERA
AUTOMATIZACIÓN DE UN PROCESO DE EMBALAJE
Trabajo de Titulación para optar al Título
Profesional de Técnico Universitario en
MECÁNICA INDUSTRIAL.
Alumno:
Ignacio Delgado Barrientos
Profesor Guía:
José Miguel Tamayo Miño
2011
RESUMEN
Con el propósito de de realizar alguna automatización de un proceso de
manera de demostrar las cualidades y conocimientos surge la idea de automatizar
un proceso de embalaje. Este se enfoca en un embalaje en específico, el cual es el
embalaje de tarros en conserva, ya que estos productos en cuanto a su producción
se han mantenido y diversificado a lo largo de los años en el mercado.
En el proceso de producción de estos alimentos, es muy importante la
automatización de los procesos ya que se busca conseguir un producto final de
calidad.
Enfocándonos un poco más a fondo en el proceso de embalado, este es uno
de los más importantes ya que si no se realiza de manera eficiente se puede perder
todo el trabajo logrado por los procesos anteriores, transformándose en perdida de
producción.
Por esta razón en el presente trabajo de titulo se realizara un estudio y se
identificaran las falencias de las distintas formas de embalar tarros en conserva.
Se hará un estudio para buscar las alternativas de solución más confiables y
completa posible, se establecerá una solución concreta para eliminar los problemas
identificados.
Posterior a esto se realizará un diseño de una parte de una línea de
embalaje la cual solo tomara el producto y lo introducirá dentro de su respectiva
caja de empaque, este será un modelo para implementar en algún final de línea, se
realizaran los cálculos correspondientes para la selección de elementos para el
diseño.
Se establecerá un plan de mantenimiento para los componentes del
proceso de manera que las fallas no sean una prioridad, y por último realizará un
estudio técnico – económico.
Con esto se logrará disminuir los riesgos y no llevarlos al límite, hoy en día
debemos contar con procesos automatizados, que cumplan con realizar el trabajo de
la manera más eficiente posible, por lo que cada empresa debe adaptarse a las
nuevas tecnologías de manera de innovar incorporando ideas nuevas en sus
procesos, realizando modificaciones, mejoras y contando con una política de trabajo
basada en la mejora continua de sus procesos de manera de siempre facilite las
condiciones de trabajo tanto para los operarios como para la empresa.
ÍNDICE
INTRODUCCION
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
CAPITULO 1: PROBLEMÁTICA
1.1. DESCRIPCIÓN DE UNA LÍNEA DE EMBALAJE
1.2. DESCRIPCIÓN DE LA PALETIZADORA
1.3. DESCRIPCIÓN DE UNA LÍNEA DE EMBALAJE DE TARROS EN CONSERVA
1.4. PROBLEMÁTICAS DEL EMBALAJE DE TARROS DE CONSERVA
1.4.1. Paletizadoras
1.4.2. Líneas de embalajes
1.4.3. Líneas de embalaje manual
CAPITULO 2: ALTERNATIVAS DE SOLUCION
2.1. INTRODUCCIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
2.2. DESCRIPCIÓN DE TIPOS DE SOLUCIONES
2.2.1. descripción del sistema hidráulico
2.2.2. descripción del sistema neumático
2.2.3. sistema mecánico
2.3. ESTUDIO Y BÚSQUEDA DEL SISTEMA MÁS EFICIENTE PARA LA
AUTOMATIZACIÓN
2.3.1. Análisis del sistema hidráulico
2.3.2. análisis del Sistema mecánico
2.3.3. análisis del Sistema neumático
2.4. ELECCIÓN DEL SISTEMA
2.5. PROPUESTA DE SOLUCIÓN
CAPITULO 3: DISEÑO DEL PROCESO AUTOMATIZADO
3.1. EXPLICACIÓN DEL PROCESO
3.1.1. Transporte y llegada del producto
3.1.2. Recepción del producto y acomodamiento
3.1.3. Levantamiento y posicionamiento del producto
3.1.4. Transporte y Llegada de el conjunto de empaque (caja)
3.1.5. Embalado del producto dentro de la caja
3.1.6. Fin del embalado
3.2. CALCULOS Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS
3.2.1. Selección de ventosas
3.2.2. seleccion del generador de vacio
3.2.3. selección del actuador lineal vertical
3.2.4. selección del actuador lineal horizontal
3.2.5. selección del cilindro sin vástago
3.2.6. selección de motores neumáticos para cinta transportadora
3.3. DISEÑO DEL PROCESO AUTOMATIZADO
3.3.1. Plataforma diseñada
3.4. COMPONENTES NEUMATICOS PRINCIPALES DEL DISEÑO
3.4.1. Actuador lineal sin vástago
3.4.2. Generador de vacío
3.4.3. Electro-válvula para sistemas neumáticos:
3.4.4. Sensor de proximidad
3.4.5. Válvula regulador de caudal
3.4.6. Actuador guiado vertical
3.4.7. Cilindro de bloqueo
3.4.8. Unidad de motor neumático
3.4.9. Ventosas
3.4.10. Compresor
3.5. PARTES CONSIDERABLES DEL DISEÑO
3.6. SISTEMA DE CONTROL
3.6.1. Cconexionado neumatico
3.6.2. Diagrama de fase
3.6.3. Secuencia
3.6.4. Sistema de control por P.L.C
3.6.5. Diagrama escalera P.L.C en programa Mitsubishi
3.6.6. Fotos de la simulación en taller de neumática
3.7. CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROCESO
3.7.1. Definición del proceso
3.7.2. Proyectos que complementan el proceso
3.7.3. Flexibilidad y rendimiento del proceso automatizado
3.7.4. recursos humanos utilizados para el proceso
3.7.5. Parámetros del proceso
CAPITULO 4: PLAN DE MANTENIMIENTO
4.1. MANTENIMIENTO DE CILINDROS
4.2. PLAN DE DESMONTAJE Y MONTAJE DE COMPONENTES NEUMÁTICOS
4.2.1. Procedimiento de desmontaje Cilindros
4.2.2. Desarme de unidades:
4.2.3. Limpieza de partes:
4.2.4. Recambio de partes
4.2.5. Armado de unidades
4.3. MANTENIMIENTO DE VÁLVULAS
4.4. MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE BANDAS TRANSPORTADORAS
4.4.1. Guiado de bandas
4.4.2. Limpieza de bandas
4.4.3. Lubricación y engrase de partes móviles
CAPITULO 5: COSTOS
5.1. COSTOS DE MATERIALES
5.1.1. Costos de las placas
5.2. COSTOS DE SOLDADURA
5.2.1. Costo de electrodos
5.2.2. Costo mano de obra
5.2.3. Costo consumo energía eléctrica de la maquina
5.2.4. Costos componentes neumáticos
5.2.5. Costo componentes mecánicos
5.3. Costo total de la automatización
CONCLUSION
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
ÍNDICE FIGURAS
Figura 1-1. Modelo de una línea de embalaje.
Figura 1-2. Modelo de Paletizadora, articulada robot.
Figura 1-3. Tarro deformado por esfuerzo.
Figura 1-4. Embalado manual.
Figura 3-1. Diagrama de flujo del proceso.
Figura 3-2. Diagrama de cuerpo libre de la ventosa en movimiento vertical.
Figura 3-3. Diagrama de cuerpo libre de la ventosa en movimiento horizontal.
(pag.32)
Figura 3-4 Diagrama de cuerpo libre actuador vertical.
Figura 3-5. Diagrama de cuerpo libre actuador horizontal.
Figura 3-6. Diagrama cuerpo libre de cinta transportadora.
Figura 3-7. Mesa de acero diseñada para la automatización dibujada en
SOLIDWORKS.
Figura 3-8. Mesa de acero diseñada vista desde arriba.
Figura 3-9 Actuador sin vástago DGP.
Figura 3-10. Generador de vacío.
Figura 3-11. Electroválvula 5/2.
Figura 3-12. Regulador de caudal.
Figura 3-13. Actuador guiado vertical.
Figura 3-14. Actuador guiado horizontal.
Figura 3-15. Actuador de bloqueo.
Figura 3-16. Motor neumático.
Figura 3-17. Ventosa plana.
Figura 3-18. Compresor.
Figura 3-19. Cilindro de empuje unido a su respectiva placa con forma de ángulo de
90°.
Figura 3-20. Fijación del cilindro sin vástago.
Figura 3-21. Proceso automatizado vista superior.
Figura 3-22. Proceso automatizado vista trasera.
Figura 3-23. Soporte rodamiento prisionero.
Figura 3-24. Conexionado neumático.
Figura 3-25. Diagrama de fase del conexionado.
Figura 3-26 Circuito P.L.C diagrama escalera del proceso.
Figura 3-27 Simulación de sensores en laboratorio de neumática.
Figura 3-28 Simulación de sensores en laboratorio de neumática.
Figura 3-29 P.L.C MITSUBITSHI del laboratorio de neumática.
Figura 3-30 Simulación panel laboratorio neumática.
Figura 3-31 Modelo de tarro estándar a embalar.
Figura 3-32 Caja de empaque diseñada para el proceso.
Figura 3-33 Dimensiones del proceso automatizado.
Figura 5-1. Enumeración de placas soldadas sobre la plataforma
diseñada.
Figura 5-2. Soportes rodamiento prisionero soldado.
Figura 5-3. Soportes rodamiento prisionero soldado y perfiles.
Figura 5-4. Soportes rodamiento prisionero soldado.
INDICE TABLAS
Tabla 2-1. Evaluación de los sistemas.
Tabla 3-1. Datos técnicos ventosas vas de festo.
Tabla 3-2. Tabla generadores de alto vacio catalogo festo.
Tabla 3-3. Tabla de datos técnicos generadores de vacio catalogo festo.
Tabla 3-4. Tabla de valores para cálculo de cilindro vertical.
Tabla 3-5. Tabla fuerza avance y retroceso cilindro doble efecto catalogo festo.
Tabla 3-6. Tabla energía de impacto actuadores ADN catalogo festo.
Tabla 3-7. Tabla Fuerzas y momentos actuadores DGP catalogo festo.
Tabla 3-8. Tabla datos técnicos del motor neumático catalogo festo.
Tabla 4-1. Tabla de frecuencia de las tareas del plan de mantenimiento.
Tabla 5-1. Tabla de peso teórico del acero por metro cuadrado según su
Espesor de planchas gruesas.
Tabla 5-2. Tabla de peso teórico del acero en kg por metro cuadrado según su
espesor de rollos y planchas laminados en caliente.
Tabla 5-3. Tabla de costos de material (placas).
Tabla 5-4. Tabla de costos de material (soportes).
Tabla 5-5. Costo de perfiles.
Tabla 5-6. Tabla factor de operación.
Tabla 5-7. Tabla eficiencia de aportación.
Tabla 5-8. Tabla eficiencia de aportación.
Tabla 5-9. Costo total de soldadura.
Tabla 5-10. Costo de componentes neumáticos.
Tabla 5-11. Costo de componentes mecánicos.
Tabla 5-12. Costo total de la automatización.
SIMBOLOGIA
M: Masa
V: Volts
A: Amper
FP: Factor de potencia
t: Tiempo
PMD: Peso del material depositado
ml: Metro lineal de soldadura
MO: Mano de obra
Kg: Kilogramo
m: Metros
P: Presión
Bar: unidad de presión bares
(l/min): unidad de caudal, litros por minuto.
N: Newton
mm: Unidad de longitud, milímetros
gr: Unidad de peso, gramos
µ: Coeficiente de rozamiento
g: Aceleración de gravedad
a: Aceleración
S: Factor de seguridad
F: FUERZA
: Factor de carga
Ft: Fuerza teórica
Fr: Fuerza de roce
Fn: Fuerza normal
R: radio
Nm: Unidad de momento.
Mt: Momento de torsión
m²: Área
min: Minutos
hr: horas
E: Espesor
INTRODUCCION
Hoy en día se sabe que los alimentos enlatados, se ha hecho indispensable,
a través del tiempo siendo un aporte fundamental en el consumo diario de los
alimentos en el mundo, por lo que se considera una proyección hacia el futuro
calificada como positiva de la producción de estos alimentos en conserva.
Se sabe que para lograr un exitoso producto, este tiene que pasar por diversas
etapas complementarias las cuales cumplan con una gran eficiencia de operación.
Últimamente se ha dado que en los proceso de producción de empresas
que se dedican a producir alimentos enlatados en tarros de conserva, existe una
fase del proceso productivo que es muy relevante y ha ido adquiriendo mucha
importancia porque de esta depende que el producto no sufra daños y motive al
consumidor, la cual es el proceso de embalaje y empaquetado de los tarros, ya que
este vela por la protección del producto frente a los riesgos físicos y ambientales
que se pueden producir mediante el almacenamiento y trasporte de este y
mantener la calidad con la cual fueron fabricados que es lo que busca el
consumidor.
Este embalaje de tarros conserveros, en muchas empresas son realizados
manualmente por operarios, lo que implica una influencia humana en el proceso la
cual no siempre entrega el rendimiento mas optimo y confiable, que es lo que busca
obtener cada empresa siempre para cada fase de su proceso productivo, esto se
debe a que el operario tiene que realizar el embalado de los productos al mismo
ritmo que el proceso productivo lo cual genera un trabajo muy intenso para el
trabajador y llega a un estado en cual pasa de trabajador a ser esclavo del proceso y
como todo ser humano, no está exentó de cometer errores que signifiquen perdidas,
o problemas con el almacenamiento.
Otro tipo de embalaje es realizado por las paletizadoras las cuales
almacenan una gran cantidad de productos apilados en pale, de manera que estos
no se acumulen y se produzca una interrupción del proceso productivo, la falencia
de este tipo de embalaje, es que los productos presentan riesgos de deformaciones
al momento de estar apilados, y que todavía no son embalados en las cajas de
empaque correspondientes para ser trasportados desde el área de producción para
su comercialización, lo que significa un proceso incompleto.
Para combatir esto que se realiza una automatización de un proceso de
embalaje de tarros conserveros, que demuestre un correcto y eficiente embalaje el
cual elimine los problemas producidos por la influencia humana y disminuya la
perdida de producción.
Esta automatización consta en un diseño de una parte de una línea de
embalaje con planos que indican las dimensiones de la máquina como estructura,
componentes que se requieren utilizar en el proceso a automatizar, como por
ejemplo cinta transportadora, actuadores neumáticos, sensores, válvulas etc.
También se establece un plan de funcionamiento y mantenimiento apropiado de
manera que no existan problemas con el equipo. Se realiza estudios para ver la
factibilidad técnica de la máquina con la finalidad de demostrar que cumplirá con las
expectativas que se requieren conseguir.
Se deja bien claro, que la automatización de esta fase de un proceso, se
enfoca solo en el proceso de embalaje, es decir en una de las partes finales del
proceso de producción donde se toman los tarros y se introducen a una caja con las
dimensiones apropiadas para contener un número especifico de tarros en conserva.
El proceso que venga posteriormente pasa a ser anexo a lo mencionado
anteriormente.
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES
- Realizar una automatización de un proceso de embalaje de tarros conserveros para
mejorar la confiabilidad y calidad en el proceso.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Investigar las problemáticas de los procesos de embalajes.
- Estudiar alternativas de solución
- Establecer una solución al problema.
- Diseñar un proceso de embalaje de tarros conserveros.
- Realizar los cálculos necesarios para selección de elementos.
- Realizar simulación neumática del proceso automatizado.
- Análisis técnico – económico.
CAPÍTULO 1: PROBLEMÁTICA
1. PROBLEMÁTICA
1.1. DESCRIPCIÓN DE UNA LÍNEA DE EMBALAJE
Las líneas de embalajes generalmente se sitúan al final de los procesos de
productivos como última etapa, esta fase consiste en un proceso automático
coordinado el cual cumple la función fundamental de acomodar el producto
generado en un numero especifico de agrupaciones dentro de un conjunto de
empaque, para después pasar a un proceso de sellado y etiquetado del empaque
donde posteriormente el producto terminado es trasladado desde el sitio de
producción al lugar de almacenamiento para su comercialización sin que sufran
daño.
Existen muchas variedades de líneas de embalaje, están las
semiautomáticas las cuales algunas realizan solo el embalado o solo el
empaquetado o sellado de los productos, y están las completamente automáticas
las cuales realizan el proceso completo de embalado.
Este equipo consiste en una maquinaria la cual es fabricada según la
necesidad de embalaje que se requiere, con diferentes factores y condiciones. Estos
son según el tipo de producto a embalar, diseño de empaque, las condiciones
ambientales y de higiene, la velocidad y cantidad de producción y las condiciones la
cual el producto será transportado posteriormente.
Estas maquinarias se fabrican en base a sistemas mecánicos, hidráulicos,
neumáticos etc. Los cuales cumplen la función de generar los movimientos
sincronizados apropiados para acomodar el producto terminado.
A pesar de que aunque existen una gran variedad de líneas de embalaje
hoy en día, todavía existen muchas empresas que todavía conservan procesos de
embalajes fabricados con sistemas antiguos, algunos manuales o semiautomáticos,
últimamente el mercado presenta muchas exigencias, se ha hecho prácticamente
una obligación para las empresas, adaptarse a las nuevas tecnologías
implementadas en los procesos, se sabe que esta es una de las maneras más
conocidas de optimizar sus procesos productivos de manera de obtener productos
terminados con la mejor calidad posible y adquiriendo una competitividad en el
mercado.
Fuente: www.interempresas.net
Figura 1-1. Modelo de una línea de embalaje
1.2. DESCRIPCIÓN DE LA PALETIZADORA
Existen variados tipos de paletizadores como por ejemplo, los magnéticos,
de mordaza, con sistema de elevación neumático, etc.
Una de las más conocidas son las paletizadoras de elevación neumática,
esta se trata de una máquina que combina componentes neumáticos y eléctricos
con la finalidad de colocar productos generalmente enlatados, sobre un palé, que
puede ser de madera, metal o plástico, donde los productos serán apilados después
de su fabricación.
Fuente: http://www.inser-robotica.com/paletizadoBotes.php
Figura (N°1-2) Modelo de Paletizadora articulada robot
1.3. DESCRIPCIÓN DE UNA LÍNEA DE EMBALAJE DE TARROS EN CONSERVA
Existen una gran variedad de tipos, formas y tamaños de líneas de
embalajes de tarros de conserva, estas se diferencian en el tipo de sistema que
utilizan para realizar sus movimientos, estas se fabrican generalmente en base a
sistemas hidráulicos, mecánicos, neumáticos, eléctricos etc.
Estas líneas de dividen en varias etapas las cuales realizan diferentes
funciones como recibir el producto enlatado, ordenarlo en un cierto número de
agrupaciones y posteriormente otra parte cumple la función de tomarlos e
introducirlos en una caja la cual debe estar diseñada para contener un numero
especifico de productos.
Uno de los componentes importantes que forman parte de las líneas de
embalaje son las llamadas ventosas las cuales son las encargadas de agarrar los
tarros por succión y posicionarlos dentro de una caja, existen variedad de ventosas
la más conocida es la Ventosa plana se usa generalmente en superficies planas,
sobre todo cuando es necesaria una alta fuerza de retención, también sufre muy
pocas deformaciones y ofrece una muy buena precisión en tareas de
posicionamiento.
1.4. PROBLEMÁTICAS DEL EMBALAJE DE TARROS DE CONSERVA
Al investigar sobre cómo se realiza el embalaje de productos enlatados, se
descubre que existen variadas formas de realizar el trabajo, estas son
almacenamiento por paletizadoras, líneas de embalaje automáticas y línea de
embalaje manual, donde ninguno estuvo exento de falencias.
1.4.1. Paletizadoras
- Estas cumplen la función de almacenar grandes cantidades de tarros,
apiladas en un pallet de manera de no congestionar el proceso de producción, la
desventaja de este trabajo es que somete el producto, en este caso el tarro metálico
a riesgos físicos, el cual puede manifestarse como una deformación del producto al
verse superada su resistencia mecánica debido al peso que deben soportar los
tarros de más abajo.
- Una falencia clave es que no embalan el producto directamente en las
cajas, lo que significa que después se tiene que realizar este trabajo manualmente,
se ocupa espacio de almacenamiento debido a que aun el producto no cumple con
el embalado final para ser comercializado.
Fuente: http://www.milan-keramik.de
Figura 1-3. Tarro deformado por esfuerzo
1.4.2. Líneas de embalajes
Generalmente se usan para completar la producción eficientemente, ya que
de esta depende hoy en día que el producto se mantenga en perfectas condiciones
y a un alto nivel de calidad desde el momento de su fabricación, esto es importante
para la empresa ya que adquiere un alto grado de competitividad frente a otras
empresas.
Uno de los problemas que se pueden visualizar en estas líneas automáticas
es que algún componente mecánico se desgaste, presente alguna anomalía o falla,
desconfiguración del sistema de control o cumpla su vida útil, esta sea por mala
operación o mal mantenimiento de la máquina.
Estas condiciones pueden generar perdidas de producción por el tiempo
que se requiere al realizar un mantenimiento correctivo o alguna otra intervención
del equipo no antes planificada que signifique pérdida de tiempo de producción,
para que esto no acurra es importante contar con un plan de mantenimiento
preventivo del equipo con la finalidad de obtener la mayor disponibilidad posible del
equipo.
A pesar de esto todavía hay una gran variedad de empresas que todavía no
adquieren este tipo de maquinaria para embalar sus productos enlatados, y siguen
embalando sus productos con mecanismos antiguos, de forma manuales etc. Esto
puede ser quizás porque la maquinaria sea muy costosa, que las dimensiones de la
fábrica no permitan su implementación o sus velocidades de producción sean
demasiado bajas.
1.4.3. Líneas de embalaje manual
Algunas empresas todavía realizan este tipo de embalaje, pero resulta que
la influencia humana no siempre va a entregar un alto rendimiento que otorgue
confianza a la hora de embalar los productos, siempre existen altos y bajos en el
trabajo, y lo que buscan las empresas hoy en día es mantener un proceso eficiente y
que entregue un alto rendimiento constantemente.
Existen otro problemas como la velocidad de producción ya que si esta es
muy rápida y extensa, el operario se convierte prácticamente un esclavo del
proceso y debe realizar el trabajo al ritmo del proceso de producción y sin
equivocaciones, lo que no es un trabajo digno para una persona y también no está
libre de cometer el error de no introducir todas las unidades que corresponden ir en
la caja, realizar un mal manejo que produzca algún golpe o caída, y por ultimo
hurtos por descuido.
Fuente: www.eldiariomontanes.es
Figura 1-4. Embalado manual
CAPÍTULO 2: ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
2. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
2.1. INTRODUCCIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
Sabemos que existen variedad de maquinarias fabricadas con distintos
tipos de sistemas los cuales cuentan con variados mecanismos que le proporcionan
los movimientos a la máquina para que cumpla su función.
En cuanto a las líneas de embalaje, la fabricación de estas máquinas
depende de una necesidad específica de embalaje, por lo que de esta depende el
tipo de sistema con la cual será fabricada.
Refiriéndose a la automatización del proceso de embalaje que se realiza,
existen algunos tipos de sistemas que quizás sirven para cumplir con los requisitos
del diseño del proceso, pero se busca el sistema que pueda realizar mejor el trabajo,
otorgue más eficiencia y requiera un bajo costo, por lo que se realiza una
comparación de cada sistema con los requerimientos que se necesitan y se estudian
las ventajas y desventajas de cada tipo de sistema presentado como solución.
Lo sistemas para el diseño y fabricación que se presentan como soluciones
posibles, son el sistema hidráulico, neumático y mecánico.
Otro tipo de solución es comprar una máquina, pero como la queremos para
un fin especifico, nos resulta muy difícil encontrar una máquina precisa para el
trabajo, en este caso la mejor opción sería mandar a diseñar y fabricar a una
empresa, una máquina con las condiciones que se requieren, pero esto significara
un alto costo, por lo que no es recomendable.
2.2. DESCRIPCIÓN DE TIPOS DE SOLUCIONES
2.2.1. Descripción del sistema hidráulico
En principio todos los sistemas hidráulicos son iguales, sin importar sin son
sencillos o complicados, en la parte correspondiente a la alimentación de energía se
produce la transformación de otros tipos de energía en energía hidráulica, donde
también se produce un flujo generado por una bomba y el acondicionamiento del
aceite hidráulico. En la parte que corresponde al control de la energía, el aceite
hidráulico que se encarga de transmitir la energía es adaptado a las necesidades
especificas determinas por las diversas partes del sistema.
Existen las válvulas las cuales se encargan de las operaciones de regulación
y controlan dirección del caudal, nivel de presión y volumen del flujo, y también
están los actuadores que son los encargados de producir el trabajo con la ayuda que
proporciona la energía hidráulica que se transforma en energía mecánica.
Ventajas
- las fuerzas pueden regularse de manera continua.
- Los elementos que se utilizan son reversibles y pueden frenar estando en
marcha.
- Capacidad de transmitir grande fuerzas.
- Sistema adecuado para el desarrollo de movimientos lentos.
- Fluido empleado es fácilmente recuperable.
- instalaciones hidráulicas altamente compactas.
Desventajas
- el sistema puede ser contaminado con polvos o algunas partículas
degradables del fluido.
- Los sistemas hidráulicos no pueden ser completamente a prueba de fugas.
- Elevado costo de sus elementos básicos.
- Perdidas de carga por fugas.
- Riesgo de accidente es más catastrófico.
- Elevado costo de mantenimiento.
2.2.2. Descripción del sistema neumático
La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo
de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.
Hoy en día hay una gran variedad de sistemas técnicos que se basan en el
funcionamiento en este tipo de energía. Por ejemplo, las puertas de algunos
microbuses y trenes se accionan con aire comprimido, en la industria existe mucha
utilidad de los sistemas neumáticos porque proporcionan un movimiento lineal y
desarrollan grandes fuerzas las cuales se aprovechan para empujar y levantar
cargas. En los sistemas neumáticos, el aire comprimido es producido por
un compresor, que es una bomba de aire comprimido accionada normalmente por
un motor eléctrico. Este aire se almacena en un depósito denominado receptor.
Desde éste el aire es llevado a través de válvulas a los cilindros (actuadores), que
son los componentes encargados de realizar el trabajo.
Ventajas:
- El aire es prácticamente disponible en todas partes y de forma ilimitada.
- El aire comprimido es relativamente insensible a las fluctuaciones con la
temperatura, esto asegura una buena operación incluso en condiciones
extremas.
- Los componentes neumáticos son de simple construcción y por lo tanto son
relativamente baratos.
- El aire es un medio de trabajo rápido, por lo que se puede alcanzar altas
velocidades de trabajo.
- Las herramientas y componentes neumáticos pueden ser cargados hasta el
punto de detenimiento, por lo que son seguros a la sobrecarga.
- El aire es sometido a proceso de purificación por lo que es un medio de
trabajo limpio y no produce contaminación.
- Esta consta con una gran variedad de componentes que realizan todo tipos
de mecanismos.
- Generalmente este tipo de energía se puede usar en cualquier lugar, ya que
presenta un fácil montaje y alta flexibilidad como proceso frente a los otros.
Desventajas:
- El aire comprimido requiere buena preparación, por lo que la suciedad y
condensación no deben estar presentes.
- en circuitos muy extensos se producen perdidas de cargas considerables.
- Las presiones en las que se trabajan, no permiten generar altas fuerzas.
- Escape de aire produce un nivel de ruido alto.
2.2.3. Sistema mecánico
Los sistemas mecánicos son aquellos sistemas constituidos
fundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos mecánicos que
tienen como función específica transformar o transmitir el movimiento desde las
fuentes que lo generan, los mecanismos más conocidos que se utilizan en los
sistemas mecánicos, son los engranajes, poleas, tornillos sin fin corona, motores,
reductores, levas etc.
Ventajas
- Transporte y soporte de cargas.
- Generan variados movimientos, estos pueden ser circulares, lineales,
rotatorios etc.
- Consta con variados tipos de mecanismos.
Desventajas
- Imprecisión debido a vibraciones que se producen en los mecanismos.
- Elevado costo de mantenimiento.
- Montaje complejo.
2.3. ESTUDIO Y BÚSQUEDA DEL SISTEMA MÁS EFICIENTE PARA LA
AUTOMATIZACIÓN
Hoy en día cuando nos referimos a la automatización de procesos
industriales, hablamos de sistemas que realizan el trabajo de producir presiones,
fuerzas, transformaciones de energías que se utilizan para generar movimientos,
levantar y soportar cargas etc.
El sistema hidráulico, neumático y mecánico son una buena opción a la hora
de automatizar un proceso, pero para poder identificar qué sistema utilizar se
realiza un estudio previo teniendo en cuenta las condiciones de la automatización
que se realiza, para así determinar cual otorgara mejor eficiencia, calidad y un bajo
costo.
Es por esto que se hace una comparación de los siguientes sistemas para
comprobar si el trabajo que realiza cada sistema es óptimo y preciso para el diseño
del proceso de embalaje.
2.3.1. Análisis del sistema hidráulico
este tipo de sistema generalmente entrega un óptimo trabajo a la hora de
levantar, transportar o soportar cargas pesadas, el fluido empleado en el sistema es
fácilmente recuperable y su velocidad de actuación es fácilmente controlable, las
instalaciones hidráulicas son altamente compactas por lo que otorga seguridad al
sistema.
Las falencias de este tipo de sistema se enfoca mayormente en los fluidos a
utilizar, ya que estos presentan un alto costo en el mercado y son muy sensibles a la
contaminación, otra falencia es que pueden existir perdidas de carga provocadas
por fugas del fluido y altas temperaturas de trabajo, y como es un sistema
altamente costoso, se necesita personal calificado para su mantenimiento, para que
su funcionamiento sea el más optimo y no se ocasionen problemas.
En comparación con los requerimientos que se necesitan en la
automatización del proceso de embalaje de tarros de conserva, por lo visto la
implementación de este sistema al diseño no es tan necesaria y conveniente, ya que
presenta condiciones no necesarias y algunas desventajas frente a los
requerimientos que se necesitan para la automatización, como:
Su implementación no es tan necesaria ya que la máxima carga que se
realizara es de aproximadamente 5 Kg, que es lo que pesan
aproximadamente el conjunto cilindro, ventosas y placa mas los tarros, por
lo que es una carga muy baja y no se necesita un gran esfuerzo para
levantarla, lo cual puede hacer perfectamente otro tipo de sistema más
conveniente.
la implementación es muy cara, ya que el sistema debe contar con los
componentes básicos para armar el circuito, los cuales en el caso de la
bomba hidráulica y el estanque son muy costosos.
Requiere de un mayor cuidado, debido a sus implicaciones en caso de de
sufrir algún daño por las aplicaciones que se le da, por lo que se necesita
personal calificado para su mantenimiento, lo que implica un mayor costo.
El riesgo de accidentes más catastróficos en caso de sobrepasar las
capacidades de carga o cualidades del sistema.
No cuenta con gran velocidad de trabajo.
2.3.2. Análisis del Sistema mecánico
Este sistema en comparación con los demás también otorga movimientos
sincronizados, transporte y soporte de cargas, que son realizados por diferentes
mecanismos alimentados desde una fuente de energía, por lo que mediante una
buena planificación, modelación del diseño y seleccionando los componentes
adecuados para el montaje, se puede lograr una automatización exitosa de
cualquier proceso.
Este sistema en comparación con los requerimientos que se necesitan en la
automatización se presenta como una buena opción para realizar el diseño del
proceso de embalaje de tarros de conversa, pero tiene algunos defectos importantes
que no pueden estar presentes en la automatización, ya que en el proceso a realizar
se necesita una alta precisión de trabajo, y cuenta con algunas desventajas frente a
los requerimientos que necesita la automatización como:
Se presentara una imprecisión debido a las vibraciones que se pueden
provocar en el sistema, estas generalmente son provocadas por
desalineamiento del eje, desbalanceo, descansos y acoples desajustados,
falta de lubricación etc.
Como el sistema presentara diversos tipos de mecanismos, estos deben ser
sometidos a mantenimiento periódico por parte de personal especializado
que conozca el funcionamiento del proceso ya que es un proceso único, lo
que señala un mayor costo de mantenimiento.
En el proceso para poder levantar los tarros se necesita un componente el
cual otorgue un buen agarre, seguridad y que no dañe el producto, un
componente mecánico que podría realizar este trabajo seria una pinza
mecánica, pero como el agarre no es preciso ya que la forma de los tarros
le impide un buen agarre, por lo que se necesitaría una mayor presión para
levantarlos lo que puede llegar a deformar y dañar el producto.
El montaje de este tipo de sistema es más complicado ya que algunos
mecanismos necesitan una alta precisión y alineamiento, por lo que a la
hora del montaje se deben realizar varias pruebas para verificar su buen
funcionamiento para la puesta en marcha, esto implica una desventaja
frente a otro sistemas que son más fáciles de montar.
2.3.3. Análisis del Sistema neumático
Este tipo de sistema es unos de los más utilizados en el área industrial, ya
que es una tecnología que trabaja a base de aire comprimido, y el aire está
prácticamente disponible en todas partes y en cantidades ilimitadas.
En la actualidad, los progresos tecnológicos realizados en materiales,
diseño y procesos de producción han mejorado la calidad y diversidad de los
componentes neumáticos y de esta forma manifiesta un amplio uso en la
automatización.
Este sistema es uno de los que presenta mayor ventaja en
comparación con el sistema hidráulico y mecánico, ya que presenta condiciones de
operación más simples y efectivas.
Es por esto que este sistema es unos de los más convenientes para realizar
la automatización del proceso de embalaje ya que presenta más ventajas que
desventajas para la realización del diseño del proceso como:
los componentes de operación son de simple construcción, por lo que esto
genera un manejo fácil del sistema, no se requiere de personal
especializado para realizar el montaje.
El aire comprimido es un medio de trabajo rápido, esto permite obtener
altas velocidades de trabajo, las cuales se pueden regular mediante
válvulas, esto es muy bueno así se puede buscar una velocidad aceptable
para el proceso.
Las herramientas y componentes neumáticos pueden ser cargados hasta el
punto de detenimiento, por lo tanto demuestran que son seguros a la
sobrecarga. A la hora de realizar trabajos, el sistema neumático es uno de
los más seguros y limpios que hay hoy en día, por lo que otorga una gran
confianza de operación y disminución de riesgos de accidentes.
esta tecnología cuenta con una gran variedad de componentes, los cuales
se caracterizan por las diferentes funciones que realizan, por lo que en el
caso de la automatización del proceso, este cumple con todos los
componentes, velocidades de operación y esfuerzos de trabajo que se
necesitan para la realización del diseño.
las herramientas y componentes son relativamente baratos, por lo que son
más accesibles. Esto es bueno ya que se busca minimizar los costos de
fabricación del diseño.
En cuanto a fuerzas, esfuerzos y elevación de cargas, en la automatización,
este sistema cumple con las características para realizar el trabajo, ya que
la carga máxima que tiene que levantar es de aproximadamente 5 kilos,
por lo que no es problema para la neumática.
Esta cuenta con un componente clave para el diseño, esta es la ventosa la
cual presenta variedad de diámetros y formas, para realizar el trabajo, el
cual será elevar los tarros y posicionarlos dentro de una caja.
En el diseño se ocupara una ventosa plana ya que es la que mejor cumple con los
requisitos para la operación.
Mediante la siguiente Tabla se evalúan los sistemas según los requerimientos de la
automatización, indicando con un no cumple, cumple satisfactoriamente y cumple
plenamente.
Tabla 2-1. Evaluación de los sistemas
Requerimientos
importantes a
cumplir en la
automatización
Sistema hidráulico Sistema
neumático
Sistema mecánico
Máxima carga a
levantar: 5kg
Si cumple
satisfactoriament
e
Si cumple
satisfactoriament
e
Si cumple
satisfactoriament
e
Precisión en los
movimientos.
si Cumple
satisfactoriament
e
si Cumple
plenamente
No cumple
Cuenta con
componentes
adecuados.
Si cumple
satisfactoriament
e
Si cumple
plenamente
No cumple
Bajo costo de
mantenimiento.
No cumple Si cumple
satisfactoriament
e
No cumple
Montaje rápido
y simple.
Si cumple
satisfactoriament
e
Si cumple
plenamente
No cumple
Altas
velocidades de
trabajo
regulables.
No cumple Si cumple
plenamente
Si cumple
satisfactoriament
e
Alta seguridad
de operación.
Si cumple
satisfactoriament
e
Si cumple
plenamente
Si cumple
satisfactoriament
e
Fuente: fuente propia
2.4. ELECCIÓN DEL SISTEMA
Por lo investigado en los tres sistemas más utilizados en el ámbito de la
automatización industrial.
Se observa que la balanza se inclina más por el sistema neumático ya que
es el que más ventajas tiene para la automatización, y es el que más cumple con los
requisitos que se necesitan para el diseño del proceso, por lo que se comenzara a
desarrollar el diseño en base a esta tecnología.
2.5. PROPUESTA DE SOLUCIÓN
Como propuesta de solución para combatir la problemática descrita
anteriormente se propone realizar una automatización, donde se tiene en cuenta
los diversos problemas mencionados de las diferentes formas de realizar el
embalaje.
Esta solución es diseñar de un proceso automático de embalaje de tarros de
conserva, que demuestre una correcta forma de realizar un embalaje.
Este diseño se trata de una parte de una línea de embalaje la cual realiza el
trabajo de tomar los tarros e introducirlos dentro de la caja para posteriormente
pasar a otro proceso anexo como el de cerrado, sellado y almacenado.
En parte se busca diseñar una máquina que permita eliminar los problemas
generados por la influencia humana, que permita disminuir la perdida de
producción.
Este embalaje se enfoca en una sola dimensión de tarros, la cual es
estándar para una gran variedad de productos, como el tarro del jurel, verduras,
frutas etc.
CAPÍTULO 3: DISEÑO DEL PROCESO AUTOMATIZADO
3. DISEÑO DEL PROCESO AUTOMATIZADO
3.1. EXPLICACIÓN DEL PROCESO
El proceso automatizado está enfocado a una sola parte de una línea de
embalaje de tarros conserveros, la cual se trata de él embalado de los tarros de
conserva dentro de un conjunto de empaque (caja), este proceso realiza diversos
movimientos paso por paso para cumplir su función, los cuales son explicados uno
por uno a continuación:
Fuente: elaboración propia
Figura 3-1. Diagrama de flujo del proceso
3.1.1. Transporte y llegada del producto
Esta parte se observa la llegada de los tarros conserveros como producto
terminado que debe pasar a su última etapa de embalado, para su comercialización.
Estos son llevados de a pares por una cinta transportadora, hasta un tope donde se
produce un ordenado de estos para ser embalados, la llegada de los tarros está
diseñada para que lleguen de a 3 pares.
3.1.2. Recepción del producto y acomodamiento
Esta parte se encarga de recibir los tarros, en esta se encuentran dos
sensores X12, X13 y un cilindro de bloqueo doble efecto C que parte abierto
encargado del ordenamiento de los tarros, como los tarros vienen en movimiento
estos llegan hasta el cilindro de bloqueo, donde se ordenan de modo que queden en
parejas de a dos. Llegan un momento que el cilindro de bloqueo vuelve y los tarros
pasan a otro tope para la acumulación de estos en pajeras, donde se debe acumular
3 pares de tarros, donde los sensores se sitúan en serie de tal forma de que a
medida que van pasando las parejas de tarros estos se accionen en serie y manden
una señal a un contador para que este cuente las parejas de tarros que van pasando
hasta llegar a 3 y mande una señal para que se detenga la cinta, el cilindro de
bloqueo doble efecto C inicie su carrera para bloquear el paso a los demás tarros, a
el cilindro vertical para que este descienda y proceda a el levantamiento de los
tarros para su embalado y al generador de vacío E para que este provoque el vacio.
3.1.3. Levantamiento y posicionamiento del producto
Una vez ordenado los 6 tarros, un mecanismo compuesto por una placa
donde van acopladas 6 ventosas, y un cilindro guiado vertical doble efecto D
encargado de dar el movimiento de ascenso y descenso de las ventosas, este va
acoplado a un cilindro sin vástago F que se mueve transversalmente desde la cinta
que transporta los tarros hasta la cinta que transporta la caja, en esta parte el
cilindro doble efecto D cumple la función de bajar y por medio de las ventosas
levantar los tarros, Después el cilindro sin vástago F se desplaza de manera
transversal y se situé de forma que los tarros queden en la posición exacta por
sobre un lado de la caja la cual está diseñada para contener 12 conservas en total,
una vez que el cilindro vertical descendió y el eyector dejo de generar vacio se
depositan los primeros 6 tarros y al momento que el cilindro vertical D asciende al
llegar manda una señal para que la cinta que trae los tarros se active, el cilindro de
bloqueo C retroceda y el cilindro de empuje G mueva la caja hacia un tope dejando
la caja a una distancia adecuada para que se depositen los otros 6 tarros para que
se vuelva a repetir la tarea de embalado.
3.1.4. Transporte y Llegada del conjunto de empaque (caja)
En esta parte la caja es llevada por una cinta transportadora, hasta la parte
donde se procede a embalar los tarros dentro de ella, la cual se encuentra a la
misma altura y posición transversal a los tarros ordenados. Esta caja llega hasta un
tope que es parte de el cilindro de empuje el cual está en la misma posición lineal al
tope de los tarros el cual mantiene la caja en la posición deseada para introducir los
tarros, en la misma posición se encuentra al lado derecho un cilindro de empuje G
perpendicular a la caja, el cual cumplirá la función de desplazar la caja de forma
transversal, al momento que llega la caja se activa un sensor X11 que manda una
señal para que la correa transportadora de este mismo se detenga.
3.1.5. Embalado del producto dentro de la caja
Una vez levantados y posicionados los tarros, el cilindro doble efecto B
procede a descender y depositar los primeros 6 tarros dentro de la caja, después un
cilindro doble efecto C desplaza la caja de manera que quede libre de obstáculos y
que tope con una pared lateral y se posicione de manera exacta para que el proceso
de levantamiento de los tarros se vuelva a repetir y introduzca los segundos 6 tarros
dentro de la caja en el espacio faltante.
3.1.6. Fin del embalado
Finalmente después de haber introducido las 12 conservas en la caja, al
momento que el cilindro doble efecto G vuelve, esta manda una señal para que el
proceso se vuelva a repetir continuamente y la cinta transportadora comience a
avanzar y traslade la caja para pasar a otro proceso anexo.
3.2. CALCULOS Y SELECCIÓN DE ELEMENTOS
Se debe seleccionar los actuadores adecuados para un manipulador de un
proceso de embalaje de tarros conserveros. Como se puede apreciar en el dibujo en
primer lugar se sujetan las latas mediante ventosas que trabajan con un único
generador de vacío, una vez sujetados los tarro, estos se elevan mediante un
actuador lineal B, posteriormente un actuador lineal sin vástago D las traslada
transversalmente hasta donde se encuentra la caja, y el actuador lineal B las sitúa
en su posición dentro de la caja, este movimiento se repite dos veces y para
terminar el ciclo todos los actuadores vuelven a su posición inicial.
A continuación se pide seleccionar los elementos neumáticos siguientes:
- Las ventosas.
- generador de vacío.
- un actuador lineal vertical.
- Un actuador lineal sin vástago.
- Un actuador lineal horizontal.
- Motor neumático.
Se debe calcular además el costo del aire comprimido consumido por los
elementos seleccionados teniendo en cuenta que el ciclo de embalado dura 15
segundos y el manipulador trabaja de manera continua durante 16 horas diarias.
Datos
Tarro conservero:
Diámetro: 74 mm
Espesor: 113 mm
Peso neto: 0,425 kg
Coeficiente de roce entre ventosa y lata: 0,3
Velocidad permanente del moviendo vertical: 0,25 m/s
Factor de seguridad: 1,5
Presión de trabajo: 6 bar
3.2.1. Selección de ventosas
Para calcular la fuerza de aspiración que tiene que proporcionar la ventosa
se tienen que considerar tanto los movimientos verticales como los movimientos
horizontales que se realizan sujetando el tarro, se considera un factor de seguridad
de 1,5.
3.2.1.1. Diagrama de cuerpo libre del Movimiento vertical
En el caso del movimiento vertical las situaciones más desfavorables tienen lugar en
el inicio del movimiento de ascenso y en la frenada del movimiento de descenso.
Fuente: archivo personal
Figura 3-2. Diagrama de cuerpo libre de la ventosa en movimiento vertical
Podemos suponer que la aceleración y desaceleración es constante durante
el tiempo de arranque y parada. Normalmente su valor se puede estimar
considerando que se pasa de 0 a 1 en una decima
de segundo, por lo que la aceleración será de 10 .
3.2.1.2. Calculo de fuerza de aspiración Movimiento vertical
El cálculo de la fuerza de aspiración que se produce en el movimiento
vertical se obtiene de la siguiente ecuación.
Donde:
: Factor de seguridad.
: Peso en .
: Aceleración de gravedad en
: Aceleración estimada en
Luego, reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
3.2.1.3. Diagrama de cuerpo libre del Movimiento horizontal
Las aceleraciones que se producen en el movimiento horizontal provocan
un esfuerzo cortante entre ventosa y lata que puede hacer que estas se separen, la
fuerza de roce debe ser suficiente para que esto no ocurra, en este caso el
coeficiente de roce entre ventosa y lata es de 0,3. La máxima aceleración se da en
el arranque y frenada del actuador lineal sin vástago.
Fuente: archivo personal
Figura 3-3. Diagrama de cuerpo libre de la ventosa en movimiento horizontal
Como la posición que están las ventosas no es centrada, se da que las que
queden más alejadas del centro de gravedad sufrirán una mayor aceleración. Es por
esto que se considera una velocidad lineal elevada de 40 .
Se elige el diámetro de las ventosas más adecuado de los que proporciona
el catalogo, suponiendo que el nivel de vacio con el cual trabajaran será de 70 %.
Se plantea en ambos casos el equilibrio de fuerzas sobre la lata teniendo en
cuenta las fuerzas de inercia:
3.2.1.4. Calculo de fuerza de aspiración Movimiento horizontal
El cálculo de la fuerza de aspiración que se produce en el movimiento
horizontal se obtiene de la siguiente ecuación.
Donde:
: Factor de seguridad.
: Peso en .
: Aceleración de gravedad en
: Aceleración estimada en
: Coeficiente de roce = 0,3
Luego, reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
Es más significativo el caso del movimiento horizontal que produce una
fuerza de aspiración de 91,25 [N] que es mayor que la proporcionada por el
movimiento vertical, por lo que se toma el mayor valor para buscar el diámetro
adecuado de las ventosas en el catalogo.
El siguiente catalogo (festo) de ventosas se ofrece el dato de la fuerza de
aspiración que cada ventosa es capaz de generar con un nivel de vacío de 70 %
Tabla 3-1. Datos técnicos ventosas vas de festo
Fuente: www.festo.cl
La ventosa más adecuada que con un nivel de vacio del 70% es capaz de
producir una fuerza de aspiración mayor que 91,25[N] es la de diámetro 55 mm.
Se eligen ventosas de diámetro 55 que tienen un peso teórico de 16 caga
una.
3.2.2. Selección del generador de vacio
Se debe elegir en el catalogo un generador de vacio adecuado para
producir un nivel de vacio del 70%, se desea que el generador trabaje a la menor
presión posible para minimizar así el caudal de aire que consume para generar el
vacio, considerando un cierto margen de seguridad.
Según el catalogo se debe elegir un generador de vacio (de alto vacio)
adecuado, establézcase la presión con la cual debe funcionar y se debe calcular el
caudal consumido por el generador.
Se observa en el catalogo (festo) que hay varios tamaños de generadores
de alto vacio, cuanto mayor es el generador de vacío, mayor caudal de aire puede
aspirar, lo que permite alcanzar el grado de vacio deseado rápidamente, sin
embargo se debe tener en cuenta que para conseguir una mayor capacidad de
aspiración de caudal se debe consumir una gran cantidad de aire comprimido, por lo
que es más recomendable es buscar un generador menos costoso y que cumpla con
los requisitos.
Tabla 3-2. Tabla generadores de alto vacio catalogo festo
Fuente: www.festo.cl
Tabla 3-3. Tabla de datos técnicos generadores de vacio catalogo festo
Fuente: www.festo.cl
Como en este caso el volumen de aire que se debe aspirar no es de gran
cantidad, y debido a este a este reducido volumen de aire que se debe aspirar, se
ha optado por elegir el generador de vacío de menor tamaño con el fin de minimizar
el consumo de aire comprimido, se elige el generador tipo VN-05.
Se debe prestar atención a las siguientes dos graficas, la primera nos
entrega el grado de vacío que puede proporcionar el generador a una presión
primaria de funcionamiento, la curva correspondiente al generador VN-05 es la n°1.
Fuente: www.festo.cl
Grafico 3-1. Grafico del vacío en función de presión de funcionamiento catalogo festo
Como se puede observar en la grafica, en el caso de la curva n°1 una vez
que pasa arriba de 4 bares de presión no se gana casi nada en el grado de vacio
conseguido, se debe tener en cuenta que a mayor presión el consumo de aire
aumenta. Por tanto se elige trabajar con una presión primaria de 4 bares con la que
el eyector proporciona un nivel de vacio cercano al 80% que es mayor que el
propuesto, por lo que se mantiene un grado de seguridad.
La segunda grafica proporciona el consumo de aire para una presión
primaria de funcionamiento determinada.
Fuente: www.festo.cl
Grafico 3-2. Grafico consumo de aire en función de la presión de funcionamiento catalogo festo
La curva a utilizar en este caso es nuevamente la n°1, en la grafica se
puede apreciar que el consumo de aire es de 8 Nl/min para una presión primaria de
trabajo de 4 bar
3.2.3. Selección del actuador lineal vertical
En este caso para la selección del actuador lineal debe tener la siguiente
característica:
- La longitud de carrera debe ser mayor que la altura de las guías y las latas,
para elevarlas lo suficiente para trasladarlas hacia la caja.
- Debe ser capaz de aguantar el momento flector provocado por el hecho de
que la placa con las ventosas se encuentra descentrados respecto de su
eje.
Para responder adecuadamente a las características se va elegir un
actuador con guías. Estas ayudan a soportar el momento flector. Respecto a la
longitud de carrera se va elegir una longitud de carrera que sobrepase la altura de
los tarros.
Se debe seleccionar el diámetro del actuador más adecuado, teniendo en
cuenta que este es el que realiza el trabajo levantar el peso de los tarros, del
conjunto placa ventosas y eyector.
Fuente: archivo personal
Figura 3-4. Diagrama de cuerpo libre actuador vertical
Tabla 3-4. Tabla de valores para cálculo de cilindro vertical
Peso total del
conjunto placa-
ventosa y
tarros.
Ventosa:
Peso teórico del
generador de vacío:
Placa de aluminio:
Tarros:
De la siguiente sumatoria de
obtiene el peso total.
Donde:
: peso de las ventosas
: peso del generador de vacio
: peso placa de aluminio
: peso de los tarros
Reemplazando los valores en la
ecuación de obtiene:
Factor de
seguridad
debido a que
existe un peso
de la masa
móvil del
actuador que no
se considera en
primera
instancia.
2
El valor obtenido por la sumatoria
anterior se multiplica por el factor
seguridad debido a que existe un
peso de la masa móvil del
actuador que no se considera en
primera instancia.
Fuerza
necesaria para
realizar el
trabajo en N.
Factor de carga.
0.7 para aceleraciones
normales.
0.4 y 0.5 para
aceleraciones grandes0.7
Rendimiento
interno del
cilindro por
rozamiento de
las juntas.
Entre 0.8 y 0.9 (ver
catalogo comercial)0.9
Presión
manométrica en
el cilindro.6 bar
Fuerza teórica
en el cilindro en
N.
De la siguiente
ecuación de obtiene la
fuerza teórica en el
cilindro.
Reemplazando los valores en la
ecuación se obtiene:
El caso más desfavorable es el de la subida de la carga, es decir a la
entrada del vástago, se elige el diámetro más adecuado según el catalogo:
Tabla 3-5. Tabla fuerza avance y retroceso cilindro doble efecto catalogo festo
Fuente: www.festo.cl
De los diámetros del catalogo el más apropiado es el de diámetro de
embolo 20 ya que la fuerza teórica a 6 bar de presión en la subida es de 141 N la
cual supera ampliamente los 113,53 N necesarios.
3.2.4. Selección del actuador lineal horizontal
Fuente: archivo personal
Figura 3-5. Diagrama de cuerpo libre actuador horizontal
Datos
Peso de la caja: 0,1 kg
Peso de las latas a empujar: 2,55 kg
Coeficiente de roce entre goma – cartón: 0,7
: Masa
: 9,81 [N]
: Fuerza de roce
: Fuerza normal
: Coeficiente de roce
Se debe determinar la fuerza que se necesita para sacar la caja con las
latas del reposo y empujarla.
En la siguiente ecuación se determina la fuerza normal del objeto que se empuja,
este caso la caja y tarros.
Donde:
: Masa en kg de las latas.
: Aceleración de gravedad 9,81 [N]
: Fuerza normal
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
En la siguiente ecuación se determina la fuerza de roce provocada por el empuje.
Donde:
: Fuerza de roce estático.
: Coeficiente de roce entre goma-cartón = 0,7
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
Este valor obtenido de aproxima a 40 [N] ya que la caja se debe sacar del
reposo con una velocidad de empuje aceptable.
En el catalogo de festo se entrega el valor de la fuera que un cilindro puede
realizar en avance y retroceso, con diferentes diámetros de embolo.
Tabla 3-6. Tabla energía de impacto actuadores ADN catalogo festo
Fuente: www.festo.cl
En catalogo de observa que para cilindros de vástago normal de diámetro
12 mm, la fuerza teórica con una presión de 6 bar es de 68 N lo que supera a los 40
N necesarios para mover la caja con las latas, por lo que se selecciona el de
diámetro 12 mm.
3.2.5. Selección del cilindro sin vástago
Tabla 3-7. Tabla Fuerzas y momentos actuadores DGP catalogo festo
Fuente: www.festo.cl
Para la selección de este cilindro se deben determinar los tipos de fuerzas
que ejercen sobre él, en este caso sobre su guía va montado un cilindro guiado
vertical, que va junto con una placa y ventosas, este está montado de manera
vertical, por lo que solo ejerce una fuerza había abajo, si vemos el dibujo de la
representación de las fuerzas según el catalogo de festo podemos decir que la
fuerza que está soportando el cilindro sin vástago es representada como (Fz).
Datos:
: Peso por unidad de tarros = 0,425 kg
: Peso total de los tarros.
: numero de ventosas = 6
: numero de tarros = 6
: Peso por unidad de ventosa = 0,016 kg
: peso total ventosas.
: Peso teórico del generador de vacío = 0,5 kg
: Placa de aluminio = 0,5 kg
: Peso teórico del cilindro vertical = 2,5 kg
: Fuerza que soporta el actuador sin vástago en el eje z.
Peso de las ventosas:
En la siguiente ecuación se obtiene el peso total de las ventosas
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
Peso de los tarros:
En la siguiente ecuación se obtiene el peso total de los tarros.
Reemplazando los valores en la ecuación de obtiene:
Peso total (fz)
De la siguiente ecuación de determina el peso total que debe aguantar el actuador
sin vástago en el eje z.
Sabemos que el peso total de el conjunto de componentes montado al
cilindro es de aproximadamente 6,146 kg, este se multiplica por 9,81 [N] para
transformar los kg a [N].
Como sabemos que 1 kg = 9,81 [N], por lo tanto la transformación queda.
Tenemos que:
De la tabla de 3 se obtiene:
Si nos fijamos en la tabla el que menos resiste es el cilindro de diámetro 18,
con una resistencia en [Fz] de 120 [N] lo que es mayor que los 60,29 [N] obtenidos
en el cálculo, por lo que se elige el de diámetro 18 adquiriendo así también un factor
de seguridad por la diferencia que queda entre las fuerza necesaria y la que resiste
el cilindro.
3.2.6. Selección de motores neumáticos para cinta transportadora
Fuente: archivo personal
Figura 3-6. Diagrama cuerpo libre de cinta transportadora
Datos:
Largo de la cinta: 969,72 mm
Ancho de la cinta: 150 mm
Diámetro del tarro: 74 mm
Peso por unidad de tarro: 0,425 kg
La capacidad de tarros se obtiene según cuantos caben dentro de la cinta,
dos tarros suman 148 mm por sus diámetros por lo que caben 2 tarros en parejas
uno al lado del otro ya que el ancho es de 150 mm.
De la siguiente ecuación se obtiene la cantidad de tarros que caben sobre la cinta.
Donde:
: Largo de la cinta en mm.
: Diámetro del tarro en mm.
: Numero de tarros en mm.
Reemplazando en la ecuación se obtiene:
Capacidad total de la cinta da como resultado 26,2 tarros.
Se procede a aproximar a 27 tarros para calcular el peso total sobre la
cinta, si el peso de cada tarro es de 0,425 kg, por lo que se multiplica el peso por
unidad de tarros por la cantidad de tarros que cupieron sobre la cinta.
De la siguiente ecuación se obtiene el peso total de los tarros sobre la cinta.
Donde:
: Cantidad de tarros sobre la cinta = 27
: Peso por unidad de tarros = 0,425 kg
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
3.2.6.1. Cálculo del momento torsión para la elección del motor cinta n° 1
Datos:
Peso sobre la cinta: 11,475 kg
Peso de la cinta 2: 2 kg
De la siguiente ecuación se determina la fuerza normal producida por los tarros.
Donde:
: Masa total sobre la cinta = (11,457+2)
: 9,81 [N]
: Fuerza normal en [N]
Reemplazando los valores en la ecuación de obtiene:
De la siguiente ecuación se determina la fuerza de roce entre la cinta y la
plataforma.
Donde:
: Coeficiente de roce goma – aluminio = 0,5
: Fuerza normal = 132,18 [N]
Reemplazando los valores en la ecuación de obtiene:
Se obtiene una fuerza de roce de 66,009 N la cual se aproxima a 100 N para
poder sacar del reposo la cinta y mover los tarros a una velocidad razonable y
regulable. Por lo que se determina el momento de torsión que se obtiene
multiplicando la fuerza por la distancia, en este caso la fuerza es la fuerza de roce y
la distancia es el radio del tambor
El momento de torsión necesario se determina con la siguiente ecuación.
Donde:
: Fuerza de roce = 100 [N]
: Momento torsión [Nm]
: Radio del tambor = 0,0325 m
Reemplazando en la ecuación se obtiene:
3.2.6.2. Cálculo del momento torsión para la elección del motor cinta n°2:
En la cinta transportadora de cajas se toma el peso de la cantidad de 12
tarros ya que la máxima carga es cuando el embalado esta completo, ósea los 12
tarros dentro de la caja de empaque, se considera despreciable el peso de la caja.
De la siguiente ecuación se determina el peso máximo sobre la cinta
transportadora de la caja.
Donde:
: Cantidad de tarros sobre la cinta = 27
: Peso por unidad de tarros = 0,425 kg
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
El peso máximo sobre la cinta transportadora de las cajas es de 5,1 kg.
Datos:
Peso sobre la cinta: 5,1 kg
Peso de la cinta 2: 5 kg
Radio del tambor en m = 0,0325 m
De la siguiente formula se determina la fuerza normal
Donde:
: Masa total sobre la cinta = (5,1+2,5) kg
: 9,81 [N]
: Fuerza normal en [N]
Reemplazando los valores en la ecuación de obtiene:
De la siguiente formula se determina la fuerza de roce.
Donde:
: Coeficiente de roce goma – aluminio = 0.5
: Fuerza normal = 74,55 [N]
: Fuerza de roce en [N]
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
Se obtiene una fuerza de roce de 37,27 [N] la cual se aproxima a 70 [N]
para poder sacar del reposo la cinta y mover la caja con una velocidad aceptable.
De la siguiente ecuación se determina el momento de torsión necesario.
Donde:
: Momento torsión en [Nm].
: Radio = 0,0325 m
: Fuerza de roce = 70 [N].
Reemplazando los valores en la siguiente ecuación.
Tabla 3-8. Tabla datos técnicos del motor neumático catalogo festo
Fuente: www.festo.cl
Se elige una unidad de motor de tamaño 62-G7 para la cinta transportadora
de tarros el cual es el más apropiado según el par obtenido de 3,25 [Nm], ya que se
ve en la tabla que el valor más aproximado es de 7,2 [Nm] de momento de giro en
la salida.
Para la cinta transportadora de cajas se elige una unidad de motor 52-G14
que admite momento de giro en la salida de 3,08 [Nm] que es mayor que el
necesario y el más apropiado según la tabla.
3.3. DISEÑO DEL PROCESO AUTOMATIZADO
3.3.1. Plataforma diseñada
En la siguiente figura se aprecia la plataforma diseñada para la
automatización dibujada en SOLIDWORKS.
Esta mesa se compone por diferentes placas las cuales van soldadas sobre
una plataforma, estas cumplen la función de guías y topes para el correcto paso de
la caja y los tarros.
También se compone de 7 soportes que van soldados de la manera precisa,
estos cumplen la función de soportar los descansos de los rodillos de la correa
transportadora.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-7. Mesa de acero diseñada para la automatización dibujada en SOLIDWORKS
Fuente: elaboración propia
Figura 3-8. Mesa de acero diseñada vista desde arriba
3.4. COMPONENTES NEUMATICOS PRINCIPALES DEL DISEÑO
3.4.1. Actuador lineal sin vástago
Este actuador tiene como función principal trasladar transversalmente el
conjunto de cilindro vertical unido con las ventosas el cual va acoplado por pernos al
carro, este movimiento permite llevar los tarros hacia la caja.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-9. Actuador sin vástago DGP
3.4.2. Generador de vacío
Este cumple la función fundamental de generar un vacio, el cual consiste en
una succión de aire.
Este generador va conectado directamente a las ventosas, de manera que
el vacio se manifieste en estas para lograr el levantamiento de los tarros por medio
de la succión de aire.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-10. Generador de vacio
3.4.3. Electro-válvula para sistemas neumáticos:
Válvula 5/2 con accionamiento por solenoide, pilotaje presión y retorno
mecánico por muelle.
Esta válvula tiene la tarea de activar los actuadores que se utilizaran en la
automatización.
La válvula parte cerrada tiene dos posiciones, la posición de la derecha
tiene una vía que alimenta de aire al cilindro que mantiene el vasto a dentro, el aire
contenido se despicha por la vía de la izquierda hacia la atmosfera, al momento de
que se activa la válvula mediante el solenoide esta cambia de posición y la posición
izquierda manda un flujo de aire que hace salir el vástago y el aire contenido esta
vez se despicha por la posición derecha hacia la atmosfera.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-11. Electroválvula 5/2
3.4.4. Sensor de proximidad
Es un transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca
del elemento sensor, este tiene un rango de detección en mm los más grandes
pueden llegar hasta 8 mm.
3.4.5. Válvula regulador de caudal
Estas válvulas se colocar tanto en la entrada como en la salida del actuador.
La válvula consta principalmente de un tornillo de reglaje con una contratuerca y
una membrana para obturar. La principal función que tendrá esta válvula será
controlar la velocidad de los actuadores del proceso tanto en la entrada como en la
salida.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-12. Regulador de caudal
3.4.6. Actuador guiado vertical
Este actuador va unido a una placa con 6 ventosas, este conjunto esta
acoplado a al carro del actuador lineal sin vástago, este cumple la función de
descenso y acenso del conjunto de ventosas para que estas cumplan su función.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-13. Actuador guiado vertical
Fuente: elaboración propia
Figura 3-14. Actuador guiado horizontal
3.4.7. Cilindro de bloqueo
Este cilindro de doble efecto cumple la función de ordenar en primera
instancia los tarros que vienen por la cinta transportadora de manera que queden
ordenados de a pares, en segunda instancia también realiza la función de bloquear
el paso a los demás tarros al momento que ya han pasado los 6 tarros, para que no
se produzca una acumulación de estos.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-15. Actuador de bloqueo
3.4.8. Unidad de motor neumático
Este motor tiene el mismo principio que todos los otros motores el cual es
transformar la energía rotativa que en este caso es provocada por el flujo de aire
comprimido, en energía de movimiento mecánico.
Este cumple la función transmitir el movimiento rotativo hacia los tambores
los cuales unidos a una cinta transportadora generan el movimiento de avance, con
el cual la cinta mueve los objetos en este caso los tarros y la caja.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-16. Motor neumático
3.4.9. Ventosas
Esta consiste en un componente de goma con forma de chupón,
generalmente de utilizan de forma plana por las el buen agarre que logran.
Esta cumple la función de succionar los tarros mediante vacio, logrando elevarlos
para después ser trasladados hacia la caja de empaque para ser depositados.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-17. Ventosa plana
3.4.10. Compresor
Este componente se encarga de aspirar aire a presión atmosférica
ambiental, el cual se comprime y se entrega a presión más elevada al sistema
neumático. Es así como se transforma la energía mecánica en energía neumática.
Fuente: http://www.aircompressorschina.com
Figura 3-18. Compresor
3.5. PARTES CONSIDERABLES DEL DISEÑO
Fuente: elaboración propia
Figura 3-19. Cilindro de empuje unido a su respectiva placa con forma de ángulo de 90°
Este cilindro de empuje va unido a una placa en forma de ángulo la
cual con la parte que no está unida, que tiene en el costado cumple la
función de tope para retener la caja al momento su llegada. Este va unido
por 4 pernos de 2mm de diámetro.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-20. Fijación del cilindro sin vástago
En esta parte se visualiza le forma como será fijado el cilindro sin vástago, este
consta de una pieza el cual cubre las parte de cada extremo del cilindro
aprisionándolo en la plataforma del perfil, de manera de que el cilindro no se mueva
mediante un ángulo de unión de 40x38x2 se procede a unir y dejar fija la pieza
aprisionadora con la plataforma del perfil. Esta va unida por 4 pernos de 2 mm por
extremo.
Fuente: elaboración propia
Figura 3-21. Proceso automatizado vista superior
Fuente: elaboración propia
Figura 3-22. Proceso automatizado vista trasera
Fuente: elaboración propia
Figura 3-23. Soporte rodamiento prisionero
Como descansos de los tambores motriz y conducido, se utilizan un soporte
con rodamiento prisionero, este va fijado con la mesa mediante pernos y
tuercas de 11 mm.
3.6. SISTEMA DE CONTROL
3.6.1. Conexionado neumático
Fuente: elaboración propia
Figura 3-24. Conexionado neumático
3.6.2. Diagrama de fase
Fuente: elaboración propia
Figura 3-25. Diagrama de fase del conexionado
3.6.3. Secuencia
(A+B+) (B-C-) C0 (A-C+) (D+E+) D- F+ D+ (D-E-) (F-G+) (A+C-) C0 (A-C+) (D+E+)
D+ F+ D+ (D-E-) F- C1 (A+B+G-)
3.6.4. Sistema de control por P.L.C
Sistema de control que se utilizara para generar los movimientos que
utilizaremos en la automatización del proceso de embalaje de tarros en conservas
P.L.C (control lógico programable):
El PLC es un dispositivo que fue desarrollado para reemplazar los circuitos
secuenciales de relevadores para el control de máquinas.
Este trabaja atendiendo sus entradas y dependiendo de su estado conecta
y desconecta sus salidas, los programas son introducidos normalmente vía software
que proporciona los resultados deseados, este programa es un tipo de circuito
(método de plantilla) funciona como una escalera donde cada línea da el paso a la
siguiente y cada memoria funciona como condición para activar una señal o provoca
un movimiento determinado y especifico, siendo el último movimiento el que
deshabilite todas las memorias accionadas anteriormente (reinicia el circuito). Esto
simplifica demasiado la resolución del LADDER (lenguaje de contactos o de
escalera).
3.6.5. Diagrama escalera P.L.C en programa Mitsubishi
Fuente: elaboración propia
Figura 3-26. Circuito P.L.C diagrama escalera del proceso
3.6.6. fotos de la simulación en taller de neumática
Fuente: archivo personal
Figura 3-27. Simulación de sensores en laboratorio de neumática
Fuente: archivo personal
Figura 3-28. Simulación de sensores en laboratorio de neumática
Fuente: archivo personal
Figura 3-29. P.L.C MITSUBITSHI del laboratorio de neumática
Fuente: archivo personal
Figura 3-30. Simulación panel laboratorio neumática
La simulación se realizo en el taller de neumática, se simularon los cilindros
en el panel tomando como motores a dos cilindros ubicados en el lado izquierdo de
la imagen en la parte de abajo.
Al momento que el vástago sale significaba que el motor está en marcha y simula
que las cintas se están moviendo.
Los demás cilindro cumplen la función de simular al cilindro sin vástago, el
cilindro vertical, cilindro de bloqueo y cilindro de empuje.
Se nota en la imagen que el cilindro de bloqueo parte abierto, esto es
porque primero cumple la función de ordenar los tarros al momento de su llegada y
después bloquear la pasada de los demás. Arriba se ve la respectiva ventosa con su
generador de vacio
3.7. CARACTERISTICAS GENERALES DEL PROCESO
3.7.1. Definición del proceso
Este es un proceso diseñado con energía neumática, el cual me realiza el
trabajo automático de ordenar y tomar una cierta cantidad de tarros de conserva,
en este caso 6 tarros, para después trasladarlos e introducirlos dentro de una caja
de empaque, este proceso se repite dos veces de manera de introducir doce
unidades en la caja y de ahí finalizar el proceso para posteriormente pasar a otro
proceso anexo.
Este proceso consta de una estructura en forma de mesa, donde van
montados los componentes neumáticos seleccionados, de manera precisa para
cumplir con la función esperada.
3.7.2. Proyectos que complementan el proceso
En la automatización del proceso de embalaje, para complementar la
función de la máquina y para conseguir un óptimo trabajo, eficiente y sin problemas,
se integrara un sistema de control por control lógico programable (P.L.C)
Todos los procesos de producción experimentan una secuencia repetitiva
fija de operaciones que envuelve pasos y decisiones lógicas que se ejecutan en un
ambiente industrial. Un PLC es usado para controlar tiempo (temporizador) y
regular la secuencia.
Ventajas:
- Recoge datos de las fuentes de entrada a través de las fuentes digitales y
analógicas.
- Almacena datos en la memoria.
- Genera ciclos de tiempo.
- Realiza cálculos matemáticos.
- Actúa sobre los dispositivos externos mediante las salidas analógicas
digitales.
- Puede comunicarse con otros sistemas externos.
- Pueden ser programados para controlar cualquier tipo de máquina.
- Puede modificar las instrucciones almacenadas en memoria, además de
monitorizarlas.
- Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:
- No es necesario dibujar el esquema de contactos.
- No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas ya que, por lo general, la
capacidad de almacenamiento del modulo de memoria es lo suficiente
grande como para almacenarlas.
- La lista de materiales a utilizar es más reducida.
- Se pueden hacer diversas secuencias sin modificar el cableado.
- Mínimo espacio de servicio.
- Menor costo de mano de obra de la instalación.
- Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad des
sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden e
indicar averías.
- Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar
reducido el tiempo de cableado.
- Si por alguna circunstancia la máquina queda fuera de servicio, el autómata
sigue en condiciones de controlar otra máquina o sistema de producción.
Desventajas:
- Se necesita de un especialista o programador en PLC, lo que exige la
preparación de los técnicos en su etapa de formación.
- La inversión inicial es mayor que en el caso de los relés (electro-
neumática).
3.7.3. Flexibilidad y rendimiento del proceso automatizado
Flexibilidad
La máquina proporciona una velocidad de trabajo regulable para cada
componente, mediante la implementación de un regulador de caudal en cada
conexión de salida y retroceso.
Rendimiento
En este caso el rendimiento se mide al momento de ya estar fabricado el
proceso, en la puesta en marcha en un determinado periodo de tiempo.
3.7.4. Recursos humanos utilizados para el proceso
Programa de trabajo
Este programa cuenta con personal capacitado encargado de velar por el
buen funcionamiento de la máquina, este consta de 1 encargado por turno, el
programa de trabajo tiene una duración de 16 horas por día, este se divide en dos
turnos de ocho horas por cada trabajador.
3.7.4.1. Programa de mantenimiento
El operario de turno encargado de la máquina debe cumplir con
conocimientos apropiados sobre neumática, para llevar a cabo el mantenimiento e
inspección correspondiente, según lo indique el plan de mantenimiento, cumpliendo
de manera efectiva los procedimientos de mantención y la fecha indicada.
3.7.5. Parámetros del proceso
El proceso embala un tarro estándar utilizado para la conservación de
diversidad de alimentos, como puede ser pescado, verduras, frutas etc. en la figura
3-31. Se observa un modelo de tarro a embalar, esta dimensión de tarro
estandarizada para muchos productos.
Fuente: archivo personal
Figura 3-31. Modelo de tarro estándar a embalar
Dimensiones tarro
- Altura: 112 mm
- Diámetro: 74 mm
- Peso: 425 gr
Material del tarro
- hojalata
Dimensiones de la caja
En el proceso las dimensiones de la caja de empaque son:
- Largo: 308 mm
- Ancho: 230 mm
- Alto: 116 mm
Fuente: archivo personal
Figura 3-32. Caja de empaque diseñada para el proceso
Dimensiones del proceso automatizado
- Largo: 1368 mm
- Ancho: 1470 mm
- Alto: 719 mm
Fuente: archivo personal
Figura 3-33. Dimensiones del proceso automatizado
Velocidad del proceso
La velocidad será regulable, gracias a la incorporación de reguladores de
caudal en cada uno de los componentes a utilizar en el proceso, estos irán ubicados
en la parte de salida y retroceso de cada actuador.
Esta característica es muy efectiva ya que nos permite la regulación de
cada componentes y poder adaptar la velocidad del proceso de embalado a al
proceso de producción de los tarros.
Dimensiones tambores y cinta transportadora
Rodillo n°1:
Cantidad 1 motriz y 1 conducido
nota: el rodillo conducido la distancia entre eje y cuerpo del rodillo es de 52
mm para ambos lados.
Diámetro del tambor: 65 mm
Diámetro del eje: 15 mm
Largo del cuerpo del rodillo: 470 mm
Largo total del eje: 594 mm
Distancia entre el eje y el cuerpo del rodillo de ambos lados: 52 mm y 72
mm.
Rodillo n°2:
Cantidad 1 motriz y 1 conducido.
nota: el rodillo conducido la distancia entre eje y cuerpo del rodillo es de 52
mm para ambos lados.
Diámetro del tambor: 65 mm.
Diámetro del eje: 15 mm.
Largo del cuerpo del rodillo: 145 mm.
Largo total del eje: 279 mm.
Distancia entre el eje y el cuerpo del rodillo de ambos lados: 52 mm y 72
mm.
Cinta chica de tarros n°1:
Largo: 2257 mm
Ancho: 145 mm
Espesor: 2.5
Cinta grande de la caja n°2:
Largo: 2707 mm
Ancho: 470 mm
Espesor: 2.5
CAPÍTULO 4: PLAN DE MANTENIMIENTO
4. PLAN DE MANTENIMIENTO
4.1. MANTENIMIENTO DE CILINDROS
La vida de los cilindros neumáticos queda determinada por los kilómetros
recorridos por el vástago en función de un determinado periodo de tiempo Por lo
tanto, en función de este parámetro se basa el programa de mantenimiento
preventivo.
Los períodos indicados en el siguiente programa son aplicables a cilindros
neumáticos correctamente montados y con suministro de aire limpio, seco y
lubricado. El montaje inadecuado o la mala calidad del aire pueden reducir
notablemente la vida útil de los cilindros, y en consecuencia, reducir los períodos de
mantenimiento requeridos.
Tabla 4-1. Tabla de frecuencia de las tareas del plan de mantenimiento
FRECUENCIA TAREAS NOTAS
Semanalmente. - Control general de fugas en
el propio cilindro y su
conexionado.
- Ajuste de alineación del
montaje.
- Regulación de
amortiguadores.
- Eliminar por ajuste todas
las posibles fugas.
- En caso de persistir,
programar el cambio de
repuesto correspondiente
a la brevedad posible.
- El montaje defectuoso de
los cilindros pueden
producir un deterioro
prematuro de estos.
- Asegurar que los
movimientos puedan
realizarse libremente sin
ocasionar esfuerzos
secundarios sobre el
mismo.
Cada 2 meses - Desarme parcial.
- Limpieza y control de
desgaste.
- Desarmar hasta separar
las partes esenciales
(tensores, tapas, tubo y
pistón con vástago), no
es necesario desarmar el
conjunto vástago –
pistón.
- Lavar las partes.
- Controlar el desgaste en
pistones de amortiguado,
buje guía, tubo, vástago y
guarniciones.
- Efectuar las correcciones
del caso, a fin de eliminar
las causas del irregular
desgaste (básicamente,
lubricación o montaje
defectuoso).
- Recambiar componentes
en caso de ser necesario.
- Lubricar, armar y realizar
pruebas de
funcionamiento.
Cada 6 meses. - Desarme total.
- Limpieza y recambio
preventivo de cilindros.
- Encargar el remplazo al
servicio técnico del
fabricante, o consultar el
catalogo según las
especificaciones del
cilindro a remplazar.
Fuente: elaboración propia
4.2. PLAN DE DESMONTAJE Y MONTAJE DE COMPONENTES NEUMÁTICOS
4.2.1. Procedimiento de desmontaje Cilindros
1- Cortar suministro de aire, bloquear válvula de suministro de aire.
2- Eliminar energía residual (válvula de drenaje)
3- Desmontar base fija y base móvil del cilindro, afirmando previamente el
cilindro.
4- Desconectar línea de presión y preocuparse que el vástago del cilindro se
encuentre adentro, para posteriormente desmontar el cilindro.
5- Se retira el cilindro y se lleva a banco de reparación, el banco de reparación
debe disponer de una línea de alimentación de aire, sistema de sujeción
para realizar pruebas de funcionamiento.
4.2.2. Desarme de unidades:
La tarea de desarme debe realizarse en un banco, Todas las partes son
removibles con herramientas comunes de taller.
Cuando se utilice la mordaza de sujeción, ésta debe ser provista de cubre
mordazas de material blando a efectos de no dañar las partes del cilindro. Esta
precaución debe acentuarse particularmente en el caso de sujeción de vástagos.
Bajo ningún concepto debe sujetarse al cilindro por el tubo, ya que una pequeña
deformación radial del mismo lo inutilizaría o alteraría luego el normal
funcionamiento. Es recomendable aflojar los tensores en forma cruzada. Cuando el
desarme de partes ofrezca una excesiva resistencia, se sugiere recurrir al servicio
técnico del fabricante.
4.2.3. Limpieza de partes:
El lavado de partes puede realizarse por inmersión en desengrasantes
neutros, completando con pincel o cepillo de limpieza, y soplado con aire a presión
limpio y seco. Es conveniente repetir la operación varias veces hasta obtener una
limpieza a fondo de las partes.
4.2.4. Recambio de partes
Es recomendable utilizar para el recambio los repuestos legítimos de los
fabricantes, y con las especificaciones correctas. Si el remplazo se realiza
erróneamente puede producir un mal funcionamiento del proceso.
4.2.5. Armado de unidades
Todas las partes deben estar perfectamente secas antes de iniciar el
armado. Es conveniente lubricar previamente las superficies deslizantes y las
guarniciones, utilizando grasa blanca neutra liviana (no fibrosa) o compuestos
comerciales siliconados livianos. Emplear los mismos cuando para el armado deban
retenerse guarniciones en posición. Pre ensamblar luego el conjunto completo e
iniciar su ajuste. Asegúrese el correcto posicionado de guarniciones, juntas de tapa
y tubo antes del ajuste final. Los tensores deben ajustarse en forma cruzada y
progresiva, acompañando con pequeños movimientos del vástago para asegurar un
mejor hermanado del conjunto. Todos los tensores deberán tener el mismo grado de
ajuste. Antes del ajuste final verifique la correcta alineación entre las tapas
delantera y trasera del actuador sobre una superficie plana.
4.3. MANTENIMIENTO DE VÁLVULAS
Las válvulas deben ser protegidas contra la suciedad del aire comprimido,
procedentes del mismo ambiente o de partículas oxidantes. Anteriormente se
explicó que la limpieza del aire comprimido era una función propiamente del filtro
de la unidad de mantenimiento, de no cumplir su función las partículas
contaminantes pueden producir fallos en las válvulas. Las fugas se detectan porque
escapa aire continuamente por el orificio de purga y de los elementos conectados
tras la válvula.
Si existen fugas la válvula debe ser reemplaza de inmediato ya que el aire
comprimido es caro por lo que el cambio de válvula resultaría más económico.
Dentro de fallas por desgaste es natural que sea sustituida la válvula por deterioro
(termino de su vida útil).
4.4. MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE BANDAS TRANSPORTADORAS
Este mantenimiento pretende reducir las reparaciones imprevistas,
mediante rutinas de inspecciones periódicas y renovación de elementos dañados.
En el mantenimiento se deben considerar las siguientes partes:
- Guiado de bandas
- Limpieza de bandas
- Lubricación y engrase de partes móviles.
4.4.1. Guiado de bandas
Debido al diseño, las guías van soldadas en la mesa, las cuales son de un
gran espesor, por lo que no existirán muchos problemas de mantenimiento, por lo
que solo se recomienda realizar inspecciones cada cierto tiempo, donde se podrá
identificar si existe algún daño o deterioro de estas.
4.4.2. Limpieza de bandas
Este aspecto permite alargar la vida de las bandas, por lo que se debe
contar con un procedimiento de limpieza apropiado.
4.4.2.1. Procedimiento de limpieza
- Quitar a mano todos los residuos o basuras que se puedan encontrar.
- Pre lavar con agua a una presión mínima de 20 bar, y una temperatura de
a lo menos 55 °C.
- Limpiar con agente alcalino frio (por 15 minutos)
- Enjuagar con agua a una presión de 20 bar, y una temperatura de 55°C
- Por último desinfectar con agente amonio frio (por 10 minutos)
4.4.3. Lubricación y engrase de partes móviles
Los soportes de rodamiento prisionero contienen un punto de engrase lo
cual hace más fácil la inyección de la grasa hacia el rodamiento, esta tarea de
engrase se realizara con una frecuencia de cada dos meses.
En el caso de que un rodamiento presente síntomas de algún tipo de falla
este debe ser medido por análisis de vibraciones y determinar si puede continuar en
funcionamiento. En el caso más desfavorable si el rodamiento está fallando se debe
concurrir a un cambio de este, programando la intervención fuera de horario de
trabajo, de manera que no influya a una pérdida de tiempo de producción.
CAPÍTULO 5: COSTOS
5. COSTOS
Para determinar el costo total de diseño se consideraran los costos de
materiales, componentes y fabricación.
5.1. COSTOS DE MATERIALES
5.1.1. Costos de las placas
Se cotizan planchas de acero de distintos espesores en aceros sack, las que
serán cortadas a medida para conseguir las placas que irán soldadas a la mesa
estas cumplirán su función de ser las bandas y bordes de la mesa, se determina el
peso del acero de estas placas para obtener el valor del material a utilizar, teniendo
una referencia de cuanto es el precio de las planchas de acero por kilo.
En la imagen se observa el peso teórico en kg/ m² de las planchas según el
espesor de cada una de estas.
Tabla 5-1. Tabla de peso teórico del acero por metro cuadrado según su
Espesor de planchas gruesas, se usaran espesores de 8,10 y 20 mm
Fuente: http://www.sack.cl/sitio2010/
Tabla 5-2. Tabla de peso teórico del acero en kg por metro cuadrado según su
espesor de rollos y planchas laminados en caliente
Fuente: http://www.sack.cl/sitio2010/
En la figura se puede apreciar el dibujo de la mesa con sus respectivas placas
soldadas, se identifican todas las placas de diferentes dimensiones por número.
Fuente: elaboración propia
Figura 5-1. Enumeración de placas soldadas sobre la plataforma diseñada.
Tabla 5-3. Tabla de costos de material (placas)
N° CANT. ÁREA m²EPSOR.
(mm)MATERIAL
PESO
Kg / m²
VALOR
$ / Kg
TOTAL
$
1 1 0.688 x 8 ASTM-A36 3.522 650 2289
0.080 =
0.05504
2 1
0.315 X
0.080 =
0.0252
8 ASTM-A36 1.612 650 1048
3 1
0.160 X
0.060 =
0.0096
8 ASTM-A36 0.6144 600 367
4 1
0.930 X
0.080 =
0.0744
8 ASTM-A36 4.761 600 2857
5 1
0.930 X
0.080 =
0.0744
10 ASTM-A36 5.952 600 3571
6 2
0.075 X
0.080 =
0.006
10 ASTM-A36 0.48 600 576
7 1
0.646 X
0.080 =
0.05168
10 ASTM-A36 4.134 600 2480
8 1
0.257 X
0.080 =
0.02056
10 ASTM-A36 1.644 600 986
9 1
0.150 X
0.080 =
0.012
10 ASTM-A36 0.96 600 576
10 1
0.207 X
0.080 =
0.01656
10 A42-27ES 1.324 600 882
11 2
0.128 X
0.060 =
0.00768
8 A42-27ES 0.491 650 295
12 1
1.140 X
0.980 =
1.1172
20 ASTM-A36 178.752 600 107251
total 123178
En la figura se observa las placas de acero soldadas que se utilizan para
fijar los soportes de rodamiento, estas son enumeradas como se indica en la figura.
Los soportes 2,3 y 5 se componen por dos placas soldadas, pero en la tabla
de costos de indica como una sola pieza completa, pero con las dimensiones de las
placas.
Fuente: elaboración propia
Figura 5-2. Soportes rodamiento prisionero soldado
La n° 6 y n° 7 se trata de perfiles de acero.
Fuente: elaboración propia
Figura 5-3. Soportes rodamiento prisionero soldado y perfiles.
En la figura se observa otros soportes también compuestos por más de un aplaca
estos se indican en la tabla de costos (Tabla 5-4)
Fuente: elaboración propia
Figura 5-4. Soportes rodamiento prisionero soldado
Tabla 5-4. Tabla de costos de material (soportes)
N° CANT. ÁREA m² ESPESOR MATERIAL PESO VALOR TOTAL
Kg / m² $ / Kg $
1 10.1785 x 0.040
= 0.0071420 ASTM-A36 1.142 600 685
2 10.1585 x 0.037
= 0.0058620 ASTM-A36 0.9376 600 563
2 10.043 x 0.036
= 0.00154820 ASTM-A36 0.2476 600 149
3 20.042 X 0.123
= 0.00528620 ASTM-A36 0.8457 600 507
3 20.070 X 0.123
= 0.0086120 ASTM-A36 1.377 600 826
4 20.2332 X 0.040
= 0.0093220 ASTM-A36 1.491 600 895
5 1
0.0629 X
0.0889 =
0.0056
38 ASTM-A36 1.702 600 1021
5 10.233 X 0.0889
= 0.020720 ASTM-A36 3.312 600 1987
6 20.170 X 0.063
= 0.010720 ASTM-A36 1.712 600 7478
6 20.063 X 0.040
= 0.0025210 ASTM-A36 0.201 600 121
6 20.120 X 0.120
= 0.014410 ASTM-A36 1.12 600 672
total 14111
Fuente: elaboración propia
Fuente: elaboración propia
Tabla N° 5-5. Costo de perfiles
MATERIAL DESCRIPCIÓN CANT.LARGO
(m)
VALOR
UNITARIO
($)
VALOR
TOTAL
($)
ACERO
ESTRUCTURAL
PERFIL
RECTANGULAR
40 X 20 X 2.0
1 6 M 7.550 7.550
ACERO
ESTRUCTURAL
PERFIL CUADRADO
50 X 50 X 3.01 6 M 19.383 19.383
ACERO
ESTRUCTURAL
PERFIL CUADRADO
40 X 40 X 3.01 6 M 10.390 10.390
COSTO
TOTAL ($)37.323
Fuente: elaboración propia
5.2. COSTOS DE SOLDADURA
Otros costos que entran en los de fabricación es el de soldadura, se cotiza con un
soldador el precio total de soldadura, para las placas, soportes, patas y perfiles.
Se debe calcular costo de los electrodos, costo de mano de obra y costo de gasto
eléctrico.
Tabla 5-6. Tabla factor de operación
Fuente: manual induras.
Tabla 5-7. Tabla eficiencia de aportación
Fuente: manual induras.
Se debe calcular el costo de soladura total que se necesita para la
construcción de la mesa con sus respectivas bandas, se arrienda una máquina
soldadora a $40.000 por día, Se cotiza el valor que cobra un soldador en ($/hrs),
este valor es de 4.500/hrs, Se cotiza el valor de los electrodos E6011 en la tienda
easy, este valor es de $3.180 /kg. Se estima un rendimiento del soldador de 1,5
ml/hrs, se tomara una eficiencia de deposición del 60% según lo indica la tabla de
induras para electrodo manual. Se tiene un efecto de eficiencia manual de 20%, un
factor de potencia de 0,85. Se trabajara a 140 amperes con un voltaje de 380 volts.
5.2.1. Costo de electrodos
Se debe calcular el costo de electrodos, se toma como referencia la
siguiente fórmula que se indica en el manual de soldadura induras.
Se debe calcular el metro lineal de soldadura de toda la plataforma este de
divide en dos espesores ya que se suelda en placas de espesor de 10 mm y 20 mm,
para el espesor de 10 mm se obtienen 1.480 m que es parte de las bandas que
cumplen la función de tope guía que van soldadas a las placas, para el espesor de
20 mm se obtienen 11.744 m que es parte de las placas que van soldadas en la
mesa.
El valor del pmd (peso metal depositado) se obtiene de la siguiente tabla,
se deben calcular para los dos espesores, estos son 10 mm y 20 mm, en la tabla no
están precisamente estos espesores por lo que se tiene que interpolar para obtener
un valor promedio que correspondería al del espesor utilizado, el valor se obtiene en
la primera unión de soldadura que es la que utilizaremos en el diseño.
Tabla 5-8. Tabla eficiencia de aportación
Fuente: manual induras.
Por tabla se toma el valor de pmd más cercano al espesor de 10 mm, el
cual es el de 9,5 con un valor de pmd de 0,396.
Por tabla se toma el valor de pmd más cercano al espesor de 20 mm, el
cual es el de 19 con un valor de pmd de 1,592.
Formulas:
De la siguiente ecuación se determina el costo de electrodos a utilizar:
Donde:
: peso material depositado en [kg/ml]
: valor del electrodo en [$/kg]
: eficiencia de deposición en [%]
: costo de electrodos en [$/ml]
Se calcula el costo de electrodos para espesor de 10 mm:
Reemplazando los valores en la ecuación se obtiene:
Se multiplica el resultado obtenido de la formula por los metros lineales que
se desean soldar obteniendo así el costo de los electrodos a utilizar.
Se calcula el costo de electrodos para espesor de 20 mm:
Se multiplica el resultado obtenido de la formula por los metros lineales que
se desean soldar obteniendo así el costo de los electrodos a utilizar.
Costo total electrodos = (2099($) + 99,096($)) = 111195 $
5.2.2. Costo mano de obra
Se calcula el costo de mano de obra, se considera el valor que cobra el
soldador por hora de trabajo de 4500 / hrs, el rendimiento del soldador de 1.5 m/hrs
(velocidad) y el factor de operación del 20%.
Formulas:
Con esta ecuación se determina el costo mano de obra.
Donde:
: Costo mano de obra en [$]
: Costo soldador [$/hr]
: Tiempo de trabajo en [hr]
Con esta ecuación se determina el tiempo de trabajo.
Donde:
: Distancia en [ml]
: Velocidad del soldador [ml/hr]
: Tiempo de trabajo en [hr]
Costo espesor 10 mm:
Tiempo de trabajo:
Al reemplazar los valores en la ecuación se obtiene:
El valor obtenido se multiplica por el factor de operación de 20%, el cual se
define como la relación entre el tiempo en el cual ha existido arco y el tiempo real o
total pagado.
Mano de obra:
Costo espesor de 20 mm:
Tiempo de trabajo:
El valor obtenido se multiplica por el factor de operación de 20%, el cual se
define como la relación entre el tiempo en el cual ha existido arco y el tiempo real o
total pagado.
Mano de obra:
Costo total mano de obra = (5328 + 42.273) = 47601 $
5.2.3. Costo energía eléctrica consumida por la máquina
Se tiene una máquina que trabajara a 140 amperes con un voltaje de 350
Volts, el factor de potencia es de 85 %, se sabe que el costo de la energía eléctrica
hoy en día es de $ 102 kW/hr.
El tiempo en horas se tomara todas las horas de trabajo por lo que se
sumaran las horas de soldadura de los dos espesores, por lo que queda:
Costo consumo energía eléctrica de la máquina:
Costo total consumo energía eléctrica = $39.644
Tabla 5-9. Costo total de soldadura
COSTOS DE SOLDADURA
VALOR $
COSTO DE ELECTRODOS
110.122
COSTO MANO DE OBRA 41.994COSTOS ENERGIA
ELECTRICA39.644
COSTO ARRIENDO DE MÁQUINA
40.000
COSTO TOTAL 193.960Fuente: elaboración propia
5.2.4. Costos de componentes neumáticos
Los elementos neumáticos son cotizados en FESTO, ubicado en Américo
Vespucio Nº 760 Pedazuelo-Santiago.
Tabla 5-10. Costo de componentes neumáticos
COMPONENTE DESIGNACIÓN CANT.VALOR
UNITARIO $
TOTAL $
VÁLVULA 5/2 MEH-5/2-1/8-B 7 60.784 425.488CILINDRO SIN
VÁSTAGODGP_18_570_PPV_A_B 1 256.846 256.846
CILINDRO DOBLE EFECTO
ADN_12_170_A_P_A 1 45.078 45.078
CILINDRO GUIADO
DFM_20_160_B_P_A_GF 1 235.234 235.234
CILINDRO GUIADO
DFM_12_160_B_P_A_GF 1 181.685 181.685
GENERADOR DE VACIO
VN-05_L_T2_PI2_VI2_RI2 1 16.552 16.552
VENTOSA VAS_55_1_4_NBR 6 5.423 32.538UNIDAD DE
MOTORMTR-DCI-62S-VDSC-EG7-
R2102 354.687 354.687
SILENCIADOR UC-QS-4H 7 3.425 23.975SENSOR DE PROXIMIDAD
PR18-8DP 3 48.038 144.114
DETECTOR MAGNÉTICO
SME-8-K-24-S6 8 22.926 183.408
MANGUERA NEUMÁTICA
u-4025 20 m 543 10.460
REGULADOR DE CAUDAL
GRLA-1/8-QS-4-D 12 11.011 132.132
VÁLVULA 2/2 MC-2-1/8 1 22.566 22566UNIDAD DE
MOTORMTR-DCI-52S-VCSC-EG7-
R2101 335.657 335.657
SUB TOTAL 2.400.420
$IVA 19% 456.080
TOTAL $ 2.856.500
Fuente: elaboración propia
5.2.5. Costos componente mecánicos
Tabla 5-11. Costo de componentes mecánicos
COMPONENTE DESIGNACIÓN CANT.VALOR
UNITARIO TOTAL $
SOPORTE RODAMIENTO SY-12-TF 8 30.472 243.776TAMBOR MOTRIZ
GRANDE EN MEDIDAS 1 120.000 120.000
TAMBOR MOTRIZ CHICO EN MEDIDAS 1 75.000 75.000TAMBOR CONDUCIDO
GRANDE EN MEDIDAS 1 116.400 116.400TAMBOR CONDUCIDO
CHICO EN MEDIDAS 1 71.500 71.500CINTA
TRANSPORTADORA GRANDE EN MEDIDAS 1 25.200 25.200
CINTA TRANSPORTADORA
CHICA EN MEDIDAS 1 15.670 15.670
SUB TOTAL $ 667.546
IVA 19% 126.833
COSTO TOTAL $ 749.379
Fuente: elaboración propia
5.3. Costo total de la automatización
Tabla 5-12. Costo total de la automatización
COSTO TOTAL AUTOMATIZACIÓN TOTAL $
COSTO COMPONENTES. MECANICOS 749.379
COSTO DE SOLDADURA 193.960
COSTO COMPONENTES NEUMATICOS 2.856.500
COSTOS PERFILES 37.323
COSTOS PLACAS DE ACERO 123.178
COSTOS SOPORTES DE ACERO 14.111
TOTAL $ 3.974.251Fuente: elaboración propia
CONCLUSIÓNES
En este trabajo de titulo se logra entender hacia dónde quiere llegar la
automatización, su aporte he importancia fundamental en la realización de mejoras
de equipos, procesos y maquinarias en cualquier faena de la industria, y no solo se
enfoca en hacer automático un proceso si no que aporta enormemente con la
seguridad de los trabajadores en trabajos de alto riesgo, trabajos continuos, o
trabajos ubicados en algún espacio confinado etc.
De las tareas que se realizaron en la automatización que para mi criterio
son importantes fueron en primera instancia la búsqueda deficiencias en las
distintas formas de realizar los trabajos de embalado, buscar alternativas de
soluciones que no tengan limitaciones al momento de automatizar, la cual otorgue
más ventajas que desventajas frente al diseño. Hay que tener en cuenta que ningún
proceso o maquinaria que haya sido diseñado y fabricado es completamente
eficiente al 100 %. Cabe destacar que para mejorar un proceso mediante alguna
automatización se debe pasar varios obstáculos, uno de estos son las variables que
afectan la realización del diseño, como por ejemplo el tipo de soluciones, las cuales
deben estudiarse para verificar que alternativa de solución es más completa para el
diseño, otra variable es el tipo de diseño, material, parámetros y finalmente los
costos del diseño.
Ya finalizado este trabajo de título puedo afirmar que los objetivos
propuestos en este trabajo de titulo fueron cumplidos satisfactoriamente, quedando
conforme con el trabajo realizado, siempre tratando de hacer lo mejor posible,
minimizando las tareas que parecían ser muy complejas.
Se paso por varias etapas las cuales cada una otorgo conocimientos claves
acerca de lo que significa la neumática, y su participación exclusiva en los trabajos
de automatización de equipos y contribuyendo de manera importante en las
innovaciones tecnológicas que se implementan hoy en la industria.
En fin se debe tener la seguridad, los conocimientos y el profesionalismo adecuado
para tomar decisiones correctas al momento de evaluar, analizar, y solucionar
problemas, buscar soluciones concretas con alto grado de eficiencia para
complementar un proceso, automatizarlo, establecer mejoras continuas, cambios
temporales etc.
Finalmente en la realización de este trabajo de titulo se adquirió una gran
experiencia y conocimientos los cuales ayudaran a complementar las competencias
en la mecánica industrial.
BIBLIOGRAFÍA
- Festo, Catálogos y Cotizaciones, Especificaciones técnicas [en línea]. Disponible
en http://www.festo.com/cl
- Easy S.A., Cotizaciones, Especificaciones técnicas [en línea]. Disponible en
http://www.easy.cl
- Aceros Sack S.A., Cotizaciones, Especificaciones técnicas [en línea]. Disponible
en <http://www.sack.cl>
- skf., Cotizaciones, Especificaciones técnicas [en línea]. Disponible en
<http://www.skf.cl>
- sistema de materiales y soldadura, manual de soldadura indura, marzo 2007,
Induras S.A Av. Las Américas 585, Cerrillos, Chile. <http://www.indura.net>
- Tecnum, laboratorio de neumática y olehidráulica.
ANEXOS
Cotizaciones vía internet en la tienda Easy, perfiles de acero.
Cotización vía internet en tienda easy, electrodos E6011.
Características del soporte de rodamiento prisionero SY-12-TF.
Cotización en aceros sack, planchas de acero, Quilpué.
Cotización en skf, soporte de rodamiento prisionero. Américo Vespucio 1391 local 11
Cotización de componentes neumático, en festo.