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“DISEÑO DE UN ALIMENTADOR ROTATORIO PARA LATAS DE PINTURA Y UN ORDENADOR DE TAPAS PARA LA LINEA DE ENVASADO DE PRODUCTO DICAPA.” INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN DISEÑO DE UN ALIMENTADOR ROTATORIO PARA LATAS DE PINTURA Y UN ORDENADOR DE TAPAS PARA LA LINEA DE ENVASADO DE PRODUCTO DICAPA.TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN PRESENTAN: HERNÁNDEZ GUERRERO EMMANUEL ISÍAS RAMÍREZ JUÁREZ LÁZARO TREJO MONTIEL EDUARDO DIRECTORES DE TESIS M en C.Ivonne Cecilia Torres Rodríguez. M en C. Antonio Obregón Tenorio. MÉXICO, D.F.DICIEMBRE 2012

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PARA LA LINEA DE ENVASADO DE PRODUCTO DICAPA.”

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA

INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

“DISEÑO DE UN ALIMENTADOR ROTATORIO PARA LATAS DE PINTURA

Y UN ORDENADOR DE TAPAS PARA LA LINEA DE ENVASADO DE

PRODUCTO DICAPA.”

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

PRESENTAN:

HERNÁNDEZ GUERRERO EMMANUEL ISÍAS

RAMÍREZ JUÁREZ LÁZARO

TREJO MONTIEL EDUARDO

DIRECTORES DE TESIS

M en C.Ivonne Cecilia Torres Rodríguez.

M en C. Antonio Obregón Tenorio.

MÉXICO, D.F.DICIEMBRE 2012

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DEDICATORIAS:

HERNANDEZ GUERRERO EMMANUEL ISIAS:

A mis Padres, a mi Hermano, a mí Novia y a mi equipo de trabajo de tesis ya que

nunca han dudado de mí, con todo mi corazón los amo.

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DEDICATORIAS:

LAZARO RAMIREZ JUAREZ:

A mi padre el Sr. Mateo Ramírez Ángeles porque todo esto siempre fue tuyo

Te amo padre.

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DEDICATORIAS:

TREJO MONTIEL EDUARDO:

A mi madre, porque siempre ha estado para limpiar mis lágrimas y darme la mano para

levantarme cuando he caído. Te Amo

A mi padre, porque aunque no estés aquí con tus enseñanzas y consejos haz forjado

tu apariencia dentro de mí. Te Amo

A mis hermanos Gerardo Trejo y Roberto Trejo porque han sido más que unos padres

para mí.

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AGRADECIMIENTOS:

HERNÁNDEZ GUERRERO EMMANUE ISIAS:

A Hashem/אלהינו מלך העולם 'ברוך אתה ה./BarujAtáAdonaiEloheinuMelejHaolam por

ayudarme y cuidarme toda mi vida, gracias porque me has permitido estar con mis

seres queridos.

A mi Padre y a mi Madre, por acompañarme y ayudarme desde mi infancia a pesar de

todos los problemas que hemos pasado y sin importar las pérdidas que sufrimos en el

camino estuvimos juntos. Gracias por creer en mí.

A mi hermano Álvaro Iván y a mí cuñada Sol por su apoyo incondicional, ya que no

habría podido salir adelante si no hubiera estado a mi lado en el caso de hermano y

por parte de mi cuñada por su motivación.

A mi hermano mayor José Ignacio que a pesar de que partiste siempre estarás en mi

corazón, gracias por compartir tu vida conmigo.

A Maribel por su amor e incluso desvelarse conmigo y ayudarme con mis obligaciones

académicas. Gracias por estar conmigo todo este tiempo y soportarme. Te amo.

A mis amigos Lázaro, Eduardo, Ismael, Víctor, Josué y a todos sin excepción gracias por su

amistad y los momentos de alegría que pase con ustedes.

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AGRADECIMIENTOS:

LAZARO RAMIREZ JUAREZ

Primero a mi DIOS por darme la fuerza para ser el hombre que ahora soy, porque en

su palabra he encontrado alivio, fuerza y esperanza.

A mi madre por su sacrificio de amor hacia mi persona.

A mi padre, porque gracias a ti hoy presumo ser imagen tuya.

A mis hermanas Mayte, Lizeth, Jenny y Karla por fungir como madres en mi dura niñez.

A mi esposa por motivarme, por soportarme, por siempre estar ahí de pie para luchar

conmigo hombro a hombro.

A mi hijo David porque con tu llegada iluminaste mi existencia.

Y finalmente a mí apreciado equipo de tesis: Emmanuel Isias y Eduardo, gracias

amigos por compartir conmigo amarguras y alegrías

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AGRADECIMIENTOS:

TREJO MONTIEL EDUARDO:

A Dios por darme el regalo más grande del universo: La vida

A mi Madre por cuidarme, amarme, y enseñarme a luchar por lo que yo quiero.

A mi Padre por cuidarme los primeros años de mi vida y enseñarme a valorar las

grandes cosas de la vida.

A cada uno de mis hermanos por protegerme, cuidarme, quererme, brindarme su

apoyo y arrebatarme sonrisas cuando las necesitaba.

A ti Abigail, por darme tu mano cuando más hundido me sentía y brindarme tu apoyo, cariño

y amor incondicional.

A mi equipo de tesis, Emmanuel y Lázaro, así como a cada uno de mis amigos por su

comprensión y amistad a lo largo de mis estudios universitarios.

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ÍNDICE GENERAL:

INDICE DE FIGURAS: .................................................................................................................................. XI

CAPITULO I-INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 1

1.1 ANTECEDENTES: ......................................................................................................................... 2

1.2 OBJETIVO: ..................................................................................................................................... 3

1.2.1 OBJETIVOS PARTICULARES: ................................................................................................... 3

1.3 JUSTIFICACIÓN: ..................................................................................................................... 4

1.4 ESTADO DEL ARTE: ...................................................................................................................... 5

1.4.1 Descripción general sistema de envasado ..................................................................................... 5

1.4.2 Dispensador de latas: ......................................................................................................................... 7

1.4.3 Dispensador de tapas......................................................................................................................... 8

1.5 ALCANCES: ................................................................................................................................... 9

CAPITULO II-FUNCIONAMIENTO DE LA LINEA DE PRODUCCION DE PRODUCTO DICAPA ...... 11

2.1 SUMINISTRO DE ENVASE: ......................................................................................................... 12

2.2 ETAPA DE LLENADO (FILLER): .................................................................................................. 13

2.3 ETAPA DE TAPADO (CAPPER): ................................................................................................. 14

2.3.1 Colocación de la tapa: ...................................................................................................................... 14

2.3.2 Sellado de la tapa: ............................................................................................................................ 15

CAPITULO III-DISEÑO DE UN DESPACHADOR DE LATAS Y DE UN ORDENADOR DE TAPAS

SEMIAUTOMÁTICOS .................................................................................................................................. 16

3.1 NECESIDADES DEL PROCESO DE ENVASADO ...................................................................... 17

3.2 ÁREA DEL PROCESO ................................................................................................................. 17

3.3 DESPACHADOR DE LATAS (CTP-09) ........................................................................................ 18

3.3.1 Análisis arquitectónico de la maquina .......................................................................................... 18

3.3.2 Análisis de tiempos .......................................................................................................................... 19

3.3.3 Análisis de dispensadores rotatorio existentes ............................................................................ 20

3.3.4 desventajas del uso de dispensador de latas de disco rotatorio y de disco vibratorio ........... 22

3.3.5 Propuesta para el despachador de latas (CTP-09) ..................................................................... 23 3.3.5.1 Propuesta para la base de la charola del CTP-09 y su análisis de esfuerzos .................................... 26 3.3.5.2 Propuesta para selección de la paleta...................................................................................................... 27 3.3.5.3 Propuesta de banda transportadora auxiliar para alimentador rotatorio ............................................. 28

3.3.6 Propuesta final del despachar de latas CTP-09 ........................................................................... 29 3.3.6.1 Criterio de selección de los motores de CD ............................................................................................. 30 3.3.6.2 Criterio de selección de los motores de los sensores inductivos ........................................................... 31 3.3.6.3 Criterio de selección del PLC ..................................................................................................................... 33 3.3.6.4 Diagrama de conexión para los sensores ................................................................................................. 34 3.3.6.5 Diagrama de conexión para el motor del despachador........................................................................... 34

3.4 ORDENADOR DE TAPAS (ELE-09) ............................................................................................ 35

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3.4.1 Análisis arquitectónico de la maquina .......................................................................................... 36

3.4.2 Análisis de tiempos del llenado y la colocación de tapa ............................................................. 38

3.4.3 Análisis de los alimentadores existentes ....................................................................................... 38 3.4.3.1 Alimentadores Vibratorios (VibratoryFeeders): ....................................................................................... 38 3.4.3.2 Alimentadores Rotatorios (Rotary Feeders) ............................................................................................ 40 3.4.3.3 Equipos de Elevación (Elevating Equipment) .......................................................................................... 41

3.4.4 Desventajas y Ventajas de los ordenadores ................................................................................. 42

3.4.5 Propuesta del ordenador de tapas ELE-09 ................................................................................... 43 3.4.5.1 Propuesta de la base del ELE-09 .............................................................................................................. 43 3.4.5.2 Propuesta base circular .............................................................................................................................. 45 3.4.5.3 Propuesta de carcasa de base circular .................................................................................................... 47 3.4.5.4 Propuesta base sombrero .......................................................................................................................... 51

3.4.5.4.1 Descripción del eje que une el motor y el sombrero de caucho. .................................................. 53 3.4.5.4.2 Descripción de sombrero de caucho. ............................................................................................... 54 3.4.5.4.3 Descripción de las soleras. ................................................................................................................ 55

3.4.6 PROPUESTA FINAL DEL ELE-09 .................................................................................................... 57

3.4.6.1 Motor para el rotor de sombrero .................................................................................................. 58

3.4.6 2 Motor para el rotor circular ........................................................................................................... 60

3.4.6.3 Elección de elementos dentro del sistema neumático. ............................................................ 62

CAPITULO IV-SIMULACION ...................................................................................................................... 69

4.1 COMUNICACIÓN DE LA PC CON EL PLC .................................................................................. 70

4.2 SIMULACION DEL CTP-09 .......................................................................................................... 72

4.3 SIMULACION DEL ELE-09 ........................................................................................................... 73

CAPITULO V-ANÁLISIS DE COSTOS Y FACTIBILIDAD DELPROYECTO ......................................... 76

5.1 ANALISIS DE COSTOS DEL PROYECTO ................................................................................... 77

CONCLUSIONES ......................................................................................................................................... 82

BIBLIOGRAFIAS: ........................................................................................................................................ 83

ANEXOS ....................................................................................................................................................... 84

ANEXO 1: HOJA DE DATOS DE SEGURIDAD .............................................................................................. 84

ANEXO 2: DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA .............................................................................. 88

ANEXO 3: NEMA .................................................................................................................................. 89

ANEXO 4: CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ................................................................................... 90

ANEXO 5: NORMA AISI ....................................................................................................................... 91

ANEXO 6: BANDA RODILLO ............................................................................................................... 95

ANEXO 7: CHAROLA ........................................................................................................................... 96

ANEXO 8: BASE DE CHAROLA ........................................................................................................... 97

ANEXO 9: PALETA............................................................................................................................... 98

ANEXO 10: RODILLO SOPORTE ........................................................................................................ 99

ANEXO 11: RODILLO......................................................................................................................... 100

ANEXO 12: CODO DE LA BANDA ..................................................................................................... 101

ANEXO 13: TAPA ............................................................................................................................... 102

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ANEXO 14: BASE DEL ELE-09 .......................................................................................................... 103

ANEXO 15: TAPA DE LA BASE ......................................................................................................... 104

ANEXO 16: NYLAMID ........................................................................................................................ 105

ANEXO 17: BASE CIRCULAR ........................................................................................................... 107

ANEXO 18: CARCASA DE LA BASE ................................................................................................. 108

ANEXO 19: SOPORTE DE LA BASE ................................................................................................. 109

ANEXO 20: ESPIRAL DE LA BASE .................................................................................................... 110

ANEXO 21: BOCAS DE PESCADO ................................................................................................... 111

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INDICE DE FIGURAS:

CAPITULO I-INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 1

FIGURA 1.1 DOSIFICADORA GRAVIMÉTRICA ................................................................................................................. 5 FIGURA 1.2 DISPENSADOR DE LATAS DE DISCO ROTATORIO ................................................................................. 7 FIGURA 1.3 DISPENSADOR DE LATAS DE DISCO VIBRATORIO ................................................................................ 8 FIGURA 1.4 DISPENSADOR DE TAPAS ............................................................................................................................. 9

CAPITULO II-FUNCIONAMIENTO DE LA LINEA DE PRODUCCION DE PRODUCTO DICAPA ...... 11

FIGURA 2.1 DISTRITUBCIÓN PLANTA DE LA LÍNEA DE PRODUCTO TRANSPARENTE (DICAPA) ................... 12 FIGURA 2.2 ENVASE DEL PRODUCTO TAPODI ............................................................................................................ 13 FIGURA 2.3 ETAPA DE LLENADO...................................................................................................................................... 14 FIGURA 2.4 SELLADO DE LOS ENVASES. ...................................................................................................................... 15

CAPITULO III-DISEÑO DE UN DESPACHADOR DE LATAS Y DE UN ORDENADOR DE TAPAS

SEMIAUTOMÁTICOS .................................................................................................................................. 16

FIGURA 3.1 ÁREA DE ENVASADO DE LA PLANTA ....................................................................................................... 18 FIGURA 3.2 DISPENSADOR DE LATAS DE DISCO ROTATORIO ............................................................................... 21 FIGURA 3.3 DISPENSADOR DE LATAS DE DISCO VIBRATORIO .............................................................................. 21 FIGURA 3.4 AREA ÚTIL EN UN DISPENSADOR DE LATAS DE DISCO ROTATORIO ............................................ 22 FIGURA 3.5 ÁREA ÚTIL EN UN DISPENSADOR DE LATAS DE DISCO VIBRATORIO ........................................... 22 FIGURA 3.6 CHAROLA CIRCULAR .................................................................................................................................... 23 FIGURA 3.7 MOTOR EN POSICIÓN VERTICAL............................................................................................................... 23 FIGURA 3.8 CHAROLA CON PALETA ROTATORIA ....................................................................................................... 24 FIGURA 3.9 CHAROLA CON LA INTEGRACIÓN DE LA BARRERA PERMISIVA ...................................................... 24 FIGURA 3.10 CHAROLA HECHA DE ISIA 304 .................................................................................................................. 25 FIGURA 3.11 CHAROLA HECHA DE ALEACIÓN 1060 ................................................................................................... 25 FIGURA 3.12 ANÁLISIS DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN SOLIDWORKSSIMULATIONXPRESS DE

BASE CHAROLA .................................................................................................................................................................... 27 FIGURA 3.13 ANÁLISIS DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN SOLIDWORKSSIMULATIONXPRESS DE

PALETA .................................................................................................................................................................................... 28 FIGURA 3.14 BANDA RODILLO .......................................................................................................................................... 28 FIGURA 3.15 PROPUESTA FINAL DE DESPACHADOR DE LATAS ........................................................................... 29 FIGURA 3.16 MOTOR DE CORRIENTE DIRECTA .......................................................................................................... 30 FIGURA 3.17 DIMENSIONES DEL MOTOR Y CAJA REDUCTORA ............................................................................. 31 FIGURA 3.18 SENSORES INDUCTIVOS ............................................................................................................................ 31 FIGURA 3.19 DIMENSIONES DEL SENSOR Y VISTA DEL SENSOR FÍSICAMENTE ............................................... 33 FIGURA 3.20 PROGRAMACIÓN EN ESCALERA ............................................................................................................. 33 FIGURA 3.21 CONEXIÓN DEL SENSOR INDUCTIVO AL PLC ..................................................................................... 34 FIGURA 3.22 SISTEMA DE POTENCIA PARA MOTOR DE DESPACHADOR. ............................................................ 35 FIGURA 3.23 ESQUEMA DE CONEXIÓN PARA UN MOTOR DE CD AL PLC ............................................................. 35 FIGURA 3.24 ÁREA DISPONIBLE ENTRE LA ETAPA DE LLENADO Y SELLADO ................................................... 36 FIGURA 3.25 ÁREA DE SELLADO Y UNA PEQUEÑA VISTA DEL ESPACIO DISPONIBLE ................................... 37 FIGURA 3.26 COLUMNA DE METAL .................................................................................................................................. 37

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FIGURA 3.27 ALIMENTADORES VIBRATORIOS............................................................................................................. 38 FIGURA 3.28 ESPIRAL DE LA CHAROLA ......................................................................................................................... 39 FIGURA 3.30 ESPIRAL DE FUERA DE PISTA .................................................................................................................. 39 FIGURA 3.31 ALIMENTADORES ROTATORIOS ............................................................................................................. 40 FIGURA 3.32 ESTRUCTURA DEL ALIMENTADOR ROTATORIO ................................................................................ 40 FIGURA 3.33 EQUIPOS DE ELEVACIÓN .......................................................................................................................... 41 FIGURA 3.34 ELEMENTO ENCERRADO EN OVALO DE COLOR ROJO ES EL ELEMENTO DE PROXIMIDAD 41 FIGURA 3.35 CINTA TRANSPORTADORA ....................................................................................................................... 42 FIGURA 3.36 BASE DEL ELE-09 ......................................................................................................................................... 44 FIGURA 3.37 SEGUNDA TAPA DE LA BASE ................................................................................................................... 44 FIGURA 3.38 BASE CON TAPA DELANTERA .................................................................................................................. 45 FIGURA 3.39 CAUCHO ......................................................................................................................................................... 46 FIGURA 3.40 BASE CIRCULAR CON DIENTES MAQUINADOS .................................................................................. 46 FIGURA 3.41 BASE CIRCULAR CON CAUCHO ACOPLADO........................................................................................ 47 FIGURA 3.42 CARCASA DE BASE CIRCULAR ................................................................................................................ 47 FIGURA 3.43 SOPORTE DE LA BASE CON CUERDA ................................................................................................... 48 FIGURA 3.44 ESPIRAL DE LA BASE .................................................................................................................................. 49 FIGURA 3.45 SOPORTES UBICADOS EN EL ESPIRAL ................................................................................................ 49 FIGURA 3.46 ORIFICIO DEL PISTÓN Y SOLETA DE SOPORTE ................................................................................. 50 FIGURA 3.47 MEDIDAS DE LAS DIMENSIONES DE LA MORDAZA DE LA TAPA ................................................... 50 FIGURA 3.48 SEMICÍRCULO Y CAJA DE DESCANSO DE LA TAPA .......................................................................... 51 FIGURA 3.49 BASE DEL SOMBRERO CON ÁNGULO DE INCLINACIÓN DE 15° GRADOS .................................. 52 FIGURA 3.50 MODIFICACIÓN PARA LA SUJECIÓN DEL MOTOR DENTRO DE LA BASE .................................... 52 FIGURA 3.51 BASE DE ROTOR DE SOMBRERO ........................................................................................................... 53 FIGURA 3.52 EJE DE MOTOR DE SOMBRERO .............................................................................................................. 54 FIGURA 3.53 PARTE INFERIOR DEL ROTOR DE SOMBRERO .................................................................................. 55 FIGURA 3.54 PARTE SUPERIOR DEL MOTOR DE SOMBRERO ................................................................................ 55 FIGURA 3.55 SOLERA .......................................................................................................................................................... 56 FIGURA 3.56 BASE SOSTENIDA CON SOLERAS .......................................................................................................... 57 FIGURA 3.57 DISEÑO FINAL DEL ELE-09 ........................................................................................................................ 58 FIGURA 3.58 DIMENSIONES DEL MOTOR DE ROTOR DE SOMBRERO .................................................................. 59 FIGURA 3.59 MOTOR ELEGIDO PARA ROTOR DE SOMBRERO ............................................................................... 60 FIGURA 3.60 DIMENSIONES DEL MOTOR DE ROTOR CIRCULAR .......................................................................... 61 FIGURA 3.61 MOTOR ELEGIDO PARA EL ROTOR CIRCULAR ................................................................................... 61 FIGURA 3.62 MINI COMPRESOR ....................................................................................................................................... 62 FIGURA 3.63 UNIDAD DE MANTENIMIENTO .................................................................................................................. 63 FIGURA 3.64 VÁLVULA 1 FÍSICA........................................................................................................................................ 64 FIGURA 3.65 FUNCIÓN INTERNA DE LA VÁLVULA 1 ................................................................................................... 64 FIGURA 3.66 VÁLVULA 2 FÍSICA........................................................................................................................................ 65 FIGURA 3.67 FUNCIÓN INTERNA DE LA VÁLVULA 2 ................................................................................................... 65 FIGURA 3.68 CILINDRO DE DOBLE EFECTO ................................................................................................................. 66 FIGURA 3.69 VÁLVULA ANTI RETORNO .......................................................................................................................... 67 FIGURA 3.70 VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO ................................................................................................................. 67 FIGURA 3.71 ESQUEMA DEL SISTEMA NEUMÁTICO ................................................................................................... 68

CAPITULO IV-SIMULACION ...................................................................................................................... 69

FIGURA 4.1 DIRECCIÓN IP .................................................................................................................................................. 70 FIGURA 4.2 CONFIGURACIÓN DEL BOOT SERVER ..................................................................................................... 71 FIGURA 4.3 CONFIGURACIÓN DE LA MAC ..................................................................................................................... 71 FIGURA 4.4 CONFIGURACIÓN EXITOSA DEL PLC ....................................................................................................... 72

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FIGURA 4.5 PROGRAMACIÓN EN ESCALERA ............................................................................................................... 72 FIGURA 4.6 LÍNEAS DE PROGRAMACIÓN ...................................................................................................................... 73 FIGURA 4.7 PROGRAMACIÓN DEL TON.......................................................................................................................... 74 FIGURA 4.8 ACCIONAMIENTO DEL PISTÓN ................................................................................................................... 74 FIGURA 4.9 REINICIO DEL TON ......................................................................................................................................... 74

CAPITULO V-ANÁLISIS DE COSTOS Y FACTIBILIDAD DELPROYECTO ......................................... 76

FIGURA 5.1 COSTO DESPACHADOR ............................................................................................................................... 80 FIGURA 5.2 COSTO ORDENADOR .................................................................................................................................... 81

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INDICE DE TABLAS:

CAPITULO III-DISEÑO DE UN DESPACHADOR DE LATAS Y DE UN ORDENADOR DE TAPAS

SEMIAUTOMÁTICOS .................................................................................................................................. 16

TABLA 3.1 ANÁLISIS ARQUITECTÓNICO DE LA MAQUINA ........................................................................................ 19 TABLA 3.2 ANÁLISIS DE TIEMPOS .................................................................................................................................... 20 TABLA 3.3 COMPARACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS ENTRE MATERIALES AISI 304 Y ALEACIÓN 1060 . 26 TABLA 3.4 CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR IM30-10BPS-ZC1 ................................................................................ 32 TABLA 3.5 TIEMPOS DE LAS ETAPAS ............................................................................................................................. 38

CAPITULO IV-SIMULACION ...................................................................................................................... 69

TABLA 4.1 LISTADO DE I/O DEL SISTEMA ...................................................................................................................... 75

CAPITULO V-ANÁLISIS DE COSTOS Y FACTIBILIDAD DELPROYECTO ......................................... 76

TABLA 5.1 ANÁLISIS DE COSTOS ..................................................................................................................................... 77 TABLA 5.2 SERVICIO DE INGENIERÍA Y DESARROLLO ............................................................................................. 79 TABLA 5.3 SUPERVISIÓN DE INSTALACIÓN .................................................................................................................. 80

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CAPITULO I-INTRODUCCIÓN

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1.1 ANTECEDENTES:

En un principio el envasado de transparente en la industria Productos Químicos y

Pinturas S.A. de C.V se ejercía de forma manual, dos operadores eran los encargados

de llevar acabo dicho proceso. Un operador se encargaba de controlar el llenado de

manera visual mediante la apertura de una llave, la cual suministraba el producto al

envase. El segundo operador realizaba la colocación y el sellado de las tapas

ejerciendo un ligero golpe con un martillo.

La alta demanda del producto dio origen a la necesidad de un medio que permitiera

incrementar la producción con el uso de una maquina volumétrica, a la cual

posteriormente se le implemento una etapa de sellado. Estas etapas fueron

consideradas de mayor importancia para el envasado de producto transparente.

Hoy en día, la línea de transparentes opera con las siguientes etapas:

1. Suministro de latas a la línea de envasado

2. Inyección del transparente a la lata

3. Colocación de la tapa

4. Sellado de la tapa

5. Empacado del producto final

Las Etapas 1,3 y 5 fueron agregadas al proceso de una manera manual, las cuales

son realizadas por un operador el cual controla toda la línea de envasado. Ésta línea

cuenta con la producción de 92 productos transparentes disponibles de la compañía

Productos Químicos y Pinturas S.A. de C.V.

De acuerdo con el personal de operación de la línea se cuenta con una producción

deficiente, puesto que se pierde tiempo en el abastecimiento de envases a la banda

transportadora, tarea que el operador perpetra por lotes de 115 envases. Además, el

proceso llega a ser detenido transitoriamente debido a que el operario, mismo que

ejecuta la etapa 1 del proceso, coloca las tapas en los recipientes previamente

llenados.

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1.2 OBJETIVO:

Proponer el diseño de un dispensador de latas y de un colocador de tapas, para lograr

una producción de 6,000 latas de transparente en una jornada laboral de 8 horas.

Implementando un sistema semiautomático.

1.2.1OBJETIVOS PARTICULARES:

Identificar tipos de dispensadores de envases y colocadores de tapas usados a

nivel industrial.

Describir las características y el funcionamiento de los dispensadores de

envases y colocadores de tapas.

Seleccionar la información recabada para la propuesta.

Elegir el tipo de control a utilizar.

Elaborar una propuesta con base al tipo de dispensador, colocador de tapas y

tipo de control elegidos.

Simular el funcionamiento de la propuesta.

Evaluar los resultados.

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1.3 JUSTIFICACIÓN:

La empresa Productos Químicos y Pinturas S.A. de C.V. cuenta con una gran variedad

de productos usados en el repintado automotriz, entre los cuales se encuentra la línea

de transparentes.

Para obtener el transparente como producto terminado es necesario realizar varias

etapas, una de ellas es el envasado, la cual es llevada a cabo de forma semiautomática

agilizando dicha etapa; Debido a que la empresa consta con dos deficiencias

principales en la línea, se implementó un sistema el cual ayudo a suprimir los tiempos

muertos de producción, mediante el cual se hará la colocación de envases a través de

un dispensador así como la colocación de las tapas en los mismos, de una manera

automática, otorgando con esto una mayor obtención de productos, que sin duda

beneficiara a la mejora de la empresa y ayudara con el cumplimiento de la demanda

establecida.

Ya que si la línea sufre alguna anomalía, retrasara y/o detendrá el envasado de todos

los productos transparentes y posteriormente a su vez proporcionara un desabasto de

los mismos.

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1.4 ESTADO DEL ARTE:

1.4.1 Descripción general sistema de envasado

En el proceso de envasado de pintura, al igual que otros procesos industriales, se

encuentran diferentes tipos de máquinas, según sea la demanda o necesidad de

producción. Estas necesidades inciden directamente sobre las máquinas, variando,

principalmente, el grado de automatización de éstas. Para el envasado de pinturas, la

principal característica por la cual se catalogan las máquinas es el tipo de dosificación

de la solución final, las cuales se dividirse en dos grupos:

Dosificadoras gravimétricas

Dosificadoras volumétricas

La primera clasificación hace referencia a las dosificadoras gravimétricas, que realizan

el vertido de la pintura que se produce directamente por el peso o caída del líquido,

controlando la cantidad de pintura vertida con una balanza, mientras que en las

dosificadoras volumétricas, el vertido se controla mediante un émbolo, controlando el

vertido por volumen, en la figura 1.1 se muestra un dosificador.

Figura 1.1 Dosificadora gravimétrica

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Las dosificadoras gravimétricas nos proporcionan un gran control de la cantidad

vertida, mientras que las volumétricas, presentan una velocidad mayor, sin renunciar

por ello a un buen control de la cantidad final, sin llegar a la precisión de las

gravimétricas.

La aparición de máquinas COLORMIX, máquinas que permiten la venta de pintura con

color según demanda de forma instantánea, requiere tener un control exacto de la

cantidad de pintura base, ya que se basan en añadir colorantes a esta pintura base,

de manera que grandes errores en la cantidad de pintura base provocaría un resultado

final insatisfactorio. Las dosificadoras volumétricas, como se ha comentado antes,

llegan a tener hoy en día un nivel de tolerancia más que aceptable, siendo de esta

forma las más utilizadas actualmente para procesos industriales, ya que, sin perder

control de la cantidad vertido, se aumenta la velocidad de producción.

Las dosificadores de pintura volumétricas, según este nivel de tolerancia, puede verse

que están catalogadas según rangos de dosificación. Éstas suelen clasificarse entre

dosificadoras de entre 100cm3 y 5000cm3 y otras con unos rangos de dosificación de

entre 5dm3 y 20 dm3. Estos rangos hacen referencia a la capacidad de embolada, de

manera, que las máquinas de rango superior, existe la posibilidad de realizar una doble

embolada, de manera que puede llegar a envasar latas de hasta 40dm3. Según el nivel

de producción que se tenga, existen máquinas envasadoras con mayor o menor grado

de automatización. Para el sistema de envasado automático de pinturas en latas, ha

de tenerse en cuenta que el desplazamiento de las latas a través de la línea de

envasado debe realizarse por “pulsos” o “paso a paso”, es decir, las acciones a realizar

en la línea de envasado se realizan con las latas parados en ésta, y no de una forma

continua. En las máquinas envasadoras de pintura, según el grado de automatización

que se desee, se encuentran diferentes tipos de acciones, controladas normalmente

por sistemas automáticos neumáticos. Este tipo de acciones, son por ejemplo:

Dispensador de latas

Detector de fugas en las latas

Llenado o dosificación de latas

Dispensado de tapas

Cerrado de tapas

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Marcado de fondos

Comprobación cerrada de tapas

Estos sistemas son independientes entre sí, y actúan por un sistema lógico, que va en

relación con el sistema de transporte de latas. No es objeto de este proyecto el diseño

ni el estudio de cada acción de la línea automatizada, pero si el transporte de las latas

a través de la línea. A continuación se realizará una breve descripción de los

componentes de la línea automática de envasado.

1.4.2 Dispensador de latas:

El dispensador de latas, es un accesorio de la máquina encargado del suministro

automático de latas a la línea de envasado. Éste está indicado para todo tipo de latas

de hasta 5dm3, pero a partir de las latas de 2dm3 o inferiores en los que realmente es

necesario el dispensador automático de latas, ya que en éstos, la frecuencia de llenado

es lo Línea de transporte de envasadora automática de pintura suficientemente rápida

como para que un operario no pudiera realizar la labor de manera sincronizada con la

máquina. Se encuentran diversas soluciones para el alimentador de latas de la línea,

con distintas concepciones de funcionamiento. La primera de ellas consta de un disco

cónico, en el cual se colocan las latas, y a partir de éste se van colocando uno a uno

en la línea de envasado. El disco cónico, está accionado por un moto-reductor, de

manera que va girando sobre su eje, y las latas dispuestas en este empujan a la hilera

de entrada a la línea, en la figura 1.2 se ilustra el dispensador de latas.

Figura 1.2 Dispensador de latas de disco rotatorio

La segunda, de apariencia muy similar, también consta de un disco cónico, el cual

tiene una apertura en uno de sus lados, dejando pasar por allí las latas. Para ello, se

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genera una vibración sobre el disco provocar el movimiento de las latas. Éstos, se

depositan a su vez sobre un disco plano giratorio más pequeño como se muestra en

la figura 1.3, encargado de desplazarlos a la línea de transporte.

Figura 1.3 Dispensador de latas de disco vibratorio

Una tercera solución, de diferente concepción a las dos anteriores, consistiría en la

colocación de las latas en grupos de filas a la línea, disponiendo éstos a la línea

directamente desde el palé donde están situados, sin la necesidad de colocarlos

previamente en un revolver de carga, como en los dos casos anteriores. Esta solución

estaría compuesta de un elevador de palees, más otro sistema encargado del empuje

de las latas a la línea. Un problema que presenta este sistema, es la necesidad de que

las latas tengan una equidistancia entre ellos, y el hecho de que estos se coloquen en

la línea en grupo, implicaría el diseño también de un sistema para la correcta

disposición de éstos en la línea[1]

1.4.3 Dispensador de tapas

Para las distintas latas de pintura existentes en el mercado, se puede encontrar

diversos tipos de tapas con diferentes características. Estas diferencias las podemos

clasificar en:

1. Material (plástico o metal)

2. Forma (circular, ovalada, rectangular,…)

3. Apilables o no aplicables

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Según sean las características de las tapas a utilizar, se utilizará un tipo u otro de

dispensador de tapas. Puede verse que los dispensadores de tapas más tradicionales

son aquellos que dejaban caer la tapa directamente sobre el bote a cerrar mediante la

acción de la gravedad como se muestra el dispensador de tapas en la figura 1.4. En

estos, el tipo de tapa a utilizar son las tapas metálicas apilables circulares. La idea de

funcionamiento de éstos, al tratarse de tapas apilables, que son tapas con un pequeño

reborde, que serán más adelante encajadas por presión, es colocar éstas en el

acumulador de tapas, de manera que un sistema de actuadores neumáticos deja pasar

en cada instante necesario la tapa solicitada, cayendo esta encima del bote debido a

la acción de la gravedad. [1]

Figura 1.4 Dispensador de tapas

1.5 ALCANCES:

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El alcance de esta tesis es diseñar el despachador de latas y de tapas de un sistema

que nos permita suministrarlas a una línea de producción de envasado implementando

un control proporcional.

Dentro del alcance de este trabajo no se encuentra la modificación del proceso de

llenado o la implementación de algún dispositivo ajeno a lo establecido dentro del

objetivo general.

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CAPITULO II-FUNCIONAMIENTO

DE LA LINEA DE PRODUCCION

DE PRODUCTO DICAPA

El envasado de productos dicapa cuenta con una línea de envasado que opera de

manera semiautomática, siendo operada en su mayoría por el personal a cargo.

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Como se ha mencionado en el capítulo anterior, ésta línea cuenta con 5 etapas como

se muestra en el Anexo 2, las cuales se desempeñan manualmente, a excepción de

la etapa de inyección del transparente y la de sellado de la tapa, el resto de las etapas

son de forma manual. A continuación se muestra en la figura 2.1 una distribución de

planta proporcionado por Sherwin William Automovite Texcoco.

Figura 2.1Distritubción planta de la línea de producto Transparente (Dicapa)

La línea de envasado de producto Dicapa cuenta con una maquina volumétrica, ésta

máquina es la encargada de llenar todas latas que son producidas en esta línea. La

máquina es controlada por medio de un Controlador Lógico Programable (PLC) de la

marca Allen Bradley® modelo Micrologix 1100, desgraciadamente por políticas dentro

de la empresa no contamos con más información sobre el PLC y de su programación.

2.1 SUMINISTRO DE ENVASE:

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La siguiente operación se realiza de manera manual, el primero operador se encarga

de realizar el suministro de las latas. Los envases vienen en costales para su

transporte desde que el proveedor las proporciona a la empresa. La lata se colocara

de forma manual por encima de una banda transportadora, lo antes mencionado es

ejecutado por el primer operador, dicho operador abandona su puesto por un lapso de

7 minutos para acarrear 2 lotes de latas (Contiene cada lote 130 envases aprox.). En

esta etapa existen muchos tiempos muertos ya que de manera forzosa es necesario

parar todo el proceso por razones antes mencionadas, en la figura 2.2 se muestra el

envase.

Figura 2.2 envase del producto TAPODI

2.2 ETAPA DE LLENADO (FILLER):

Durante esta etapa las latas provenientes del transportador, los envases son sujetados

por un par de mordazas de plástico que llevan a cabo la función de mantener los

envases por debajo de la boquilla de las llenadoras, esto evita un derramamiento de

producto sobre la banda transportadora como se muestra en la figura 2.3.

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Figura 2.3 Etapa de llenado

Como se muestra en la imagen 2.3 las latas son detectadas de 2 en 2 por un sensor

inductivo que detiene el transportador, una vez que las dos latas están debajo de las

llenadoras, las mordazas son activada mediante el mismo sensor. Una vez que las

llenadoras salen de operación se reactiva nuevamente la banda transportadora para

pasar a la etapa de colocación de las tapas conocido como llenador. Las llenadoras

operan con pistones neumáticos, estos pistones succionan cierto volumen y

posteriormente lo suministran hacia las llenadoras.

Durante esta etapa también es detenido el proceso debido a que las latas etiquetadas

son propensas a resbalarse de las mordazas y provocar que el producto se derrame

sobre el transportador. El operador debe evitar que el producto entre en contacto con

algún componente eléctrico para evitar catástrofes.

2.3 ETAPA DE TAPADO (CAPPER):

La etapa de tapado consta de dos pequeñas etapas: etapa de colocación de la tapa y

sellado de la misma.

2.3.1 Colocación de la tapa:

Una vez que salen de operación las llenadoras, el transportador avanza y en un lapso

de 6 segundos, el operador toma un par de tapas de una caja y las coloca sobre la

boquilla de la lata, todo esto se realiza sobre la marcha. En esta etapa del proceso el

primer operador termina con su parte del trabajo.

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2.3.2 Sellado de la tapa:

Durante la colocación de la tapa el transportador se detiene por un lapso de 6

segundos, una vez que este tiempo transcurre el transportador arranca de nuevo y las

latas llenas con su tapa respectivamente colocada, durante su recorrido presionan un

botón pulsador y que este a su vez activa un pistón neumático que proporción un golpe

sobre cada una de las tapas como se muestra en la figura 2.4.

Figura 2.4 sellado de los envases.

Durante esta etapa debido a un diseño inadecuado algunos envases son sellados de

una manera incorrecta, ya que algunas latas solo reciben un golpe y otras latas son

golpeadas hasta en 3 ocasiones, provocando algunas veces un deterioro en la tapa.

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CAPITULO III-DISEÑO DE UN

DESPACHADOR DE LATAS Y DE

UN ORDENADOR DE TAPAS

SEMIAUTOMÁTICOS

Para el diseño de un despachador de latas y de un ordenador de tapas fue necesario

identificar las necesidades de la línea de envasado de transparente acrílico poliuretano

dicapa (TAPODI).

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3.1 NECESIDADES DEL PROCESO DE ENVASADO

Las necesidades de la línea de envasado se enlistaran a continuación (para tener una

información más detallada véase el Capítulo II):

1. El operador número 1 se encarga de suministrar los envases a la banda

transportadora, debido a falta de espacio en la banda transportadora solamente

se pueden colocar un máximo de 5 latas. Una vez que esas latas se agotan el

operador forzosamente necesita suministrar otros 5 envases.

2. Después de la etapa de llenado se encuentra la etapa de colocación de la tapa,

éste proceso se realiza de manera manual. El operador coloca las tapas de 2

en 2 ya que anteriormente, en la tapa de llenado solamente pueden estar 2 latas

durante ese proceso.

Una vez que se tuvieron bien definidas las necesidades del proceso, se prosiguió a

tomar en cuenta varios aspectos, los cuales son:

1. Identificación de la sustancia química peligros como se muestra en el Anexo 1

2. Implementar la NEMA 7, que se muestra en el Anexo 3

3. Dispensadores de latas existentes (características)

4. Ordenadores de tapas existentes (características)

En los puntos 3 y 4 son casos particulares, ya que se analizaron los diferentes tipos

de dispensadores de latas y ordenadores de tapas que existen para recabar

información y realizar una elección de toda ésta.

3.2 ÁREA DEL PROCESO

El área disponible con la que se cuenta actualmente en la planta es de 24.38 m2 como

se muestra en la figura 3.1.La figura 3.1 es una reconstrucción del lugar de proceso.

Se pueden apreciar 4 áreas: 1) Área disponible, 2) Área de envasado, 3) Área de

almacenamiento y 4) ducto de ventilación. Cabe mencionar que no se cuenta con un

plano arquitectónico del área de envasado de la planta, pero se realizó un

reconocimiento físico y un levantamiento de campo de acuerdo con el cronograma de

actividades que se realizó el 18 de octubre del 2012 como se muestra en el Anexo 4.

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La figura 3.1 es una reconstrucción del lugar de proceso, cabe mencionar que las

unidades que se manejan son metros.

Figura 3.1 Área de envasado de la planta

3.3DESPACHADOR DE LATAS (CTP-09)

Anteriormente se expuso la problemática encontrada en la línea de envasado de

TAPODI de Sherwin Williams. En este punto se integrara una serie de análisis para

dar solución a la problemática expuesta.

3.3.1 Análisis arquitectónico de la maquina

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Para conocer el funcionamiento de la maquina no solo es preciso conocer el

comportamiento coordinado de todos elementos que conforman esta línea de

envasado, sino también de los tiempos en los que se realizan estas operaciones, cabe

señalar que se necesitan envasar 6000 latas en un turno de 8 horas. Se realizó un

análisis arquitectónico de la máquina para conocer los elementos que integran esta

llenadora volumétrica y haciendo énfasis que solamente se realizó el análisis

arquitectónico, ya que dentro del alcance del proyecto solo abarca el solucionar la

problemática del área de envasado mas no modificar o mejorar las funciones de la

maquina volumétrica. Este análisis estará comprendido por todos los elementos

visibles tales como: sistema eléctrico y sistema de control. Los resultados se expresan

en la tabla 3.1.

Tabla 3.1 Análisis arquitectónico de la maquina

ELEMENTO DESCRIPCION MEDIDAS O TIPO

BANDA

TRANSPORTADORA

BANDA

HORIZONTAL DE

TABLILLAS DE

ACERO/ALEACION

BANDA TABLILLAS

298 cm

LARGO

19 cm LARGO

3.5 cm ANCHO

LLENADORAS

NEUMATICAS

MAQUINA TIPO

VOLUMETRICA

ACTUADA POR

CILINDROS

NEUMATICOS

443 cm LARGO

265 cm ANCHO

190 cm ALTO

SENSORES SENSORES DE

TIPO INDUCTIVO

SENSOR INDUCTIVO TUBULAR

CONTROLADOR LOGICO

PROGRAMABLE

ALLEN-BRADLEY

3.3.2 Análisis de tiempos

Posterior al análisis estructural se realizó el de tiempos para así conocer el tiempo

actual de producción. Este análisis comprendió en tomar los tiempos de operación,

tales como: tiempos de abastecimiento de latas, llenado, colocación de la tapa, sellado

y empacado; el cual se muestra a continuación. Los resultados se expresan en la tabla

3.2.

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Tabla 3.2 Análisis de tiempos

ETAPA DESCRIPCION TIEMPO TRANSCURRIDO

COLOCACION DE LATAS ABASTECER LA

BANDA

COLOCANDO 5

LATAS A LA VEZ

35 SEGUNDOS

LLENADO SUJECION DE LAS

LATAS Y

DERRAMAMIENTO

DE LIQUIDO

13 SEGUNDOS

COLOCACION DE TAPA COLOCAR EN LA

BOQUILLA DE LA

LATA DE MANERA

CONCENTRICA

UNA TAPA

3 SEGUNDOS

TAPADO GOLPEAR LA TAPA

PARA SELLAR LA

LATA Y

PROTEGERLA

CONTRA

DERRAMAMIENTOS

4 SEGUNDOS

3.3.3 Análisis de dispensadores rotatorio existentes

Más tarde, se consideraron los dos análisis anteriores del proceso y se llevó a cabo la

generación de las propuestas para solucionar la problemática expuesta:

Abastecimiento de latas. Para solucionar la problemática con el abastecimiento de

latas se propuso un sistema de abastecimiento y distribución basado en los sistemas

denominados “Alimentadores Rotativos”.

Los alimentadores rotativos son sistemas que tienen la capacidad de contener una

cierta cantidad de elementos en su interior, que al ser impulsados por la acción de un

motor se desplazaran hacia la siguiente parte del proceso eliminando tiempos muerto

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por abastecimiento de dichos elementos. Existen dos tipos de comunes de

Alimentadores Rotativos:

1. La primera de ellas consta de un disco cónico, en el cual se colocan las latas, y

a partir de éste se van colocando uno a uno en la línea de envasado. El disco

cónico, está accionado por un moto-reductor, de manera que va girando sobre

su eje, y las latas dispuestos en este empujan a la hilera de entrada a la línea

como se muestra en la figura 3.2

Figura 3.2 Dispensador de latas de disco rotatorio

2. La segunda, de apariencia muy similar, también consta de un disco cónico, el

cual tiene una apertura en uno de sus lados, dejando pasar por allí las latas.

Para ello, se genera una vibración sobre el disco provocar el movimiento de las

latas. Éstos, se depositan a su vez sobre un disco plano giratorio más pequeño,

encargado de desplazarlos a la línea de transporte como se muestra en la figura

3.3.[1]

Figura 3.3 Dispensador de latas de disco vibratorio

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3.3.4 desventajas del uso de dispensador de latas de disco rotatorio y de disco

vibratorio

Para tener una idea más detallada de cuáles son las desventajas de los dispensadores

de latas de disco rotatorio se ilustrara a continuación para apreciar que es útil y que

no, destacando solo características. Los dos tipos de dispensadores que fueron

analizados solo ocupan las áreas marcadas con verde en las figuras 3.4 y 3.5.

Figura 3.4 Área útil en un dispensador de latas de disco rotatorio

Figura 3.5 Área útil en un dispensador de latas de disco vibratorio

Para resolver esta problemática es necesaria una superficie plana, debido a las

características físicas de los envases que se utilizan en la etapa de llenado de TAPODI,

por lo tanto no se considera que este tipo de dispensadores útil.

Se considera útil el principio de funcionamiento más no el diseño.

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3.3.5 Propuesta para el despachador de latas (CTP-09)

Para la realización de esta propuesta se utilizó parte de los principios que se

mencionaron en el capítulo 3.3.4. Se mencionó anteriormente los requerimos que son

necesarios como; una superficie plana que pueda ser utilizada en su totalidad. Para la

parte de la salida de las latas se eligió el principio del dispensador de latas de disco

rotatorio. Para la parte de la charola se diseñó una de forma circular con una abertura

en uno de los extremos para que sirviera como guía para la salida de los envases

como se muestra en la figura 3.6.

Figura 3.6 Charola circular

Esta charola posee un orificio en el centro, éste permitirá que un eje impulsado por un

motor gire en posición vertical como se muestra en la figura3.7.

Figura 3.7 Motor en posición vertical

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El motor que se aprecia en la figura 3.7 solamente es una ejemplificación de la posición

que tendrá el motor en el CTP-09 mas no es el motor que se utilizara en el diseño.

Acoplado al eje del motor, se encuentra una paleta que servirá para impulsar los

envases alrededor de la charola, hasta que éstos se deslicen hacia la salida lateral

como se ve en la figura 3.8. Esto garantizara que las latas sigan ese camino.

Figura 3.8 Charola con paleta rotatoria

Junto a la salida de la charola se colocó una barrera que servirá como un permisivo

para garantizar un correcto flujo de envases hacia la salida como se muestra en la

figura 3.9

Figura 3.9 Charola con la integración de la barrera permisiva

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En un principio se propuso utilizar placa de acero inoxidable AISI 304, las

características del materia se encuentran en el anexo 5 de 0.3175 cm como material

para la fabricación de la charola, debido a su bajo costo a diferencia del aluminio,

posteriormente se realizó un análisis de material en SolidWorks© se determinó el masa

total de la charola con el material AISI 304 mostrado en la figura 3.10 y Aleación 1060

mostrado en la figura 3.11.

Figura 3.10 Charola hecha de AISI 304

Figura 3.11 Charola hecha de aleación 1060

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De acuerdo a las fichas de propiedades físicas que se presentaron en las figuras

anteriores (3.10 y 3.11) se hizo una comparación en base a sus propiedades físicas,

considerando la masa como factor de importancia como se ve en la tabla 3.3

Tabla 3.3 Comparación de propiedades físicas entre materiales AISI 304 y Aleación

1060

Material

Masa

Superficie

AISI 304

95 kilogramos

3.77 metros cuadrados

Aleación 1060

32.1 kilogramos

3.77 metros cuadrados

La comparación anterior de la Tabla 3.3 permitió visualizar que al poseer un material

más resistente como el acero, se genera un aumento en el peso total de la charola.

Por otra parte, el aluminio a consideración por parte del equipo de trabajo y con base

a los fines del proyecto se optó por la selección de éste material debido a que es más

sustentable, dado que no se requiere de un material para resistir un esfuerzo sino un

material para contener sobre sí, latas.

3.3.5.1 Propuesta para la base de la charola del CTP-09 y su análisis de

esfuerzos

La banda transportadora principal se encuentra ubicada a 94.5 cm del suelo, esto es

en relación a la altura promedio de una persona mexicana (1.66 m). La charola tiene

una altura de 17.78 cm como se muestran en los anexos 6 y 7. La base para la charola

tiene una altura de 83 cm, esto para empatar con las medidas actuales de la llenadora.

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Para la propuesta de la base de la charola se utilizó el material AISI 304 para los

soportes principales. En el anexo 8 se muestran las características del material.

Para saber si este material cumplía con lo requerido se realizó un análisis de esfuerzos

con la ayuda del software SimulationXpress. En la figura 3.12 se aprecia el resultado

final, para los soportes.

Figura 3.12 Análisis de esfuerzos y deformaciones en SolidWorks SimulationXpress

de BASE CHAROLA

3.3.5.2 Propuesta para selección de la paleta

Este elemento es una de las partes fundamentales para el correcto funcionamiento del

Alimentador Rotativo, esta parte impulsa las latas hacia la llenadora volumétrica. Para

la selección del material de este componente, se consideró utilizar Aleación 1060

teniendo en cuenta que es un material ligero, lo que también es viable para la selección

del motor.

El peso de la paleta es de 1.77 Kilogramos y prácticamente este es todo el peso que

va a cargar el motor, en la figura 3.13 se muestra la paleta; en el anexo 9 se muestran

sus características

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Figura 3.13 Análisis de esfuerzos y deformaciones en SolidWorks SimulationXpress

de PALETA

3.3.5.3 Propuesta de banda transportadora auxiliar para alimentador rotatorio

Para la selección de la banda, se realizó una banda tipo rodillo. En la figura 3.14 se

observa el diseño de la banda, en la cual podemos observar el número de rodillos que

llevara (35 rodillos). Las características del soporte del rodillo y del rodillo se muestran

en los anexos 10 y 11.

Figura 3.14 Banda rodillo

La banda tiene una capacidad de tener hasta 65 latas aproximadamente. También es

necesario considerar el peso que tiene para verificar si la base puede cargar el peso

antes de ceder por el peso de la banda, en los anexos 6, 7, 8, 9, 10, 11,12 se

encuentran sus características. Los anexos mencionados brindan la oportunidad de

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apreciar las partes con las que está conformada la banda transportadora e indican las

medidas de cada una de ellas.

3.3.6 Propuesta final del despachar de latas CTP-09

La propuesta está basada en el requisito de poder almacenar una cantidad de entre

50 y 60 latas en la charola del despachador, esto es con el fin de mantener la línea de

envasado de productos dicapa en las mejores condiciones posibles, ya que es la única

línea que envasa este tipo de productos. En esta propuesta, para la parte de control,

se decidió agregar dos sensores de proximidad, los cuales sirven para controlar la

forma de operar del motor, así como los tiempos de operación.

Los sensores del motor sirven para la programación de control para la forma de

arranque de la llenadora y para cuando ambos sensores dejen de censar, se

encenderá la luz ámbar, indicando que ya no hay tapas en el despachador.

Figura 3.15 Propuesta final de despachador de latas

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3.3.6.1 Criterio de selección de los motores de CD

Para arrancar adecuadamente el despachador es necesario seleccionar el motor que

se va a utilizar como el motor de la figura 3.16, este motor puede ser modificado con

una caja reductora de velocidad, para reducir la velocidad de manera segura.

Figura 3.16 Motor de corriente directa

Este tipo de motores son uno de los tipos de motor más utilizados en la industria, ya

que se puede controlar fácilmente su posición, paro, velocidad, arranque; es por ellos

que para esta propuesta se mencionan los motores de corriente directa.

Ventajas del uso de cajas reductoras de velocidad:

Regulación de potencia y velocidad

Eficiencia en la transmisión de potencia suministrada por el motor

Menores costos de mantenimiento

Menor tiempo en instalación y montaje

Menores riesgos de seguridad

La selección del motor es un motor con una caja reductora con una relación de 29:1

alimentado a 12 Volts con características:

Velocidad: 175 RPM

Corriente sin carga: 300mA

Corriente máxima: 5.1 A

Par máximo: 8 Kg/cm2

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En la figura 3.17 se muestran las dimensiones del motor y de la caja reductora según

datos del proveedor.

Figura 3.17 Dimensiones del motor y caja reductora

3.3.6.2 Criterio de selección de los motores de los sensores inductivos

Los sensores inductivos incorporan una bobina electromagnética, la cual es para

detectar la presencia de un objeto metálico. Este tipo de sensores ignora cualquier

material no metálico.

En la industria se utiliza para control de presencia o usencia de objetos metálicos. En

la figura 3.18 se muestra un sensor inductivo blindado y uno no blindado.

Figura 3.18 Sensores inductivos

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Los sensores fueron colocados uno a la salida del despachador de latas y uno al final

de la banda tipo rodillo, su posicionamiento se debe a que se debe censar el paso

continuo de latas hacia la banda tipo rodillo y hacia la llenadora volumétrica.

Como no se cuenta con los datos exactos en la composición del metal de las latas se

seleccionó un sensor estándar, que fuera de bajo costo pero que cumpliera con los

requerimientos que se necesitan.

Para esta propuesta se seleccionó un sensor tipo cilindro modelo IM30-10BPS-ZC1 de

la marca SICK, a continuación se muestra la tabla 3.4

Tabla 3.4 Características del sensor IM30-10BPS-ZC1

TIPO DE SENSOR INDUCTIVO

CONFIGURACIÓN DE SALIDA PNP / NO

ALCANCE 0...10MM

TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN 10...30VCD

CARCASA DE SENSOR M30

CONEXIÓN CONECTORES M12 4PIN

CLASE DE IMPERMEABILIDAD IP67

CORRIENTE DE TRABAJO MÁX. 400MA

TEMPERATURA DE TRABAJO -25...70°C

FRECUENCIA DE INTERRUPCIÓN MÁX. 200HZ

MATERIAL DE CARCASA LATÓN

COBERTURA DEL CUERPO NÍQUEL

En la figura 3.19 se pueden ver las dimensiones proporcionadas por el proveedor y la

vista del sensor físicamente. [2]

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Figura 3.19 Dimensiones del sensor y vista del sensor físicamente

3.3.6.3 Criterio de selección del PLC

Se seleccionó un PLC Micrologix 1000 de Allen Bradley, ya que estos PLCs cuentan

con una manera cómoda de programas en escalera como se muestra en la figura 3.20

aparte que estos PLCs tienen salida de tensión de hasta 12 volts lo que facilita la

conexión de los sensores o motores en los puertos de las tarjetas de entrada.

Figura 3.20 Programación en escalera

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La línea 000 funciona de la siguiente manera: El contacto I:0/0 se cierra y enclava el

I0O/1, de esta manera energiza el motor O:0/0, al igual que el motor es energizado el

contacto que se encuentra en paralelo con el I:0/0 el O:0/0 es enclavado. Mientras que

la línea 0001 funciona de manera similar pero este se energiza cuando la línea 0000

está sin energía.

Por otra parte se decidió utilizar este PLC ya que se cuenta con uno de la misma

familia, y esto facilita la configuración y programación. Otro criterio para la selección

de este PLC es que se cuenta con alguno en los laboratorios pesados de ESIME-

Zacatenco y facilita el acceso para la programación y documentación.

3.3.6.4 Diagrama de conexión para los sensores

En la figura 3.21 se muestra la conexión del sensor hacia el PLC, cabe mencionar que

se seleccionó un sensor de cuatro cables para tener la posibilidad de tenerlo en estado

NA y NC.

Figura 3.21 Conexión del sensor inductivo al PLC

3.3.6.5 Diagrama de conexión para el motor del despachador

Para este elemento de salida se decidió realizar un sistema de potencia previo, ya que

no se puede conectar directamente por que esto podría generar un daño en el PLC. En

la figura 3.22 se muestra el circuito de fuerza para el motor.

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Figura 3.22 Sistema de potencia para motor de despachador.

A continuación en la figura 3.23 se muestra el diagrama de conexión de la salida del

PLC al motor. [3]

Figura 3.23 Esquema de conexión para un motor de CD al PLC

3.4 ORDENADOR DE TAPAS (ELE-09)

Una vez que se ha tenido la solución para el suministro de latas en el área de proceso

de TAPODI es ineludible omitir la segunda necesidad con la que cuenta la línea de

envasado. Para dar una solución se es necesario integrar una serie de análisis, de

igual manera que en el CTP-09.

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3.4.1 Análisis arquitectónico de la maquina

En el punto anterior 3.3.1 se muestra una tabla que contiene las medidas de la maquina

volumétrica, en esta tabla se proporciona el área total de la banda transportadora. El

espacio disponible entre el área de llenado y el área de sellado es de 60 cm

aproximadamente, cabe mencionar que la medida no es exacta, dado que en la fecha

que se realizó el levantamiento y reconocimiento físico como se muestra en el anexo

4 para consultar fecha de la visita, la línea trabajo normalmente, a consecuencia de

eso fue imposible tomar las medidas sobre la marcha y por lo tanto se tomaron fuera

de la máquina, es decir las medidas fueron al aire. En la figura 3.24 se muestra el área

de llenado y una parte del espacio disponible con el que se cuenta en la máquina.

Figura 3.24 Área disponible entre la etapa de llenado y sellado

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En la figura 3.25 cuenta con una vista muy restringida como resultado de que ninguna

fue tomada por el equipo de trabajo que desarrollo el proyecto de titulación.

Figura 3.25 área de sellado y una pequeña vista del espacio disponible

A continuación se muestra la imagen 3.26 señalando en un ovalo de color rojo una

estructura metálica, la cual obstruye la colocación del ELE-09 pero se tomó en cuenta

para el diseño del mismo.

Figura 3.26 Columna de metal

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3.4.2 Análisis de tiempos del llenado y la colocación de tapa

Después de realizar el análisis de la estructura de la maquina continua el análisis de

tiempos, tomándose en cuenta que influyeron al momento de la programación del

sistema. Estos datos se muestran en la tabla 3.5

Tabla 3.5 Tiempos de las etapas

ETAPA TIEMPO TRANSCURRIDO

LLENADO (ANTES)

LLENADO (DESPUES)

13 SEGUNDOS

COLOCACION DE TAPA (ANTES)

COLOCACION DE TAPA (DESPUES)

3 SEGUDOS

3.4.3 Análisis de los alimentadores existentes

Para la elaboración del ordenador de tapas ELE-09 se realizó un análisis de los

alimentadores de tapas existentes, cabe mencionar que solo se me analizaron los más

ocupados en la industria. A continuación se mencionan:

3.4.3.1 Alimentadores Vibratorios (VibratoryFeeders):

Existen 3 tipos de alimentadores vibratorios de cascada (Cascade), través de la pared

(Thru-wall) y fuera de pista (OutsideTrack), estos alimentadores se muestran en la

figura 3.27. [4]

Figura 3.27 Alimentadores Vibratorios

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Estos tipos de alimentadores se manejan a velocidades altas por lo que las tapas,

baterías, alimentos o el objeto que se deseé transportar deberá de tener ciertas

medidas para que pueda operar el alimentador respectivamente. Los alimentadores

funcionan por medio de vibración, que esto a su vez provoca que los objetos avancen

en un espiral que contiene la parte de la charola, en las figuras 3.28 y 3.29 se ilustran

algunos ejemplos de alimentadores. [5]

Figura 3.28 Espiral de la charola

Figura 3.29 Espiral de fuera de pista

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3.4.3.2 Alimentadores Rotatorios (Rotary Feeders)

Estos alimentadores rotatorios tienen un funcionamiento de un disco rotatorio y un

cilindro. Este tiene a diferencia de los alimentadores vibratorios que su velocidad se

pueda aumentar o disminuir a voluntad y esto depende del objeto con el que se esté

trabajando, en la figura 3.30 se muestran los ejemplos de alimentadores rotativos.

Figura 3.30 Alimentadores Rotatorios

El disco con el cual funciona se ilustra en la figura 3.31, esta imagen muestra la

posición que asume el disco que tiene una forma de sombrilla y el cilindro se encuentra

en la parte lateral de la charola. El disco y el cilindro están casi unidos, es decir que la

separación con la que se cuenta es pequeña para así evitar que los objetos que

contiene no caigan dentro del alimentador. [6]

Figura 3.31 Estructura del alimentador rotatorio

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3.4.3.3 Equipos de Elevación (ElevatingEquipment)

Estos equipos son grandes, ya que como dice el nombre son equipos de elevación, su

funcionamiento es totalmente distinto a los otros 2 tipos de alimentadores que se vieron

en el punto 3.4.3.1 y 3.4.3.2 hasta el momento, estos equipos funcionan prácticamente

como un elevador puesto que llevan los objetos hasta cierta altura y de allí los

suministran hasta donde se deseé, la figura 3.32 nos muestra los equipos de elevación.

[7]

Figura 3.32 Equipos de elevación

El funcionamiento de estos equipos es el siguiente: cuentan con una banda

transportadora que se encuentra inclinada, la cual lleva los objetos hasta una especie

de resbaladilla, las tapas se encuentran en una charola en la parte inferior del equipo

como se muestra en las figuras 3.33 y 3.34

Figura 3.33 Elemento de la figura de color rojo es el elemento de proximidad

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Figura 3.34 Cinta transportadora

3.4.4 Desventajas y Ventajas de los ordenadores

Las desventajas con las que cuentan los alimentadores no involucran su desempeño

sino la estructura de éstas, debido a la forma de la tapa con la que se cuenta, en el

anexo 14 se muéstrala estructura de la tapa.

1. De acuerdo con artículos videos e imágenes vistas durante la etapa de diseño

de alimentadores de tapas fue de gran importancia el alimentador vibratorio.

Este fue el primer diseño que se trabajó, pero de acuerdo a las siguientes

anomalías detectadas durante el mismo se llegó a la conclusión de que este

tipo de alimentador no era el adecuado para este proceso. El alimentador

vibratorio trabaja exclusivamente para tapas en forma de medio cilindro “de

refresco” por decirlo de cierta manera. En el instante en que las tapas vibran se

encimarían una por encima de la otra esto por el cuerpo de la tapa utilizada lo

que ocasionaría un desplome o mal acomodo de la tapa. Finalmente que al

ocasionar un mal acomodo de la tapa esta originara una obstrucción hacia las

que vienen sobre el alimentador, por consiguiente se procedería a parar el

sistema y acomodar las tapas y poner en marcha de nuevo el sistema.

2. Los alimentadores rotatorios tienen la ventaja de que el funcionamiento puede

ser flexibles debido a la estructura puesto que se pueden agregar elementos.

La forma de la tapa sugiere que la charola sea de manera redonda pero que su

transportación contenga un medio que agregue un movimiento para evitar que

las tapas se superpongan entre sí.

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3. Los equipos de elevación son grandes y estorbosos ya que se pretende

minimizar el mayor espacio posible sin que intervenga con su funcionamiento.

Estos equipos brindan una ventaja: solo se necesita un motor para transportar

las tapas. Una desventaja es que la cinta inclinada necesita un ángulo de

inclinación demasiado grande como consecuencia de la forma de la tapa y al

momento de ordenarla necesitara de una trayectoria mayor de la cinta, como

consecuencia daría un suministro lento.

El equipo de trabajo llego a la conclusión de realizar un diseño similar a los

alimentadores rotativos pero con mejoras en el diseño, ya que tendrá la capacidad de

ordenar tapas no solo como la que se muestra en el anexo 13 sino que también cuenta

con la capacidad de manejar diversas tapas con las que cuenta la línea de envasado

de Productos Químicos y Pinturas S.A. de C.V.

3.4.5 Propuesta del ordenador de tapas ELE-09

Para realizar el diseño de este ordenador de tapas se tomaron en cuenta las

necesidades de la línea de envasado de producto TAPODI, tales son:

1. El espacio con el que se cuenta en el área de envasado de la planta.

2. La forma de la tapa de la propuesta del ELE-09 como se muestra en el anexo

13.

3. Distancia entre las etapas de llenado y sellado.

4. Tiempo que se lleva en cada etapa para el suministro de la tapa.

3.4.5.1 Propuesta de la base del ELE-09

Cabe mencionar que este diseño fue basado en los alimentadores rotatorios debido a

las ventajas que ofrece este tipo de máquinas.

La base del ordenador fue diseñada de 60 cm de largo por 30 cm de alto, cuenta con

un grosor de 10 mm como se muestra en el anexo 14. La base tiene 3 tubos que están

soldados a la base, para que estos pudieran sostener en sus extremos baleros

mecánicos, estos brindan un rodamiento sin fin a unos engranes que tiene acoplados.

En la figura 3.35 se aprecia el diseño de la base con los elementos que cuenta la

misma.

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Figura 3.35 Base del ELE-09

Esta base cuenta con una tapa en la parte de abajo que se encarga de sellar la caja

de la base. Como se ve en el anexo 14 solamente tiene 3 tubos que tienen la capacidad

de dar soporte a los engranes, ya que estos sostienen una base de caucho y una placa.

La base de la charola tiene en la parte de arriba una segunda etapa, pero esta cuenta

con un orificio de 50.6 cm en la parte de en medio como se muestra en el anexo 15,

esta tapa necesito 16 orificios de los cuales se atornilla y se sujeta a la base como se

muestra en la figura 3.36.

Figura 3.36 Segunda tapa de la base

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La base final fue como se muestra en la figura 3.37, la figura muestra la unión las de

los 2 elementos que conforman la base.

Figura 3.37 Base con tapa delantera

El material usado para toda esta base es de acero inoxidable 312

3.4.5.2 Propuesta base circular

La base circular se trata de un anillo hecho de un material llamado NYLAMIN SL SQ,

sus características se muestran en el anexo 16, este material es resistente ya que es

una aleación de plástico con acero, esta aleación es ocupada para realizar engranes

y maquinar diversas piezas mecánicas.

El anillo cuenta con un diámetro de 50 cm del anillo superior y del inferior es de 46 cm,

en la parte de abajo cuenta con dientes para funcionar como una base del caucho y

como un engrane para hacer girar el caucho. En la parte de arriba tiene 4 extensiones

maquinados del mismo material de NYLAMIN como se muestran en la figura 3.38 y

anexo 17.

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Figura 3.38 Caucho

El anillo se la primera parte con la que posee la base circular, ya que tiene caucho en

forma de cilindro con una altura de 30 cm como se muestra en la figura 3.39.

Figura 3.39 Base circular con dientes maquinados

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Esta base gira continuamente, puesto que es el encargado de hacer llevar las tapas

hacia una resbaladilla. Estas dos partes se acoplan para funcionar como uno solo

como se muestra en la figura 3.40

Figura 3.40 Base circular con caucho acoplado

3.4.5.3 Propuesta de carcasa de base circular

La carcasa es le encargada de proteger al caucho para evitar que este sufra cortes en

un futuro, también funciona como un límite para el caucho porque evita que este oscile

demasiado y salga de los parámetros que se desean como se muestra en el anexo

18.La carcasa es un cilindro formado de lámina, tiene un grosor de 3 mm y una altura

de 30 cm. Esta carcasa tiene un diámetro de 50.8 cm como se muestra en la figura

3.41.

Figura 3.41 Carcasa de base circular

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Como se aprecia en la figura 3.41 se pueden ver los elementos que se describieron

anteriormente, pero también contiene unos soporte que están soldados a la carcasa,

éstos tienen un largo de 0.34 cm y un ancho de 1.25 cm pero cuentan un orificio de 1

cm de diámetro en cada uno.

Para sostener la carcasa se tienen 4 tubos que evitan el oscilamiento de la carcasa

debido al funcionamiento del motor, estos tubos tienen una cuerda de 3 cm de longitud

como se aprecia en el anexo 19, esta cuerda se realizó con una tarraja como se

muestra en la figura 3.42.

Figura 3.42 Soporte de la base con cuerda

Esta carcasa tiene una doble función, aparte de sostener el caucho para evitar

oscilaciones no deseadas también fungirá como un soporte para un espiral, el cual

sirve como un riel, para que las tapas sigan el camino marcado y de allí sean

transportadas hacia una resbaladilla donde se ubicaron para la etapa de la colocación

de la tapa durante el proceso de envasado. El espiral tiene un radio de 22 cm con un

alto de 8 cm y un grosor de 2.5mm como se muestra en el anexo 20,también cuenta

con un paso de rosca de 3 cm, con revoluciones de 1.05 y un ángulo inicial de 310°

como se muestra en la figura 3.43.

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Figura 3.43 Espiral de la base

El espiral está sujeto a la base de la charola con la ayuda de los soportes y de unas

soleras de 3 mm, cada una de estas soleras tienen una longitud diferente ya que los

soportes no son equidistantes debido a la forma en la que está ubicada el espiral como

se muestra en el anexo 21, la figura 3.44 brinda una vista del espiral con los soportes.

Figura 3.44 Soportes ubicados en el espiral

Posteriormente se realizaron modificaciones a él espiral, ya que con la ayuda de un

pistón neumático actué como un selector. Un orificio 1cm de diámetro a una altura 1.4

cm, de igual manera se colocó una solera que va en el inicio del espiral con el final de

este para tener una sujeción fuerte y el espiral no se deforme. También se le agrego

una solera de 3 cm de largo y 2.3 cm de ancho que sirvió como un soporte donde está

el sensor como se muestra en la figura 3.45.

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Figura 3.45 Orificio del pistón y soleta de soporte

Subsiguientemente se añadió a él espiral 2 soleras paralelas para así asegurar que

las tapas siguieran un determinado camino para su transportación hasta el envase de

pintura. Se realizó una mordaza que sostendrá a la tapa en el recorrido hasta la banda

transportadora, esta mordaza tiene una longitud de 2.7 cm y una altura de 1.1 cm como

se muestra en la figura 3.46.

Figura 3.46 Medidas de las dimensiones de la mordaza de la tapa

Posteriormente se prolongó la baja hasta 40 cm y se realzo al final de esta

prolongación un semicírculo para forzar a la tapa a quedar de la forma que se desea,

el semicírculo tiene un ángulo de inclinación de 135 grados como se muestra en la

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figura 3.47. Como final se realizó una caja de 3 cm de largo por 2.7 cm de alto para

que la tapa descanse hasta el momento de su colocación en el envase.

Figura 3.47 Semicírculo y caja de descanso de la tapa

3.4.5.4 Propuesta base sombrero

En esta etapa de diseño fue de suma importancia tomar en cuenta la posición en la

que se colocara el rotor con sombreo ya que este debe de cumplir con ciertas

características como es el ángulo de inclinación en la que está el sombrero, con el

objetivo de garantizar que las tapas sean direccionadas hacia el rotor de caucho.

Para el diseño de esta parte del ordenador de tapas se eligió una base cuadrada de

25 cm de cada lado por una altura de 25 cm para que sostuviese esta al motor, esto

con el objetivo de que sea estable el motor como se muestra en el anexo 21 y este

pudiese entrar con facilidad dentro del rotor de caucho, así como también no tener

fricción o contacto con el giro del caucho.

Ahora, a esta pieza se le hizo un corte de 15 grados con respecto a la horizontal para

que en el instante en el cual el motor se le acoplara, este quedara de una forma

inclinada para concretar así un objetivo del ordenador, el cual es que el rotor de

sombrero pudiese elevar las tapas en cierta posición sobre su giro como se ve en la

figura 3.48.

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Figura 3.48 Base del sombrero con ángulo de inclinación de 15° grados

Sabiendo que el motor está depositado en el interior de esta base, se pensó en la

manera en que estará sujetado dentro de la misma. Se realizó una modificación en la

parte inferior de la base para inmovilizar al motor dentro de ella, a través de tornillos

los cuales lo sujetan como se muestra en la figura 3.49

Figura 3.49 Modificación para la sujeción del motor dentro de la base

Después de esto se enfocó hacia la parte del ajuste de la base en la cual se recurrió a

hacer un orificio en cada extremo de ella, esto con el fin de utilizar soleras que se

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ajustaron con la base a través de tornillos de 1 cm de diámetro. Finalmente la figura

3.50 muestra la base concretada.

Figura 3.50 Base de rotor de sombrero

3.4.5.4.1 Descripción del eje que une el motor y el sombrero de caucho.

En esta parte del diseño se tomaron en cuenta dos aspectos importantes para el buen

funcionamiento del rotor de sombrero; primeramente el tamaño del orificio del

sombrero de caucho ya que una parte del eje esta acoplado a este mismo y la otra

parte esta acoplada hacia el motor, el otro semblante importante es la distancia entre

el motor y el rotor de sombrero, puesto que esta distancia no puede ser extensa debido

a dos aspectos:

La distancia no puede ser tan grande debido a que esta causaría una

inestabilidad indeseada dentro del sistema ya que habría un mayor esfuerzo del

motor y del eje al ejercer el giro sobre el sombrero de caucho

Igualmente la distancia debe de ser mínima debido al reducido espacio con el

que se cuenta para acoplar el rotor de sombrero dentro del rotor de caucho, si

no se cumple con el espacio determinado existiría una fricción entre el rotor

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circular y rotor de sombrero lo que desgastaría a las dos partes del sistema o

simplemente no se podrían acoplar.

Las dimensiones del eje consisten en 2 cm de diámetro con un largo de 8 cm como se

muestra en el anexo 23 y la figura 3.51.

Figura 3.51 Eje de motor de sombrero

3.4.5.4.2 Descripción de sombrero de caucho.

Como anteriormente se menciono era necesaria la construcción y el uso de un rotor

en forma de sombrero ya que este nos ayuda a orientar la tapa en una cierta dirección

y posición requerida para la colocación de la misma por encima del envase. Para este

diseño nos basamos en un ordenador de disco rotatorio así como en su principio de

funcionamiento que consiste en el giro de un sombrero en forma inclinada que ayude

a la tapa a elevarse hasta una sección la cual está en contacto con la base circular de

caucho haciendo que la tapa se situé por encima del rotor circular y este a su vez

traslade a la tapa hasta su colocación como se muestra en el capítulo 3.4.4.

Las dimensiones del rotor de sombrero son una base con un diámetro de 43.9 cm una

altura de 5 cm de altura, este tiene una extrusión en la parte superior de 77 grados con

respecto a la vertical y una extrusión en la parte inferior de 3 cm para la colocación del

eje que va junto con la del motor como se muestra en la siguiente figura 3.52 y el anexo

24.

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Figura 3.52 Parte inferior del rotor de sombrero

Al rotor de sombrero se le hizo una extrusión con ángulo de inclinación de 77 grados

con respecto a la vertical, esto debido a que previamente se hicieron pruebas para que

la tapa fuese colocada en la dirección y posición requerida y fue con este grado con la

cual se obtenían una mayor cantidad de tapas con las características de posición

solicitadas como se muestra en la figura 3.53

Figura 3.53 Parte superior del motor de sombrero

3.4.5.4.3 Descripción de las soleras.

“DISEÑO DE UN ALIMENTADOR ROTATORIO PARA LATAS DE PINTURA Y UN ORDENADOR DE TAPAS

PARA LA LINEA DE ENVASADO DE PRODUCTO DICAPA.”

INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 56

Durante el periodo en el cual se estaba llevando a cabo el diseño de la base del motor

se pensó que esta llegaría hasta la parte inferior de la base, pero esto sería de gran

inconveniente debido a las siguientes características:

El motor necesitaría de ventilación o estar expuesto en un lugar en donde no se

concentre el calor debido a su funcionamiento.

Debido al gasto innecesario de material así como de recursos económicos.

Una vez establecida la base del motor se llegó a la parte del sostén de esta pieza;

como resultado de esto se propuso diseñar cuatro soleras metálicas (como se muestra

en la figura 3.54, una en cada extremo de la base las cuales la mantendrán sujeta,

esto mediante cuatro tornillos, uno en cada extremo de la base como se muestra la

siguiente figura 3.55.

Figura 3.54 Solera

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 57

Figura 3.55 Base sostenida con soleras

Las medidas de la solera en forma de V son de 32 cm de alto con una V de 2 cm x 2

cm como se muestra en el anexo 25. Estas soleras aparte de sujetar la base del motor

nos permiten colocar la parte alta del rotor de sombrero a la altura del rotor de círculo,

esto con el fin de que la tapa una vez acomodada y direccionada por el rotor de

sombrero pase al rotor de círculo sin perder esta orientación.

3.4.6 Propuesta final del ELE-09

En el ordenador de tapas se logró terminar con todos los materiales que son requeridos

para el funcionamiento del ELE-09, en la figura 3.56 se muestra el diseño final del

ordenador, cada una del partes que se diseñaron anteriormente fueron ensambladas

para que el este diseño funcionara correctamente.

“DISEÑO DE UN ALIMENTADOR ROTATORIO PARA LATAS DE PINTURA Y UN ORDENADOR DE TAPAS

PARA LA LINEA DE ENVASADO DE PRODUCTO DICAPA.”

INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 58

Figura 3.56 Diseño final del ELE-09

3.4.6.1 Motor para el rotor de sombrero

Para el rotor de sombrero se seleccionó el motor TS-48E520 de la marca TSINY ya

que este posee las siguientes características:

Uso: Barco, automóvil, bicicleta eléctrica, ventilador, aparato electrodoméstico,

entre otros.

Tipo: Motor de engranaje

Velocidad (RPM): 5 - 6.5

Voltaje: 12 volts

Numero de modelo: TS-48E520

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 59

Para elegir este motor como primer punto es el uso al cual está sometido, ya que como

se menciona, este se le da uso para ventiladores y este motor está familiarizado con

un movimiento similar al que se requirió.

El segundo punto importante es que tiene una velocidad de 5 a 6.5 RPM y esta es la

velocidad necesaria para elevar las tapas hasta la parte superior y el ordenador no se

sobrecargue de tapas.

Tercer punto es el voltaje que hizo funcionar eficientemente al motor ya que son

necesarios 12 volts y la salida de nuestro PLC nos entregó este mismo voltaje para su

operación.

El cuarto punto es la fuerza que soporta el motor ya que este cuenta con una tolerancia

de 5kg/cm y el peso por encima de este motor es de 4 Kg.

Uno de los puntos más importantes de este motor son las dimensiones de su tamaño

mostradas en la figura 3.57 ya que estas son las adecuadas para que este motor fuera

instalado dentro de su módulo.

Figura 3.57 Dimensiones del motor de rotor de sombrero

Y finalmente el punto más importante de este motor y lo que llevo a su elección fue su

costo ya que este tiene un costo de $156.00 M/N con los gastos de envió incluidos vía

FEDEX en un tiempo entrega de 3 días hábiles. En la figura 3.58 se muestra la imagen

del motor que se utilizó.

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 60

Figura 3.58 Motor elegido para rotor de sombrero

3.4.6 2 Motor para el rotor circular

Para el rotor circular se seleccionó el motor TS-32Z370de la marca TSINY ya que este

posee las siguientes características:

Uso: Barco, automóvil, bicicleta eléctrica, ventilador, aparato electrodoméstico

Tipo: Motor de engranaje

Velocidad (RPM): 9 - 12

Voltaje: 6 volts

Numero de modelo: TS-32Z370

Para elegir éste motor como primer punto es el uso al cual está sometido, ya que como

se menciona, este se le da uso para ventiladores y este motor está familiarizado con

un movimiento similar al que se requirió. El segundo punto importante es que tiene una

velocidad de 9 a 12 RPM y esta es la velocidad necesaria para se coloquen las tapas

que son elevadas por el rotor de sombrero por encima del rotor circular y estas se

trasladen hacia la parte en donde se suministran las mismas. El tercer punto es el

voltaje que hizo funcionar eficientemente al motor ya que son necesarios 6 volts y la

salida de nuestro PLC nos entregó este mismo voltaje para su operación. . El cuarto

“DISEÑO DE UN ALIMENTADOR ROTATORIO PARA LATAS DE PINTURA Y UN ORDENADOR DE TAPAS

PARA LA LINEA DE ENVASADO DE PRODUCTO DICAPA.”

INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 61

punto es la fuerza que soporto el motor ya que este cuenta con una tolerancia de 4.5

Kg.cm y el peso por encima de este motor es de 4 Kg. Uno de los puntos más

importantes de este motor son las dimensiones de su tamaño mostradas en la figura

3.59 ya que estas son las adecuadas para que este motor fuera instalado dentro de la

base del ordenador.

Figura 3.59 Dimensiones del motor de rotor circular

Y finalmente el punto más importante de este motor y lo que llevo también a su elección

fue su costo ya que este tiene un costo de $208.00 M/N con los gastos de envió

incluidos vía FEDEX en un tiempo de entrega de 3 a 8 días hábiles. En la figura 3.60

se muestra la imagen del motor que se va a utilizar.

Figura 3.60 Motor elegido para el rotor circular

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 62

3.4.6.3 Elección de elementos dentro del sistema neumático.

Dentro de la estructura de un sistema de control neumático se encuentran los

siguientes componentes los cuales son:

La red de distribución de aire

Unidad de mantenimiento

Unidad de control

Actuadores Neumáticos

Para elegir finalmente el componente de nuestro sistema, a lo que se refiere con la

red de distribución de aire, se eligió un mini compresor como se muestra en la figura

3.61. Debido a que posee las siguientes características [8].

Su alimentación es a través de un contacto de 127 VCA lo que es una fuente

estándar en nuestro país y esto nos ayuda a mantener el proceso con un trabajo

continuo

Este brinda una presión de aire de 50 psi con una entrega de aire de 70 L/min

Las medidas del Compresor son (cm): 21x14x19 (largo, ancho y alto) lo que es

de gran ayuda ya que no hizo robusto el sistema

Este es ligero y silencioso

Fácil manejo y almacenaje

Tiene un cuerpo de aluminio de alta resistencia

Finalmente el costo del compresor es de $1250.00 M/N y esto es accesible ya

que no es necesario para nuestro sistema manejar grandes cantidades de aire

Figura 3.61 Mini compresor

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 63

Después llega la unidad de mantenimiento en la cual existe una gran rama de

productos, sin embargo, el elemento LFR-1/4-D-MINI-Aes el adecuado para nuestro

sistema por lo siguiente:

Presión máxima de trabajo 145 psi o 10 kg/cm²(bar),

temperatura para ambiente y fluido 5-60° C

El rango de regulación de 7-123 psi

Conexión de 1/4” o 0.635 cm

El precio es de $1082.00 M/N y esto es considerable ya que existen unidades

de mantenimiento que son 200% más costosos que la elegida constando de

propiedades similares

En la figura 3.62. Se muestra la unidad de mantenimiento [9].

Figura 3.62 Unidad de mantenimiento

Después de esto se procedió a la elección de las válvulas solenoides las cuales son

las siguientes:

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 64

Válvula 1

La primera válvula solenoide es la Festo MFH-2-M5, esta fue quien proporciono aire

por fuera del ordenador de tapas y es la encargada de regresar las tapas al rotor de

sombrero cuando estas no están acomodadas de la manera solicitada [10]. Las

características de la válvula 1 uno son las siguientes:

Su función es 2/2 (2 vías, 2 posiciones)

Su accionamiento eléctrico a través de una alimentación de 12 VCD y también

mecánico a través de un pulsador.

Soporta de 40 hasta 120 L/min

Se encuentra en posición cerrada y al activarse permite el paso del aire

Cuando deja de accionarse eléctricamente esta regresa a su posición inicial por

un retorno mecánico tipo muelle

Trabaja a temperaturas que van desde los -15 hasta los 60°C

Trabaja con una presión de 0 – 8 bar

La figura 3.63 muestra un esquema de la válvula 1 físicamente y la figura 3.64 muestra

un esquema que explica la función interna de la válvula.

Figura 3.63 Válvula 1 física

Figura 3.64 Función interna de la válvula 1

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Válvula 2

Ahora la segunda válvula solenoide es la Festo MFH-5-1/4, esta es quien proporciona

el aire para hacer salir el embolo de un cilindro, este a su vez detiene las latas para

que caiga una tapa por encima de ellas en la posición deseada [11].Las características

de la válvula 2 uno son las siguientes:

Su función es 5/2 (5 vías, 2 posiciones)

Su accionamiento eléctrico a través de una alimentación de 12 VCD y también

mecánico a través de un pulsador.

Soporta de hasta 7500 L/min

Se encuentra en posición cerrada y al activarse permite el paso del aire

Cuando deja de accionarse eléctricamente esta regresa a su posición inicial por

un retorno mecánico tipo muelle y permite la salida del aire

Trabaja a temperaturas que van desde los -10 hasta los 60°C

Trabaja con una presión de 2 – 8 bar

La figura 3.65 muestra un esquema de la válvula 2 físicamente y la figura 3.66 muestra

un esquema que explica la función interna de la válvula.

Figura 3.65 Válvula 2 física

Figura 3.66 Función interna de la válvula 2

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Dentro de esto finalmente se procedió a elegir el cilindro de doble efecto Festo Cilindro

Estándar DNC que detiene las latas sobre la línea de envasado para que sobre de

estas baje una tapa de manera correcta. Por medio de la válvula solenoide 2 se manda

el aire necesario para que se active el cilindro y este logre concluir con su trabajo

[12].Las características del cilindro son las siguientes:

Este tiene una longitud de carrera de 125 mm

El diámetro del pistón es de 40mm

Trabaja a temperaturas de -20 a 60 °C

Trabaja con una presión de 2 – 8 bar

Trabaja con aire comprimido con o sin lubricación

Finalmente la figura3.67 muestra un esquema del cilindro que se utilizó.

Figura 3.67 Cilindro de doble efecto

También fue de gran importancia adicionar accesorios al sistema para la protección

del mismo los cuales son los siguientes:

Válvula reguladora anti retorno.

Las válvula seleccionadas son de la línea GRLA-1/4-QS-6-RS-B, debido a sus

características y estas son de la misma familia que las válvulas solenoides a utilizar

[13]. En la figura 3.68 se muestra la válvula anti retorno.

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Figura 3.68 Válvula anti retorno

El uso de una válvula de escape rápido fue necesaria en la parte del cilindro debido a

que esta válvula permite elevar la velocidad de los émbolos de cilindros y con ella se

ahorran largos tiempos de retorno, especialmente si se trata de cilindros de simple

efecto [14]. La figura 3.69 Muestra la válvula de escape rápido.

Figura 3.69 Válvula de escape rápido

La figura 3.70 muestra el esquema de la conexión del sistema neumático en donde

están incorporadas todas las partes mencionadas anteriormente.

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Figura 3.70 Esquema del Sistema neumático

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CAPITULO IV-SIMULACION

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4.1 COMUNICACIÓN DE LA PC CON EL PLC

Para la parte de la simulación del proyecto es necesario realizar una comunicación de

la PC con el PLC a utilizar. A continuación se mencionan una serie de pasos para

realizar la configuración antes mencionada.

1. En el primer punto es configuro la IP y la máscara, se seleccionó en la parte del

panel de control y en la opción de conexiones se agregó la IP 168.192.1.33. Y

la máscara 255.255.255.0, en la figura 4.1 se muestra la captura de pantalla de

la configuración de la IP y la MAC

Figura 4.1 Dirección IP

2.- Después se recurrió a RS links Classic y se configuro la comunicación, es

decir, el cable a utilizares Ethernet. Una vez seleccionado el cable fue necesario

el programar a BOOT SERVER, una vez dentro aparece una ventana (network

settings), como parte final se agrega la máscara como se muestra en la figura

4.2

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Figura 4.2 Configuración del BOOT SERVER

4.-Despues surge una nueva ventana (New Entry) en la cual se añade la MAC

del PLC (000F7300D982) y se ingresa tal como viene en el PLC respetando las

mayúsculas y minúsculas como se muestra en la figura 4.3

Figura 4.3 Configuración de la MAC

5.- Una vez ingresados los valores emerge una pantalla con la configuración del PLC

y la computadora para comprobar que la configuración de la comunicación se llevó a

cabo correctamente como se muestra en la figura 4.4

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Figura 4.4 Configuración exitosa del PLC

4.3 SIMULACION DEL CTP-09

La figura 4.5 se muestra la programación que se realizó, a continuación se narra

línea por línea el funcionamiento de la misma.

Figura 4.5 Programación en escalera

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 73

4.4 SIMULACION DEL ELE-09

En esta etapa se explicaran línea por línea la programación del ordenador de tapas

0000-En esta línea se muestra la manera en la cual el sistema se energiza y des

energiza, ya que esto se hace mediante botones pulsadores los cuales permiten que

se enclave un bit el cual guarda esta información a través de presionar un pulsador

normalmente abierto (I:0/1) y se desenclave al presionar un pulsador normalmente

cerrado (I:0/0).Esta información del bit de salida se guarda con la referencia B3:0/0

junto con una luz indicadora que nos muestra si el sistema esta energizado o no.

0001-En esta parte se hace el arranque y paro de los motores los cuales nos entregan

las tapas. Primeramente esta un botón del bit el cual si el sistema no está energizado

este nos cancela llevar a cabo cualquier operación o instrucción sobre la línea,

entonces, si el sistema esta energizado este arranca sus motores a través de un botón

pulsador normalmente abierto (I:0/2) el cual al pulsarlo se cierra y transmite la señal

hacia las bobinas de los motores las cuales se energizan y al mismo tiempo cierran

sus contactos para que el sistema se mantenga energizado aun al soltar el botón

pulsador. El paro de los motores se realiza mediante la pulsación del botón pulsador I:

0/6 el cual, al presionarlo impide el flujo de corriente en la línea y desenclava el

funcionamiento de los motores. También en esta línea está la bobina O:0/6 y está

funciona como luz indicadora para demostrar si los motores están funcionando

(encendida) o fuera de funcionamiento (apagada).0002-Lampara de motores

funcionando En la figura 4.6 se muestra el funcionamiento de estas dos partes

Figura 4.6 Líneas de programación

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0003-Accionamiento para que funcione aire que nos devolverá tapa mal acomodada.

0004-Accionamiento del cilindro que detendrá la lata en lugar adecuado. 0005-Tiempo

que tardara en activar accionamiento para que el cilindro regrese a posición inicial

Figura 4.7 Programación del TON

0006-Accionamiento para que cilindro regrese a posición inicial y permita de nuevo el

transcurso sobre la línea a la lata. 0007-Tiempo que tardara en caer la tapa encima de

la lata0008-Accionamiento que lanzara aire para que caiga tapa hacia la lata

Figura 4.8 Accionamiento del pistón

0009-Accionamiento que hace reset para que temporizador T4:0 reinicie. 0010-Luces

de motores fuera de funcionamiento.

Figura 4.9 Reinicio del TON

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 75

Cabe mencionar que cada uno de los diseños y así como los análisis de fuerzas que

fueron realizados en este proyecto, fue necesario el uso de un programa llamado

SolidWorks 2013, éste es un programa de diseño asistido por computadora para

modelado mecánico. También tiene la capacidad de realizar estudio de movimiento,

así el análisis de esfuerzos mecánicos de cada una de las partes de un mecanismo de

manera independiente.

Para mayor información sobre el funcionamiento y/o cualquier duda ver el Manual

SolidWorks 2013 Dassault Systems. [15].

A continuación se muestra la siguiente tabla con el listado de I/O del sistema:

Tabla 4.1 Listado de I/O del sistema

LISTADO DE SEÑALES

SEÑALES DISCRETAS SEÑALES ANALOGICAS

ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA

10 4 0 0

En el manual del PLC Micrologix 1000 se exhiben las características del mismo dentro

de las cuales resaltan puntos de entrada y salida digital de 10, 16 o 32. Lo cual nos

permitió concluir que el plc en viable para utilizarlo en este proyecto. (Para más

información consulte el manual del Micrologix 1000. [16]

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CAPITULO V-ANÁLISIS DE

COSTOS Y FACTIBILIDAD

DELPROYECTO

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 77

En este capítulo se proporciona la información de la propuesta económica del

proyecto, debido a que esta es la razón más importante para determinar su

sustentabilidad y su realización, los precios se cotizaron según listas de proveedores

vigentes y los costos de ingeniería se establecieron de acuerdo a ley federal del trabajo

[17].

Los costos de maquinado se basan en análisis de costos realizados en SolidWorks™

Sheet Metal Costing™, basados en las piezas realizadas en SolidWorks™. Sheet

Metal Costing™ nos permitió obtener un valor aproximado de cada pieza del ELE-09

y del CTP-09 manteniendo sus características de diseño y material de fabricación.

5.1 ANALISIS DE COSTOS DEL PROYECTO

En la tabla 5.1 se muestra el análisis de costos general del proyecto, el cual permite

apreciar los costos generales de maquinado de piezas, sensores y motores, así como

los costos finales de instalación y desarrollo de ingeniería.

Tabla 5.1 Análisis de costos

ITEM DESCRIPCION CANTIDAD PRECIO POR

UNIDAD (USD)

TOTAL (USD)

TOTAL (MXN)

1 BARRERA PARA

DIRECCIONAR LATAS

1 4.75 4.75 $57.33

2 CHAROLA DE DISTRIBUCIÓN

1 1279.54 1279.54 $15,444.05

3 PALETA DE IMPULSO

1 20.02 20.02 $241.64

4 BASE DE LA CHAROLA

1 1302.73 1302.73 $15,723.95

5 SOPORTES DE LA BANDA

TIPO ROLLER

2 800 1600 $19,312.00

6 SOPORTES MEDIOS

3 2.14 6.42 $77.49

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 78

7 PLACAS PARA SOPORTE DE

RODILLOS

2 230.46 460.92 $5,563.30

8 CODO A 90° 1 74.9 74.9 $904.04

9 BASE PARA EL MOTOR

1 51.82 51.82 $625.47

10 RODILLOS 78 3.21 250.38 $3,022.09

11 MOTOR 1 33.14 33.14 $400.00

12 SENSORES INDUCTIVOS

3 99.42 298.26 $3,600.00

13 CIRCUITO DE POTENCIA

1 4.14 4.14 $49.97

14 BASE ENGRANE

1 257 257 $3,101.99

15 BASE ORDENADOR

1 304.55 304.55 $3,675.92

16 BASE MOTOR 1 1012.12 1012.12 $12,216.29

17 ENGRANE CORTO

3 251.12 753.36 $9,093.06

18 BASE CIRCULAR

CON DIENTES MAQ.

1 225.76 225.76 $2,724.92

19 PLACA/TAPA 1 301.2 301.2 $3,635.48

20 ROTOR PRINCIPAL

1 250.74 250.74 $3,026.43

21 SOLERO 4 24.71 98.84 $1,193.00

22 TAPA BASE 1 267.23 267.23 $3,225.47

23 TUBO DE SOPORTE

1 10.82 10.82 $130.60

24 MOTOR CHAROLA

1 12.92 12.92 $155.94

25 MOTOR SOMBRERO

1 17.23 17.23 $207.97

26 SENSOR PROXIMIDAD

2 20.71 41.42 $499.94

27 UNIDAD DE MTTO.

1 N/A N/A $1,082.00

28 ELECTRO VÁLVULA

1 N/A N/A $1,025.00

29 ELECTRO VÁLVULA

1 N/A N/A $1,800.00

30 MANGUERA 1 N/A N/A $150.00

31 CILINDRO 1 N/A N/A $1,888.00

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 79

32 COMPRESOR 1 N/A N/A $1,250.00

32 SUBTOTAL PIEZAS

$115,103.33

33 SERVICIO DE INGENIERIA Y DESARROLLO

3 $9,600.00

34 SERVICIO DE INSTALACION, SUPERVISION

Y MANO DE OBRA

2 $5,480.00

35 SUBTOTAL INSTALACION Y SERVICIOS

$130,183.33

36 MISCELANEOS DE CABLEADO

N/A N/A 5% $6,509.17

TOTAL $136,692.50

En la tabla 5.2 se permiten observar la propuesta de los costos del desarrollo de la

ingeniería.

Tabla 5.2 Servicio de ingeniería y desarrollo

HORAS-HOMBRE DEL DESARROLLO DE INGENIERIA

1 INGENIERO

80 HORAS

3 INGENIEROS

240HORAS

SUELDO POR

HORA

SUELDO DE 240 H-H

$40.00 $9,600.00

El sueldo de cada ingeniero fue calculado de acuerdo a el salario mínimo que ofrece

la empresa SINDE (Sistemas Industriales Expertos) S.A. DE C.V. a los ingenieros

recién egresados del Instituto Politécnico Nacional.

En la tabla 5.3 se permiten observar los costos del personal para supervisar la

instalación del ELE-09 y del CTP-09.

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 80

Tabla 5.3 Supervisión de instalación

HORAS-HOMBRE DEL PERSONAL

PERSONAL LABORAL

GANANCIA POR HORA

GANANCIA POR DIA

GANANCIA TOTAL 10

DIAS INGENIERO $40.00 $320.00 $3,200.00

TECNICO $28.50 $228.00 $2,280.00

TOTAL $68.50 $548.00 $5,480.00

En las figuras 5.1.y 5.2 se muestra una comparación realizada con base a los

resultados obtenidos y a las cotizaciones de proveedores.

Figura 5.1 Costo despachador

$66,385.00

$32,492.44 $33,892.56

$0.00

$10,000.00

$20,000.00

$30,000.00

$40,000.00

$50,000.00

$60,000.00

$70,000.00

COSTO EN ELMERCADO

COSTOPROPUESTA

AHORRO

COSTOS DESPACHADOR

COSTO EN EL MERCADO

COSTO PROPUESTA

AHORRO

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INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN Página 81

Figura 5.2 Costo ordenador

$72,420.00

$42,887.15

$29,532.85

$0.00

$10,000.00

$20,000.00

$30,000.00

$40,000.00

$50,000.00

$60,000.00

$70,000.00

$80,000.00

COSTO EN ELMERCADO

COSTOPROPUESTA

AHORRO

COSTOS ORDENADOR

COSTO EN EL MERCADO

COSTO PROPUESTA

AHORRO

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CONCLUSIONES

El objetivo del proyecto se logró cumplir un 80% debido a falta de recursos en los

equipos de cómputo, dado que no fue posible simular el ELE-09, aun así, la parte de

evaluación de resultados se llevó a cabo satisfactoriamente proponiendo el análisis de

costos adecuado para la realización de este.

El funcionamiento del ELE-09 teóricamente es fiable, ya que tiene la capacidad de

trabajar con un máximo de 120 tapas, de las cuales el 100% de ellas estarán

ordenadas en la posición que se requiere. El funcionamiento del ordenador es similar

a los que están en el mercado pero con la diferencia de que es rentable dado que

existe un ahorro en cuanto a la instalación y gastos de envío. En cuanto a el CTP-09

se puede concluir que es rentable a un 100%, puesto que se realizaron todas las

pruebas necesarias, su funcionamiento es ejemplar, ya que funciona con un máximo

de 50 latas.

Finalmente concluimos que la suma del costo real de los equipos en el mercado menos

el costo total de ambas propuestas dio un aproximado de ahorro de $63,425.41 pesos.

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REFERENCIAS:

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[2]..................http://www.tme.eu/es/katalog/?art=IM30-10BPS-ZC1

[3]...................http://200.69.222.121/eta/mont/download/Sensores_inductivos.pdf

[4]...................http://www.syntronpartsfeeders.com/Vibratory-Feeders/index.html

[5]...................http://www.auting.com/eng/vibratory-feeders.htm

[6]..................http://www.syntronpartsfeeders.com/Rotary-Feeders/index.html

[7]...................http://www.syntronpartsfeeders.com/Elevator-Conveyors/index.html

[8]...................http://articulo.mercadolibre.com.mx/MLM-422158444-mini-compresor-para-

aerografo-pistola-pintar-12hp-facil-uso-_JM

[9]...................http://articulo.mercadolibre.com.mx/MLM-421505138-unidad-de-

mantenimiento-de-aire-instrutek-de-14-ac-2000-02-_JM

[10]..................http://www.kiowa.co.uk/products/MFH-2-M5-Festo-Solenoid-

valve/P00025356/413

[11]..................http://www.kiowa.co.uk/products/MFH-5-14-Festo-Solenoid-

valve/P00025579/410

[12]..................http://www.kiowa.co.uk/products/DNC-40-125-PPV-A-Festo-Standard-

cylinder/P00037511/98

[13]..................http://www.kiowa.co.uk/products/GRLA-14-QS-6-RS-B-Festo-One-way-flow-

control-valve/P00037245/455

[14]..................http://www.kiowa.co.uk/products/SEU-14-Festo-Rapid-exhaust-

valve/P00016718/440

[15]..................http://files.solidworks.com/Supportfiles/Whats_new/2013/Spanish/whatsnew.p

df

[16]................... http://ab.rockwellautomation.com/es/programmable-controllers/micrologix-

1100

[17]...................http://www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/pdf/125.pdf

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ANEXOS

Anexo 1: Hoja de datos de seguridad

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Anexo 2:DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA

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Anexo 3: NEMA

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Anexo 4:CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

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Anexo 5:NORMA AISI

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Anexo 6: BANDA RODILLO

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Anexo 7:CHAROLA

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Anexo 8: BASE DE CHAROLA

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Anexo 9:PALETA

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Anexo 10: RODILLO SOPORTE

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Anexo 11: RODILLO

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Anexo 12: CODO DE LA BANDA

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Anexo 13:TAPA

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Anexo 14:BASE DEL ELE-09

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Anexo 15:TAPA DE LA BASE

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Anexo 16:NYLAMID

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Anexo 17:BASE CIRCULAR

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Anexo 18: CARCASA DE LA BASE

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Anexo 19: SOPORTE DE LA BASE

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Anexo 20:ESPIRAL DE LA BASE

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Anexo 21:BOCAS DE PESCADO