Diseño de sistema de manipulación, suministro y armado de corrugados para aplicaciones industriales.

Abstract

La Universidad del Valle de Guatemala fue la encargada de realizar el diseño e implementación de una máquina empacadora de productos agroquímicos para una empresa privada. Para poder lograr esto se requirió de un grupo de estudiantes de ingeniería electrónica y mecatrónica para realizar el proceso de diseño y funcionamiento de la máquina. La máquina debía ser capaz de acoplarse a una línea de producción ya existente, la cual entrega producto final en presentaciones de bolsa pouch, recibir este producto y empacarlo de manera automática, realizando los operarios funciones mínimas para el ajuste de presentaciones. La empresa privada está interesada en la máquina ya que se pretende mejorar el proceso de empacado que actualmente se realiza con operarios y también mejorar los parámetros de manejo y calidad del embalaje del producto por medio de la estandarización y automatización de este. La máquina se subdivide por módulos de operación, comenzando con el ajuste del corrugado hasta el sello de una caja. El módulo discutido en el siguiente documento, explica como se logró mejorar la autonomía y funcionamiento de la entrega de corrugados vacíos a la línea principal por medio de sistemas neumáticos en sus múltiples etapas para que la máquina funcionara lo más autonómicamente posible. Se mejoró así el proceso de cambio de presentación por medio de una propuesta de tolva de corrugados accionada por tornillo sin fin, así como el ajuste de armado por medio de un cabezal de varillas de acero que permiten el ajuste de presentación por medio de ventosas. Todos los sistemas mecánicos fueron validados y diseñados para poder resistir cargas y esfuerzos, haciendo uso de catálogos de proveedores y metodología de diseño del libro de Shigley[1] en donde se describe detallada mente los factores de diseño y el proceso a realizar por cada elemento. Estos son presentados en sus renders CAD diseñados en autodesk Inventor. Debido a la falta de información proveída por la empresa sobre los productos a empacar y sus dimensiones de embalaje, se ha realizado un sistema con amplio rango de operación con múltiples supuestos sobre las dimensiones reales del producto. Aunque se plantea una solución adecuada y automatizada, se recomienda posteriormente diseñar a detalle específicamente para estos productos. Es decir, mejorar la metodología de diseño y validación por medio de las especificaciones y requerimientos reales de la empresa productora.

The Universidad del Valle de Guatemala was responsible for designing and implementing a packaging machine for agrochemical products for a private company. To achieve this, a group of electronic and mechatronics engineering students was required to carry out the design and operation of the machine. The machine had to be capable of being coupled to an existing production line, which The machine had to be capable of being integrated into an existing production line, which delivers the final product in pouches, receiving this product and packaging it automatically, with operators performing minimal functions to adjust the packaging. The private company is interested in the machine because it aims to improve the packaging process currently carried out by operators and also to improve the handling and quality parameters of the product packaging through standardization and automation. The machine is subdivided into operating modules, starting with the adjustment of the corrugated cardboard to the sealing of a box. The module discussed in the following document explains how the autonomy and operation of the delivery of empty corrugated cardboard to the main line was improved by means of pneumatic systems in its multiple stages so that the machine could operate as autonomously as possible. The presentation change process was thus improved through a proposal for a corrugated cardboard hopper driven by a worm screw, as well as the assembly adjustment by means of a steel rod head that allows the presentation adjustment by means of suction cups. All mechanical systems were validated and designed to withstand loads and stresses, using supplier catalogs and the design methodology described in Shigley's book[1], which details the design factors and the process to be carried out for each element. These are presented in their CAD renderings designed in Autodesk Inventor. Due to the lack of information provided by the company about the products to be packaged and their packaging dimensions, a system with a wide range of operation has been developed with multiple assumptions about the actual dimensions of the product. Although an adequate and automated solution is proposed, it is recommended to subsequently design in detail specifically for these products. In other words, improve the design and validation methodology through the actual specifications and requirements of the manufacturing company.