Reacondicionamiento y calibración de máquinas industriales didácticas del laboratorio de Automatización Industrial de la Universidad del Valle de Guatemala

Abstract

El presente trabajo documenta el proceso de reacondicionamiento, mejora y puesta en funcionamiento de tres máquinas industriales didácticas pertenecientes al laboratorio de Automatización Industrial de la Universidad del Valle de Guatemala: la Máquina Limpiadora de Botellas, la Máquina Clasificadora de Botellas y la Máquina Roscadora de Tapaderas. Estas máquinas, construidas en 2024 como parte de una línea de producción educativa, presentaban deficiencias estructurales, eléctricas y de control que afectaban su operación y comprometían su uso en actividades académicas. El objetivo del proyecto fue restituir la funcionalidad de cada máquina mediante el rediseño de componentes mecánicos, la modernización de sensores, la reorganización del cableado y la actualización de los sistemas de control basados en PLC Siemens S7-300 y microcontroladores. Para ello, se diseñaron y fabricaron placas de circuito impreso, se reemplazaron sensores capacitivos por sensores ópticos fotoeléctricos, se incorporaron finales de carrera en los sistemas neumáticos y se implementaron gabinetes de conexión dedicados. Adicionalmente, se realizaron ajustes estructurales, incluyendo el reemplazo de piezas impresas en 3D por componentes maquinados en aluminio y la integración de nuevos soportes para válvulas, reguladores y actuadores. Como resultado, las tres máquinas recuperaron su operatividad, alcanzando un funcionamiento estable, seguro y acorde con los requerimientos del laboratorio. La línea didáctica quedó lista para demostraciones, prácticas y cursos de automatización, con mejoras significativas en confiabilidad, organización y precisión.

This work documents the refurbishment, improvement, and commissioning of three didactic industrial machines belonging to the Industrial Automation laboratory of Universidad del Valle de Guatemala: the Bottle Cleaning Machine, the Bottle Sorting Machine, and the Cap-Screwing Machine. Originally built in 2024 as part of an educational production line, these machines exhibited structural, electrical, and control deficiencies that affected their performance and limited their suitability for academic use. The objective of this project was to restore full operational functionality by redesigning mechanical components, upgrading sensor systems, reorganizing electrical wiring, and updating the control logic based on Siemens S7-300 PLCs and microcontrollers. To achieve this, custom printed circuit boards were designed and fabricated, capacitive sensors were replaced with photoelectric optical sensors, limit switches were integrated into the pneumatic systems, and dedicated connection cabinets were implemented. Additionally, structural adjustments were carried out, including replacing critical 3D-printed components with machined aluminum parts and installing new supports for pneumatic valves, pressure regulators, and actuators. As a result, all three machines regained stable, reliable, and safe operation, meeting the functional requirements of the laboratory. The didactic production line is now fully suitable for demonstrations, practical laboratory sessions, and automation coursework, offering improved precision, organization, and system robustness.