Diseño de sistema que automatice el proceso de embalaje de envases de insecticida agroquímico en una planta de producción en Guatemala.

Abstract

Actualmente la planta de producción, cuenta con una línea de producción de insecticidas agroquímico. En dicha línea de producción ciertas tareas del proceso aún deben ser realizadas por operarios. Con el fin de aumentar la productividad se presenta una propuesta de diseño de un sistema que automatice el proceso de embalaje de producto terminado, según los requerimientos de la planta. Se definió la función que debe ser capaz de cumplir el sistema y luego se procedió a dividir el mismo en los subsistemas que se consideren pertinentes para llevar a cabo dicha función. El funcionamiento de la parte mecánica de la máquina se dividió en tres módulos que se encargan del ordenamiento de los envases en matrices, la manipulación o “Pick and Place” de los envases y el armado y posicionamiento de cajas para guardar los envases. El módulo de ordenamiento de los envases constó en el diseño de 2 bandas transportadoras, una en la entrada para recibir botellas de la fase anterior de la fábrica y otra para entregar cajas llenas de envases en la salida. También se realizó el diseño de un ordenador de botellas, el cual tiene como objetivo recibir una línea de botellas y armar matrices de botellas con las dimensiones necesarias para ser guardadas en cajas. En el módulo de traslado de matrices de envases a cajas se aplicó la metodología de diseño utilizada por Robert. L Norton. para desarrollar un mecanismo que tome las distintas presentaciones de envase y los coloque en las cajas abiertas que están esperando ser embaladas. Como parte del módulo también se diseñará la estructura sobre la cual se colocarán cada uno de los distintos mecanismos desarrollados en los otros módulos del proyecto. Se empleó el módulo de sistema automatizado para apertura de cajas en el cual se diseñó un mecanismo para el cierre de paletas inferiores, tanto laterales como frontales, además de un mecanismo que fuera capaz de desplegar, transportar y posicionar la caja para poder recibir la matriz de envases. Para obtener el movimiento deseado de todos los mecanismos diseñados, se trabajó con dos módulos que se encargaron del diseño y ubicación de actuadores neumáticos en el diseño, así como la selección y ubicación de actuadores eléctricos. El módulo de control neumático consistirá en diseñar el sistema neumático. Para alcanzar el objetivo, primero se investigará qué opciones se encuentran en el mercado, tomando la información más útil para luego iniciar el diseño del sistema completo. En el módulo de selección de actuadores eléctricos, se diseñó el circuito eléctrico que maneja la transferencia de energía eléctrica a la máquina, la selección de los motores que cumplen con todas las especificaciones de diseño establecidas, selección de protecciones de motores y cables de conexión desde la fuente de alimentación a los elementos eléctricos. Además, se hizo un análisis acerca de la viabilidad de la fabricación de cajas reductoras para el acople de velocidades, en lo que se prefirió el uso de variadores de frecuencia. Finalmente, se agregó un módulo de sistema de control, la base de este es un controlador lógico programable de gama media que por medio de módulos periféricos y otros dispositivos, se encargó de alimentar eléctricamente a toda la máquina y dirigir el funcionamiento de la misma por medio de una lógica programada en lista de instrucciones. El desarrollo de cada uno de los módulos que conforman el diseño mecánico, el uso de accionadores para el movimiento de las partes mecánicas, la alimentación eléctrica y el sistema de control para dirigir el funcionamiento deseado de la máquina empacadora dieron como resultado un sistema de empaque de botellas de insecticida el cual puede aumentar la eficiencia del empaque de botellas de insecticida en cajas hasta un 420%, adaptable a empacar 4 presentaciones de botellas.