Diseño de modificaciones a máquina envasadora de Choco-gol.

Abstract

El presente trabajo pretende diseñar una proposición para modificaciones de una máquina encargada de envasar un producto basado en chocolate. El equipo en cuestión se encuentra actualmente en uso continuo ya que es el único que desempeña la función de envasado del producto choco-gol en la planta de producción de chocolates BEST de Guatemala. El producto en cuestión consiste en esferas de chocolate con una envoltura de aluminio, el proceso utilizado actualmente por la máquina requiere que se encuentren presentes en la misma hasta tres operarios con el fin de garantizar que la unidades envasadas sean exactas. Teniendo en cuenta lo dicho en [1] donde se nos explica que la mayoría de procesos de fabricación de productos moldeados se realiza aún a mano, se puede notar que existe una gran cantidad de necesidad de automatización en el área de chocolates en la industria de alimentos. Es de este inconveniente que nace la necesidad por parte de la empresa de poder automatizar el proceso de conteo de unidades en la línea de producción y este trabajo se centra en diseñar las modificaciones necesarias a la máquina para poder automatizar el proceso de conteo, así como también el poder optimizar el tiempo de envasado el cual es actualmente de 7 segundos. Par poder realizar el trabajo de diseño de las modificaciones se decidió dividir el diseño de elementos en dos distintos procesos, el primero de estos es el diseño de elementos mecánicos. Para esto se utilizaran los criterios y procesos mostrados en [2] en donde se utilizan los procesos de diseño de ingeniería de Shingley. De esta forma se diseñaron los elementos como pernos, soldadura, entre otros. En este caso el primer elemento a considerar para una modificación fue la tolva, a esta se le rediseño la salida con el fin de poder adaptarse mejor al método de conteo elegido, igualmente se diseño nueva estructura de soporte para esta, esta estructura mayormente soldada se fijaría con pernos M10x65 a la estructura principal y utilizaría una garganta de 3 mm en la soldadura para asegurar su correcto funcionamiento. Se diseño igualmente una rampa con divisiones o guías para el ordenamiento de las unidades. Para esta rampa, teniendo que soportar el peso de muchas unidades del producto, se eligió una lámina de acero de 1.2 mm. Otro elemento importante durante la fase de diseño mecánico es el molinete como método de conteo, para el cual se diseño un eje de acero inoxidable con un diámetro de 25mm, para el cual se eligieron cojinetes 6705. Por ultimo en el diseño mecánico se tiene el de la banda transportador para el cual se siguieron los pasos mostrados en [3], con esto se obtuvo tanto el diámetro del eje principal (12cm) así como la potencia de motor necesaria (0.5 Kw). Para los ejes de la banda se seleccionaron cojinetes F-UCFM208/LP03. En cuanto a los pernos, en el catalogo de cojinetes NTN [4] se indica que para este tipo de ’cojinetes Y’ con soporte ovalado, se deben utilizar pernos M10. El siguiente proceso de diseño se enfocó en el diseño eléctrico-electrónico del proyecto. En este caso se diseño la red de conexiones que se tiene entre los distintos elementos como sensores y actuadores con el controlador principal encargado del funcionamiento de la máquina. Para esto se generaron planos que permitieran ver de una forma más clara la conexión de todos los elemento tanto a el PLC como a la fuente de alimentación requerida por determinado componte. En este caso el PLC a utilizar es un LOGO! de simens, mientras los variadores de frecuencia utilizados son micromastre 420 igualmente de la marca simens. Por último se tiene la implementación de un prototipo del método de conteo, con el fin de poder asegurar que este es efectivo y exacto, en dado caso se realicen las modificaciones propuestas. En este caso, se implementaron únicamente la rampa y el molinete, ya que son estos dos elementos los más importantes al momento de realizar el conteo. Se obtuvieron buenos resultados, indicando que el método es realmente efectivo para poder realizar el conteo de las unidades ya que siempre se obtuvieron resultados exactos al momento de pedir al molinete el contar una determinada cantidad de unidades. Por lo cual se concluyó que las modificaciones pueden efectivamente realizar el conteo de piezas por envasar, logrando de igual forma el aumentar la cantidad de unidades en la tolva evitando que esta tenga que ser llenada constantemente.