Diseño de una máquina automatizada para empacar vendas de algodón ortopédicas de diferentes tamaños

La compañía Dispromed MK SAS tiene como objetivo automatizar la línea de empaque de vendas de algodón ortopédica con el fin de reducir el tiempo de operación, bajar los costos en mano de obra y aumentar cantidad de producción, por este motivo el proyecto de investigación va dirigido a diseñar una má...

Full description

Autores:: Suárez Alza, David Ricardo

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	La compañía Dispromed MK SAS tiene como objetivo automatizar la línea de empaque de vendas de algodón ortopédica con el fin de reducir el tiempo de operación, bajar los costos en mano de obra y aumentar cantidad de producción, por este motivo el proyecto de investigación va dirigido a diseñar una máquina automatizada para empacar vendas de algodón ortopédicas de diferentes dimensiones en bolsas plásticas. Para el desarrollo del proceso de empaque la empresa suministra la materia prima en rollos de venda de 250 metros con diferentes anchos de 3”, 4”, 5”, 6” y rollos de bolsa plástica de 4,5 metros ya estampada con el logo, para seguir con el proceso en la primera estación procede a enrollar la venda hasta llegar a una longitud de 5 yardas, de esta manera se lleva a cabo el corte para así ser transportada la venda ya enrollada hasta la estación de sellado para obtener el producto final para ser empacado. En el documento se presentarán los diferentes diseños y análisis para poder tener una máquina que cumpla con las especificaciones de los diferentes anchos de la venda (3”, 4”, 5”, 6”), tiempo de ciclo de 30 segundos y un total de 120 vendas de 3” y 4” empacadas en una hora, para las vendas 5” y 6” el ciclo es de 35 segundos es decir 103 vendas de algodón ortopédicas en una hora de trabajo de la máquina.
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Para el desarrollo del proceso de empaque la empresa suministra la materia prima en rollos de venda de 250 metros con diferentes anchos de 3”, 4”, 5”, 6” y rollos de bolsa plástica de 4,5 metros ya estampada con el logo, para seguir con el proceso en la primera estación procede a enrollar la venda hasta llegar a una longitud de 5 yardas, de esta manera se lleva a cabo el corte para así ser transportada la venda ya enrollada hasta la estación de sellado para obtener el producto final para ser empacado. En el documento se presentarán los diferentes diseños y análisis para poder tener una máquina que cumpla con las especificaciones de los diferentes anchos de la venda (3”, 4”, 5”, 6”), tiempo de ciclo de 30 segundos y un total de 120 vendas de 3” y 4” empacadas en una hora, para las vendas 5” y 6” el ciclo es de 35 segundos es decir 103 vendas de algodón ortopédicas en una hora de trabajo de la máquina.INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 17 1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................. 18 2. OBJETIVOS ................................................................................................................... 19 2.1 Objetivo general ............................................................................................................. 19 2.2 Objetivos específicos ...................................................................................................... 19 3. TIPOS DE MAQUINARIA PARA EMPACADO, CORTE Y ENROLLADO ............ 20 3.1 Máquinas de corte y enrolladoras industriales ............................................................... 20 3.1.1 Corte ............................................................................................................... 20 3.1.2 Enrollado ........................................................................................................ 20 3.2 Máquinas empacadoras industriales ............................................................................... 21 3.2.1 Empacado ....................................................................................................... 21 3.3 Clasificación de materia prima y materiales .................................................................. 22 4. DISEÑO MECÁNICO ................................................................................................... 23 4.1 Diseño etapa de enrollado .............................................................................................. 23 4.2 Diseño mecanismo guía .................................................................................................. 25 4.3 Diseño etapa de corte ..................................................................................................... 26 4.4 Diseño etapa de empaque ............................................................................................... 27 4.5 Estudio de elementos finitos ........................................................................................... 30 5 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL .......................................................................... 34 5.4 Neumática ....................................................................................................................... 34 5.5 Electroneumática ............................................................................................................ 34 5.6 Elementos básicos de un sistema neumático .................................................................. 34 5.6.1 Compresores ................................................................................................... 34 5.6.2 Unidad de mantenimiento .............................................................................. 35 5.6.3 Silenciador...................................................................................................... 36 5.6.4 Cilindro neumático redondo y compacto doble efecto (actuador) ................. 36 5.6.5 Electroválvulas 5/2 ......................................................................................... 37 5.6.6 Racor regulador de flujo................................................................................. 38 5.6.7 Acople y manguera ........................................................................................ 38 5.7 Ensamble de sistema neumático ..................................................................................... 38 5.8 Ensambles actuadores neumáticos ................................................................................. 39 5.9 Caja de control ................................................................................................................ 39 5.10 Componentes electrónicos ........................................................................................... 40 5.10.1 Fuente 12V 5 amperios .................................................................................. 40 5.10.2 Driver puente H L298N ................................................................................. 41 5.10.3 Módulo de Optoacopladores 817 C 4 canales ................................................ 41 5.10.4 Motorreductor con encoder (Actuador) ......................................................... 42 5.10.5 Sensor inductivo PNP .................................................................................... 43 5.11 Componentes circuito control de temperatura ............................................................. 44 5.11.1 Controlador de temperatura PID REX-c100 .................................................. 44 5.11.2 Termocupla tipo K ......................................................................................... 44 5.11.3 Relé de estado sólido SSR ............................................................................. 45 5.11.4 Resistencia eléctrica ....................................................................................... 45 5.12 PLC.............................................................................................................................. 48 5.12.1 Módulo de expansión ..................................................................................... 48 6 CIRCUITOS DE LA MÁQUINA .................................................................................. 49 6.4 Circuito de los botones pulsadores ................................................................................. 49 6.5 Circuito electroneumático .............................................................................................. 49 6.6 Circuito potencia de los motores .................................................................................... 50 6.7 Circuito control de temperatura ...................................................................................... 50 7 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA LÓGICA SECUENCIAL ........................................ 51 8 VALIDACIÓN DEL DISEÑO DE LA MÁQUINA...................................................... 55 9 CONCLUSIONES.......................................................................................................... 61 10 RECOMENDACIONES ................................................................................................ 62 11 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................ 63 12 ANEXOS ........................................................................................................................ 65PregradoThe company Dispromed MK SAS aims to automate the orthopedic cotton bandage packaging line to reduce operating time, lower labor costs, and increase throughput, for this reason, the research project is aimed at designing an automated machine to pack orthopedic cotton bandages of different dimensions in plastic bags. For the development of the packaging process the company supplies the raw material in Rolls of the bandage of 250 meters with different widths of 3”, 4”, 5”, 6” and Rolls of a plastic bag of 4,5 meters the bandage, already stamped with the logo, to continue with the process at the first station proceeds to roll the bandage to a length of 5 yards, in this way, the cut is carried out to transport the rolled bandage to the sealing station to obtain the final product to streamline the manufacturing processes. This article aims to clearly and precisely demonstrate the design, simulation, and construction of an automated machine for packing orthopedic cotton bandages of different sizes. The document Will present the different designs and analysis to have a machine that meets the specifications of the different bandage widths (3”, 4”, 5”, 6”), a cycle time of 30 seconds, and a total of 120 bandages of 3” and 4” packaged in one hour, for 5” and 6” the cycle is 35 seconds, that is, 103 orthopedic cotton bandages in one hour of machine work.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño de una máquina automatizada para empacar vendas de algodón ortopédicas de diferentes tamañosDesign of an automated machine for packing orthopedic cotton bandages of different sizesIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicBandage packagingCosts reductionAutomationAutomatic machineryMechanizationPackagingLogicProduction processesPlastic bagsOrthopedic productsMecatrónicaMaquinaria automáticaMecanizaciónEmpaquesLógicaProcesos de producciónBolsas plásticasEmpaque de vendasReducción de costosAutomatizaciónProductos ortopédicosBolaños, D. S., & Duarte, D. A. (2008). Manual del código eléctrico colombiano (NTC 2050) alambrado y protección de las instalaciones eléctricas secciones (250-280). Recuperado el 23 de 2 de 2021, de http://repositorio.utp.edu.co/dspace/handle/11059/1769Casallas, E. C., Luengas, L. A., & Balaguera, M. (2012). Respuesta a carga de una prótesis transtibial con elementos infinitos durante el apoyo y balanceo. Recuperado el 23 de 2 de 2021, de https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4234933.pdfCasas Patiño, C., & Rodriguez, N. (2019). DISEÑO DE UN SISTEMA DE DOSIFICACIÓN DE MATERIAS PRIMAS PARA LA COMPAÑÍA DE INGENIERÍA Y MANTENIMIENTO CIM S.A.S. Obtenido de Repositorio Universidad de America: https://repository.uamerica.edu.co/bitstream/20.500.11839/7561/1/4122595-2019-2IM.pdfCastro, F. C., Zuñiga, C. C., & Ching, N. C. (1999). Diseño y construcción de un troceador conmutado por corriente para realizar un control de velocidad a un motor dc. 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