ndice
Universidad Autnoma de Ciudad Jurez
SISTEMAS FLEXIBLES PARA MANUFACTURA
PROTOTIPO: Compactadora de envases para refresco
07/05/2013Maestra en Ingeniera de Manufactura
ndice general
Pgina
Problema........3Objetivo...3Alcance...3Descripcin del equipo
automatizado.3Ficha tcnica de equipo hidrulico
seleccionado...............................................4Informacin
tcnica del sistema hidrulico4Equipo seleccionado para el
proceso.5Descripcin del equipo automatizado..5Componentes y
materiales utilizados para la
automatizacin....................................6Diagrama de
conexiones Electro-neumticas.....7Desarrollo del proyecto......8,
9Diagrama en
escalera....10Resultados............11Conclusiones............12
Problema En la planta embotelladora de refrescos de nombre
Coca-Cola no se cuenta con flujo adecuado a los materiales que
sufren algn dao durante proceso o durante el manejo, comnmente el
dao ocasionado es en la materia prima, tal como la botella de
vidrio, la de plstico y la lata de aluminio en todas sus tamaos,
los problemas encontrados en estos recipientes son: daos parciales
o totales por quebraduras, perforaciones y abolladuras; las cules
son abandonadas en cualquier lugar dentro de la planta sin darle
una disposicin final dentro de la instalacin.
ObjetivoSe implementara una estacin automatizada bien ubicada en
la planta la cual ser capaz de compactar los materiales de vidrio,
plstico y aluminio; logrando reduccin de espacio por almacenaje,
fcil manejo, seleccin y separacin por material.De esta manera la
planta estar comprometida con el medio ambiente dndole el rumbo
adecuado a los materiales desperdicio, a la vez puede lograr
ingresos por la venta de estos residuos a plantas recicladoras
establecidas.
Alcance.El depsito de compactado de residuos ser manipulado por
un vehculo de la compaa encargada del reciclado y como el depsito
es de una medida standar se dispondr de otros depsitos que servirn
como back up, durante el estudio realizado la maquina tendr
capacidad de albergar el 60% (12 Toneladas) del desperdicio que se
genera semanal mente en el depsito que se seleccion, para lo cual
consideramos 2 depsitos de iguales dimensiones los cuales nos dejan
un margen de seguridad del 20% (4 Toneladas) para situaciones
especiales o eventos extraordinarios. Debido a la diversidad de
residuos que se manejaran para el compactado, los depsitos
manejaran tres colores de banderas para evitar la mescla de
residuos. Vidrio se manejara la bandera roja, para el plstico se
manejara la bandera amarilla y para el aluminio ser la de color
blanco. Las medidas de seguridad de la operacin del equipo son
capaces de evitar cualquier accidente al personal operario y al
equipo mismo (niveles de guardas de acceso mnimo al operario,
cuerda de vida a lo largo de lavanda de seleccin de residuos). Los
niveles de desacoplamiento para la maniobra de contenedores se
realizara cuando el contenedor alcance el peso de calibracin que se
establece como nivel mximo de llenado del depsito o por el medio
manual que deber de estar coordinado por el operador del equipo de
compactador y el operador de movimiento de depsitos. Ficha tcnica
de equipo hidrulico seleccionado.Caractersticas: Cmara de
alimentacin [Estndares de Fabrica].........................2.0 cy
.................1.5 m3 Abertura de Cmara................40.5" X
60" ....1029mm x 1524mm Capacidad por
Hora..............................100 cy ..................76 m3
Tiempo de Ciclo........................................56 s
....................56 s Fuerza Total Normal
.........................43,800 lb................195 kN Fuerza
Mxima .................................52,300 lb................233
kN Presin Normal en Cara de Prensa....25.2 psi..............174 kPa
Presin Mx. en Cara de Prensa ......30.1 psi..............207 kPa
Penetracin de prensa ...............................14"
..............356 mm Motor Elctrico 3/60-208/230/460 ..........10
hp................7.4 kW Control de Voltaje
..............................120 VAC .............120 VAC Panel de
controles UL:Tipo NEMA 3R, Circuitos protegidos (fusible) Control
estndar de 2 botones: Switch de llave (Start)/Hongo (stop)
Conectado a 13 de conduit impermeable. Bomba Hidrulica
................................13 gpm ............49 L/min. Presin
Normal ..................................1550 psi...............105
bar Presin Mx .......................................1850
psi...............125 bar Cilindro - Dia. int
....................................6" ..............152 mm -
Vstago ................................2.5" ..............102 mm
Cilindro - Dia. int ....................................6"
..............152 mm - Vstago ................................2.5"
..............102 mm Informacin tcnica del sistema hidrulico.
Equipo seleccionado para el proceso
Descripcin del equipo automatizado
El prototipo presentado est diseado para que este sea cargado
con material que se requiere compactar, una vez cargada la banda se
da inicio con el botonazo de arranque, donde iniciara a trabajar la
banda transportadora que llevara el material a extremo de la
compactadora donde caer al contenedor de compactado, donde all
mismo por medio de un sensor desactivara el movimiento de la banda
al tiempo que se activa un pistn compactador del material dejndolo
listo y compacto en el contenedor, una vez hecho lo anterior el
pistn regresara a su estado de reposo, donde esta a su vez dar la
salida a otro pistn actuando como barredora dejando limpio el
contenedor y permitiendo que avance nuevamente la banda de
transporte que dejara caer ms material al contenedor de compactado.
Finalizando en ciclo hasta que la banda quede completamente limpia
de material, hasta entonces se deber detener con el botn de paro.La
automatizacin puede ser ms completa automatizando e paro y arranque
por medio de un sensor de presencia al inicio de la banda de
transporte, de esta forma se evitara que la maquina trabaje cuando
no se requiera.Como mejora a la funcionalidad de la maquina, se
propone la clasificacin de los materiales a compactar antes de su
compactacin usando diferentes formas de sensor los materiales.
Componentes y materiales utilizados para el prototipo
presentado.
LISTA DE MATERIALES PARA PROTOTIPO DE COMPACTADORA
1 PiezaControl lgico Programable PLC micro logix Allen Bradley
1000 $ 150,00
1 PiezaMotor de corriente directa con transmisin 12vcd $
40,00
2PiezasActuador neumtico de 25 x 100 mm doble efecto $ 40,00
2PiezasElectrovlvulas 24VCD 5/2 N/C $ 30,00
2PiezasEngrane de aluminio para la banda $ 40,00
1 PiezaBanda transportadora de 20mm x200mm $ 10,00
3PiezasLed indicador $ 5,00
1PiezasSensor Inductivo $ 15,00
1 PiezaContacto NA $ 5,00
1 PiezaContacto NC $ 5,00
1 PiezaManguera neumatica de 8mm $ 3,00
2PiezasConexion rapida neumatica de 8mm $ 10,00
1 PiezaRegulador de flujo neumatico de 8mm $ 5,00
8MtsCable para conexiones electricas cal 14 awg $ 5,00
1 PiezaCable de comunicacion RS 232 $ 25,00
1 PiezaCaja plastica para alojar control $ 10,00
1 PiezaComputadora con software para programar
1 PiezaGuardas de seguridad de policarbonato transparente $
15,00
TOTAL DE COSTOS ESTIMADOS (dlls): $ 413,00
Diagrama de conexiones Electro-neumticas
Desarrollo del proyectoPara el ensamble del prototipo, se
reunieron los componentes mencionados en la lista anterior y se
montaron en base de aluminio, algunas de las partes fueron
maquinadas para su acoplamiento. Se muestran secuencia de fotos del
prototipo.
Materiales y herramientas durante el ensamble
Ensamble previo a conexiones
PLC ensamblado en caja para facilitar cableado y manejo
Conexiones de prototipo
Diagrama en escaleraEl programa diseado para la compactadora fue
desarrollado en un PLC comercial para que pueda ser de fcil acceso
a la programacin y/o modificacin del mismo. Se anexa el diagrama
que est cargado en el PLC.
ResultadosLos resultados como prototipo fueron satisfactorios,
desde el momento que se decidi llevarlo a la prctica, y no solo
dejarlo en simulacin como se haba especificado este trabajo.
Durante el desarrollo pudimos aplicar los temas vistos en clase,
desde el tipo de automatizacin (fija) hasta la utilizacin del
programa RS Logix 500, pasando por la utilizacin de los diferentes
componentes; al final de esto se realizaron pruebas piloto en la
maquina construida para compactar envases de diferentes materiales
y estilos que son utilizados en la compaa Coca Cola. Con este
prototipo se puede confirmar la aplicacin del tipo de automatizacin
fija, la cual puede ser utilizada en cualquier mbito laboral.
Prueba de funcionamiento del prototipo
ConclusionesEste trabajo fue importante para el desarrollo de
nuestras habilidades de manufactura, entender las caractersticas de
la manufactura flexible, fija y programable es fundamental para
poder implementar un sistema de automatizacin para el proceso, de
igual forma se debe de realizar un anlisis tcnico econmico que
pueda justificar la automatizacin de cualquier tipo.En el caso de
nuestro prototipo, es una automatizacin completamente bsica, por lo
tanto el tipo de manufactura es tipo fija con tendencia a mejoras,
tal como la clasificacin del material y a una operacin
completamente autnoma.Es sabido que la automatizacin fija es
implementada cuando los procesos son de alto volumen, sin embargo
nosotros preocupados por la adecuada disposicin del material
defectuoso durante el proceso al igual que la seguridad del
personal se diseo una mquina automtica, segura y en un lugar
confinado dentro de dicha planta industrial.
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