automatizado proceso llenado pintura

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Domingo 12 de mayo, 2015 Santo Domingo, República Dominicana Instituto Tecnológico de Santo Domingo Área de Ingeniería Automatización de Procesos (INI337-01) Facilitador: Deyslen Mariano Hernández PROYECTO FINAL: MÁLVERK PAINTING Sustentantes John Guzmán 1053590 Enmanuel De Jesús 1053625 Pamela Paredes 1053756 Paola Jiménez 1053818 Eduardo Flores 1053376

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Desarrollo de Proyecto de Automatización de Procesos en el Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC)

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Page 1: Automatizado Proceso Llenado Pintura

Domingo 12 de mayo, 2015

Santo Domingo, República Dominicana

Instituto Tecnológico de Santo Domingo

Área de Ingeniería

Automatización de Procesos (INI337-01)

Facilitador: Deyslen Mariano Hernández

PROYECTO FINAL: MÁLVERK PAINTING Sustentantes

John Guzmán 1053590

Enmanuel De Jesús 1053625

Pamela Paredes 1053756

Paola Jiménez 1053818

Eduardo Flores 1053376

Page 2: Automatizado Proceso Llenado Pintura

1 | P á g i n a

TABLA DE CONTENIDO

PARTE 1: PROPUESTAS DE PROYECTO ............................................................................................... 3

OBJETIVOS DE ESTA PARTE ......................................................................................................................... 3

PRESENTACIÓN DE LAS PROPUESTAS ......................................................................................................... 4

Propuesta 1 ........................................................................................................................................... 4

Propuesta 2 ........................................................................................................................................... 7

Propuesta 3 ........................................................................................................................................ 10

Propuesta 4 ........................................................................................................................................ 13

Propuesta 5 ........................................................................................................................................ 16

CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LAS PROPUESTAS .................................................................................. 19

PONDERACIÓN DE CRITERIOS ................................................................................................................... 20

Fase I: Calificación del equipo por propuesta ...................................................................... 20

Fase II: Ponderación final............................................................................................................. 22

PROPUESTA A TRABAJAR .......................................................................................................................... 23

Propuesta ganadora de la ponderación .................................................................................. 23

Explicación del modelado 3D ..................................................................................................... 23

Modelo 3D .......................................................................................................................................... 24

CONCLUSIONES DE ESTA PARTE ............................................................................................................... 25

PARTE 2: ESTRUCTURA MECÁNICA................................................................................................. 26

OBJETIVOS DE ESTA PARTE ....................................................................................................................... 26

PRESENTACIÓN DEL DISEÑO INICIAL ...................................................................................................... 27

COMPARACIÓN DEL DISEÑO INICIAL CONTRA EL MODELO FÍSICO ...................................................... 29

COMPONENTES DEL MODELO FÍSICO ....................................................................................................... 31

Módulo de alimentación ............................................................................................................... 32

Módulo de llenado .......................................................................................................................... 33

Inspección de llenado .................................................................................................................... 34

Tapado ................................................................................................................................................. 35

Empacado ........................................................................................................................................... 35

FUNCIONAMIENTO DEL MODELO FÍSICO .................................................................................................. 36

POSIBLES MEJORAS A REALIZAR ............................................................................................................... 37

Page 3: Automatizado Proceso Llenado Pintura

2 | P á g i n a

Utilización de conveyor curvo .................................................................................................... 37

Sensores de colores distintos ..................................................................................................... 38

Sensores de ultrasonido ............................................................................................................... 38

Barandas a lo largo del conveyor .............................................................................................. 39

Conveyor recto para mayor planta........................................................................................... 39

UBICACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS RESTANTES ....................................................................................... 39

DISEÑO 3D FINAL (SOLIDWORKS) .......................................................................................................... 40

CONCLUSIONES DE ESTA PARTE ............................................................................................................... 42

PARTE 3: CONEXIONES ELÉCTRICAS ................................................................................................ 43

OBJETIVOS DE ESTA PARTE ....................................................................................................................... 43

TABLA DE CONEXIONADO ......................................................................................................................... 44

TABLA DE VERIFICACIÓN DE DISPOSITIVOS ............................................................................................ 46

DISEÑO DE CUADRO ELÉCTRICO ............................................................................................................... 47

DIAGRAMA DE CONEXIONADO E/S .......................................................................................................... 47

CONCLUSIONES DE ESTA PARTE ............................................................................................................... 49

PARTE 4: INTERFACES HOMBRE-MÁQUINA ................................................................................... 50

INTERFAZ HOMBRE – MÁQUINA PARA EL OPERARIO ............................................................................. 50

INTERFAZ HOMBRE – MÁQUINA PARA LA GERENCIA .............................................................................. 52

PARTE 5: PROGRAMACIÓN EN PLC ................................................................................................ 53

CONCLUSIONES DEL PROYECTO ........................................................................................................ 57

Page 4: Automatizado Proceso Llenado Pintura

3 | P á g i n a

PARTE 1: PROPUESTAS DE PROYECTO

De manera genérica, la automatización es la sinergia de diversas áreas de ingeniería

que busca utilizar máquinas en su proceso productivo con la mínima intervención

humana. Es el mecanismo a través del cual se apoyan las industrias y empresas

contemporáneas para reducir la carga de trabajo de sus operarios y de los tiempos de

procesamiento al aplicar conceptos de ingeniería eléctrica, electrónica, mecatrónica y

software.

En la actualidad, las empresas dominicanas se encuentran en niveles mínimos de

automatización. Es decir, si comparamos multinacionales que se instalan en los Parques

Industriales, o la Cervecería Nacional, con las pequeñas y medianas empresas del país,

el grado de participación de la maquinaria en su proceso productivo es mínimo.

Al estudiar los sistemas de las empresas Pastry Pastelería & Panaderia, Kiero Patata, la

Biblioteca del INTEC, Pinturas Sherwin Williams y Mikasa Sports; se han propuesto

maneras de automatizarlos con el fin de poder llevar a cabo una ponderación entre las

propuestas y escoger la que el equipo entienda más adecuada.

OBJETIVOS DE ESTA PARTE

Escoger una propuesta de automatización para un proceso de una empresa

dominicana donde las oportunidades de mejora estén a la orden del día, a fin de

mejorar los tiempos de proceso y reducir costos.

Recoger información sobre los sistemas de las empresas.

Ofrecer propuestas de automatización para los sistemas dados.

Ponderar entre las propuestas para escoger aquella que permita el

cumplimiento del objetivo general.

Page 5: Automatizado Proceso Llenado Pintura

4 | P á g i n a

PRESENTACIÓN DE LAS PROPUESTAS

Propuesta 1

Automatización de clasificación de libros

Biblioteca del INTEC

DESCRIPCIÓN GENERAL

La idea esencial de esta propuesta consiste en automatizar el sistema de clasificación

del área de libros de ciencias básicas de la Biblioteca del INTEC, dígase, desde que el

despachador coge el libro y lo coloca en su correspondiente anaquel a través de

relacionar números y letras que se encuentran en una etiqueta.

Esta propuesta se plantea en vista de que el empleado pierde mucho tiempo en buscar

dónde colocar el libro. Además, como los libros más solicitados son los del área de

Ciencias Básicas, debe dirigirse con más frecuencia a la zona de colocación de los libros

pertenecientes a dicha área.

El sistema automatizado consistirá en colocar el libro en una banda transportadora que

llevará el libro a la zona de libros de la biblioteca, pasará por varios lectores a fin de

llegar al lugar donde le corresponde entre los anaqueles.

A continuación, se presentan los módulos concernientes a este sistema propuesto:

1. Alimentación del sistema

Es en este módulo donde se introducen los libros en el sistema para comenzar a

clasificarlos. El empleado recoge el libro que ya está siendo entregado por un

estudiante y lo coloca de manera sencilla en la banda transportadora, la cual

accionará con un botón sencillo.

{

Page 6: Automatizado Proceso Llenado Pintura

5 | P á g i n a

2. Inspección de pertenencia

Con este módulo, el sistema reconoce si el libro pertenece o no al área de

Ciencias Básicas, a través de la lectura de un código de barras que tiene detrás

del libro. Si pertenece, sigue su paso en el sistema; sino, se saca del mismo.

Al rechazar un libro, se dispone en un almacén de libros que el empleado

después revisa (en los momentos dedicados a 5S) para confirmar la localización

de estos.

3. Lectura de letras de la etiqueta

La etiqueta que caracteriza a los libros, tiene dos partes: letras y números. Las

letras indican en cuál anaquel del área a la que pertenece, En esta parte, el

sistema lee las tres primeras letras de la etiqueta, indicando el anaquel en el cual

pertenece de todos los que hay en la biblioteca.

4. Lectura de números de la etiqueta

Para esta parte del sistema, se lee los últimos dígitos de la etiqueta, ya que estos

son los que indican la posición dentro del anaquel en la cual se ubica el libro.

5. Disposición

Este módulo busca colocar el libro en su posición y anaquel correctos para la

completa terminación del proceso.

Page 7: Automatizado Proceso Llenado Pintura

6 | P á g i n a

DIAGRAMA DE FLUJO

Inicio

Alimentación del sistema

¿El libro pertenece a Ciencias Básicas?

Lectura de letras de la

etiqueta

Rechazo

Lectura de números de la etiqueta

Disposición

Fin

No

Page 8: Automatizado Proceso Llenado Pintura

7 | P á g i n a

Propuesta 2

Automatización de fábrica de cupcakes

Pastry Pastelería & Panadería

DESCRIPCIÓN GENERAL

Pastry® se ha caracterizado por ser una de las reposterías y panaderías gourmet líder

en el gusto de los dominicanos. Ofrece una amplia gama de productos muy diversos que

van desde picaderas saladas hasta los bizcochos más singulares. En esta ocasión

optamos por concebir un sistema de automatización para la fabricación de uno de sus

productos con mayor demanda, los “cupcakes de chocolate”.

Por lo general la producción de cupcakes de chocolate se hace para doce (12) unidades

y se personaliza de acuerdo a la petición del cliente. La materia prima que se requiere

para su fabricación está conformada por: harina, huevo, yogurt, mantequilla, azúcar, sal,

cocoa, polvo de hornear, vainilla y chispas de chocolate semidulces. En la actualidad

para realizar este producto se requiere de la participación ininterrumpida del

repostero/a y consta de las siguientes operaciones e inspecciones:

1) Cernir los ingredientes secos como la harina, sal, polvo de hornear y cocoa y

mezclar en un bowl.

2) Batir la mantequilla con el azúcar hasta que se obtenga una consistencia

homogénea.

3) Agregar los huevos a la mezcla anterior y seguir batiendo.

4) Verter los ingredientes secos previamente mezclados en pequeñas cantidades y

alternando con yogurt a la mezcla que contiene la mantequilla, el azúcar y los

huevos.

5) Seguir batiendo hasta que la mezcla quede sin grumos y con la consistencia

deseada.

{

Page 9: Automatizado Proceso Llenado Pintura

8 | P á g i n a

6) Agregar las chispas de chocolate y mezclar para dispersarlas en la mezcla.

7) Echar masa en el molde.

8) Hornear por el tiempo estimado para completar la cocción de los cupcakes.

9) Dejar enfriar y decorar.

Con el propósito de hacer más rápido, innovador y de igual o mejor calidad el proceso

hemos pensado en crear un sistema automatizado que logre elaborar los Cupcakes de

chocolate con menos interacción con el repostero pero conservando su esencia y

sabor especial que los caracteriza. El sistema contaría con 4 módulos operacionales y

1 módulo de verificación distribuidos de la siguiente forma:

1. Mezcla de todos los ingredientes

En este módulo se alimenta el sistema con los ingredientes necesarios y se

mezclan según el orden lógico que se debe seguir para lograr la consistencia

deseada.

2. Verificar la consistencia de la masa

Aquí el sistema detecta si la masa tiene grumos y en caso de que sí, realiza un

reproceso de la misma.

3. Llenado del molde

En esta ocasión se llenan las cavidades del molde con una cantidad específica

de la mezcla para que todos los cupcakes tengan aproximadamente el mismo

tamaño.

4. Hornear por el tiempo programado

En este momento los moldes pasan a la estación de horneado donde el molde

permanece por el tiempo estimado que se requiere para la cocción.

5. Empacar

Ya para finalizar, se agrupan los cupcakes en paquetes de 6 unidades y se

disponen.

Page 10: Automatizado Proceso Llenado Pintura

9 | P á g i n a

DIAGRAMA DE FLUJO

Inicio

Mezcla de los ingregientes

¿La masa tiene grumos?

Llenado de molde

Hornear por el tiempo

programado

Empacar

Fin

No

Page 11: Automatizado Proceso Llenado Pintura

10 | P á g i n a

Propuesta 3

Automatización de recubrimiento para pelotas

Mikasa Sports

DESCRIPCIÓN GENERAL

Esta propuesta se basa en la etapa de recubrimiento de las distintas pelotas. El proceso

se inspeccionara las dimensiones de la pelota limpia, para saber el recubrimiento que

le corresponde para luego ser empacadas.

La idea se esta propuesta se basa en uno de los proceso de la fábrica Mikasa, la etapa

más lenta en la fabricación de pelotas, en esta se le coloca el tipo de agarre que se

necesitara la pelota dependiendo al uso que este destinado.

Actualmente este proceso es realizado de la siguiente manera:

1) La pelota es tomada por un operador, este la identifica

2) Busca el recubrimiento correspondiente

3) Le coloca su recubrimiento, y se la pasa al siguiente operario

4) Este operario busca el empaque correspondiente

5) Empaca la pelota y la dispone

El proceso automatización será realizado de la siguiente manera:

1. Alimentación

La pelota es introducida al sistema desde la etapa anterior de prefabricación.

{

Page 12: Automatizado Proceso Llenado Pintura

11 | P á g i n a

2. Inspeccionar la dimensiones de la pelota

Con esta inspeccionar se busca determinar cuál será el recubrimiento que esta

necesita. Esto será determinado según el peso de la pelota.

3. Colocación del recubrimiento

Un brazo mecánico coloca el recubrimiento necesitado determinado en el

módulo anterior.

4. Empacado

Esta es empacada individualmente, por lo que luego de colocado el

recubrimiento se ha terminado con su fabricación y son empacadas.

5. Disposición

Son colocadas en un área hasta el operario la venga a buscar para traslado

posterior.

Page 13: Automatizado Proceso Llenado Pintura

12 | P á g i n a

DIAGRAMA DE FLUJO

Inicio

Alimentación del sistema

¿Cuál es la dimensión de la pelota?

Colocación de recubrimiento B

Empacado

Disposición

Fin

Dimensión A

Dimensión B

Colocación de recubrimiento A

Page 14: Automatizado Proceso Llenado Pintura

13 | P á g i n a

Propuesta 4

Automatización del proceso de preparación de

yaroas

KieroPatata

DESCRIPCIÓN GENERAL

KieroPatata® es un restaurant de comida rápida caracterizado por sus platos a base de

papas fritas y plátano maduro con diferentes toppings y condimentos a los que

comúnmente llamamos “yaroas”. Este plato es muy aceptado y demandado dentro del

público dominicano. La intención de esta propuesta es hacer el proceso de fabricación

más ágil y eficiente, siempre cuidando la calidad del producto final. Actualmente para

hacer una yaroa se necesita que el cocinero tenga una relación directa y sin

interrupciones; básicamente sucede de la siguiente forma:

Para las yaroas de Papa:

1. Se fríen las papas y se colocan en un recipiente.

2. Se coloca por encima la carne de res o de pollo previamente preparada.

3. Se le agregan los condimentos (cachú, mayonesa y queso).

4. Se le coloca una tapa al recipiente.

5. Servir al cliente.

Para las yaroas de Plátano maduro:

1. Se hierven los plátanos maduros.

2. Se hace un mangú y se colocan en un recipiente.

3. Se coloca por encima la carne de res o de pollo previamente preparada.

4. Se le agregan los condimentos (cachú, mayonesa y queso).

{

Page 15: Automatizado Proceso Llenado Pintura

14 | P á g i n a

5. Se le coloca una tapa al recipiente.

6. Servir al cliente.

Para automatizar el proceso de fabricación de yaroas se ha pensado en un sistema

compuesto por 5 módulos operacionales que cumpla con los fines. A continuación una

descripción de los mismos:

1. Alimentación

Entrada de recipientes al sistema.

2. Identificación de la base para la yaroa

Al sistema entrarán recipientes de color negro y recipientes de color blanco, en

esta estación habrá un sensor que al distinguir el color del recipiente envíe la

orden al sistema para dispensar papas fritas cuando se trate del recipiente negro

y mangú de plátano maduro para los recipientes de color blanco.

3. Identificación de la carne

Así como los recipientes están diferenciados por color, poseerán también una

etiqueta que según el código indique el tipo de carne que debe tener la yaroa,

pollo o res. Una vez el recipiente llegue a esta estación, el lector reconocerá el

tipo de carne que tendrá la yaroa y la dispensará sobre la base.

4. Agregar condimentos

En este módulo, al sentir la presencia del recipiente se procederá echar los tres

tipos de aderezos básicos para la yaroa que son: cachú, mayonesa y queso

fundido.

5. Tapar y disponer

Para finalizar se colocará una tapa al recipiente, la tapa será la misma

independientemente del color del mismo. Una vez tapado, se hará la disposición

del producto listo para servir al cliente.

Page 16: Automatizado Proceso Llenado Pintura

15 | P á g i n a

DIAGRAMA DE FLUJO

Alimentación

¿La yaroa es de papas o plátano

maduro?

Inicio

Colocar plátano maduro

Colocar papas

Colocar pollo

Colocar res

Agregar condimentos

Tapado y disposición

Fin

Plátano maduro

Papas

¿La yaroa es de res o pollo?

Res

Pollo

Page 17: Automatizado Proceso Llenado Pintura

16 | P á g i n a

Propuesta 5

Automatización del envasado de pinturas

Sherwin Williams

DESCRIPCIÓN GENERAL

Este proceso se trata de los que el llenado, etiquetado y empacado de una lata de

pintura. Este proceso es realizado actualmente por Sherwin Williams. Las latas son

llevadas por un operario a su máquina de llenado indicada, luego, éste lo tapa y le pone

los sellos y etiqueta a lata. Haciendo todo esto evitando derramar la pintura.

La propuesta es que todo esto se haga en conjunto, en una línea de llenado. En esta línea

bastara con identificar las lata con el tipo de pintura que será llenado y el proceso

automatizado hará el resto. Este proceso será:

1. Alimentación

Las latas vacías serán entrada al sistema, en pares para su posterior llenado.

2. Lector

Este determinar si la lata vacía será llenado con pintura blanca o negra.

3. Llenado de lata

Se le introducirá la cantidad de pintura requerida por lata, ya sea de pintura clara

o pintura oscura.

{

Page 18: Automatizado Proceso Llenado Pintura

17 | P á g i n a

4. Inspección

Se revisara si el llenado se realizó de manera correcta, si no será rechazada. Esto

será si esta hasta una punta determinada que será revisado atreves de un sensor.

5. Tapar

Se coloca la tapa con sus sellos de seguridad, para asegurar al cliente la calidad de

la pintura.

6. Etiquetado

Colocación de las etiquetas correspondiente a lata con las debidas especificaciones

y con las medidas de seguridad a seguir.

7. Empacado

Se pondrá una cola de espera hasta que se junten 6 latas para proceder con su

empacado en cajas.

Page 19: Automatizado Proceso Llenado Pintura

18 | P á g i n a

DIAGRAMA DE FLUJO

Alimentación

¿La pintura es blanca o negra?

Inicio

Llenado de pintura blanca

Llenado de pintura negra

Tapar lata

Rechazo

Etiquetar y empacar

Fin

Blanca

Negra

¿Se llenó a cabalidad la lata de pintura?

No

Page 20: Automatizado Proceso Llenado Pintura

19 | P á g i n a

CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE LAS PROPUESTAS

A la hora de decidir cuál de todas las propuestas se va a ejecutar, se optó por la

realización de una tabla de ponderación basada en cuatro criterios que son de alta

relevancia para el proyecto. En este caso, los criterios son los siguientes:

Diversidad de módulos: El proceso automatizado final ha de tener un mínimo

de módulos, por lo que se debe contar desde un inicio con la cantidad adecuada

de ellos. En esta rúbrica se considerará como buena una cantidad de módulos

que cumpla con las especificaciones del proyecto, además de que representen

para el equipo de trabajo una oportunidad de desarrollar las competencias

necesarias, de forma tal que no solo se cumpla con los requerimientos.

Reducción de posibles errores humanos: Una de las principales razones por

las que se decide automatizar un proceso es precisamente reducir el error

humano, pues siempre estamos propensos a este. Ningún ser humano es capaz

de hacer lo mismo dos veces iguales, mientras que una máquina sí. Este hecho

aumenta la precisión y la calidad. En este caso, el mayor puntaje lo obtendrá la

propuesta que mayores oportunidades ofrezca de reducir el error humano.

Reducción de posibles pérdidas de material: En una sociedad tan competitiva

como la que vivimos la mínima pérdida de recursos afecta, por esto se ha de

tomar en consideración dentro de la evaluación las oportunidades de reducción

de costos dentro de las pérdidas de material. Aquí se evalúa el potencial de la

propuesta de abaratar los costos de producción mediante la reducción

significativa de pérdidas de materia prima y otros recursos físicos. Para esto, se

considerará como la mejor opción aquella donde sea desperdiciado el mayor

número de materia prima.

Page 21: Automatizado Proceso Llenado Pintura

20 | P á g i n a

Incremento de la seguridad del trabajador: Como sabemos, ningún recurso

es más importante que el recurso humano. Por esta razón es nuestra prioridad

protegerlo lo más que sea posible. Aquí la automatización entra en acción,

ofreciendo procesos que realizan actividades peligrosas para los seres humanos

además de creando sistemas que reducen las posibilidades de accidentes

mediante distintos mecanismos de control. Para este caso en particular, se dará

mayor puntaje a aquella propuesta que demuestre ser la más segura para los

operarios.

PONDERACIÓN DE CRITERIOS

Fase I: Calificación del equipo por propuesta

En esta parte, cada integrante del equipo (cuyas iniciales se han abreviado) estimó un

valor el cual consideraba que describía más la rúbrica con respecto a la propuesta que

se evaluaba. Las calificaciones serán otorgadas del 1 al 5, donde 1 es pésimo y 5

excelente. A continuación las tablas:

Tabla 1a. Calificación según participantes del proyecto

Propuesta 1. Clasificador de libros

Criterio PJ JG ED EF PP Promedio Fracción del total

Diversidad de módulos 3 5 4 3 4 3.8 76%

Reducción de posibles errores humanos

3 3 4 2 4 3.2 64%

Reducción de posibles pérdidas de material

4 5 5 3 5 4.4 88%

Incremento de la seguridad del trabajador

2 2 3 4 2 2.6 52%

Page 22: Automatizado Proceso Llenado Pintura

21 | P á g i n a

Tabla 1b. Calificación según participantes del proyecto

Propuesta 2. Fabricación de cupcakes

Criterio PJ JG ED EF PP Promedio Fracción del total

Diversidad de módulos 5 5 4 4 5 4.6 92%

Reducción de posibles errores humanos

5 4 5 4 5 4.6 92%

Reducción de posibles pérdidas de material

5 5 3 4 5 4.4 88%

Incremento de la seguridad del trabajador

3 4 4 2 3 3.2 64%

Tabla 1c. Calificación según participantes del proyecto

Propuesta 3. Recubrimiento de pelotas

Criterio PJ JG ED EF PP Promedio Fracción del total

Diversidad de módulos 5 2 4 2 5 3.6 72%

Reducción de posibles errores humanos

4 2 5 3 2 3.2 64%

Reducción de posibles pérdidas de material

3 4 3 2 2 2.8 56%

Incremento de la seguridad del trabajador

5 2 2 5 2 3.2 64%

Tabla 1d. Calificación según participantes del proyecto

Propuesta 4. Preparador de Yaroas

Criterio PJ JG ED EF PP Promedio Fracción del total

Diversidad de módulos 5 4 5 5 4 4.6 92%

Reducción de posibles errores humanos

5 4 4 3 5 4.2 84%

Reducción de posibles pérdidas de material

4 5 5 4 5 4.6 92%

Incremento de la seguridad del trabajador

3 5 5 5 4 4.4 88%

Page 23: Automatizado Proceso Llenado Pintura

22 | P á g i n a

Tabla 1e. Calificación según participantes del proyecto

Propuesta 5. Envasadora de pintura

Criterio PJ JG ED EF PP Promedio Fracción del total

Diversidad de módulos 5 5 5 5 5 5 100%

Reducción de posibles errores humanos

4 4 5 4 5 4.4 88%

Reducción de posibles pérdidas de material

5 5 3 4 5 4.4 88%

Incremento de la seguridad del trabajador

3 5 5 5 3 4.2 84%

Fase II: Ponderación final

Tabla 2. Ponderación final

Ítems a ponderar

Valor ponderado

máximo

Propuesta

1

Propuesta

2

Propuesta

3

Propuesta

4

Propuesta

5

Diversidad de módulos

25% 19% 23% 18% 23% 25%

Reducción de posibles errores

humanos

35% 22% 32% 22% 29% 31%

Reducción de posibles

pérdidas de material

20% 18% 18% 11% 18% 18%

Incremento de la

seguridad del trabajador

20% 10% 13% 13% 18% 17%

Calificación total

100% 69% 86% 64% 88% 90%

Page 24: Automatizado Proceso Llenado Pintura

23 | P á g i n a

PROPUESTA A TRABAJAR

Propuesta ganadora de la ponderación

De todas las propuestas que se han calificado, la ganadora por la ponderación realizada

por el equipo es la Propuesta 5: Automatización del envasado de pinturas. Basado

en todos los cálculos realizados, el equipo ha entendido que es la propuesta que más

cumple con los criterios evaluativos tomados en cuenta desde el principio.

Con esta propuesta se pretende desarrollar un sistema automatizado que mejore los

tiempos del proceso de envasado de pintura. Con esto, reducir posibles errores

humanos y reducción de las posibles pérdidas de material.

Explicación del modelado 3D

Para el sistema escogido, se ha concebido un modelo como el que se muestra a

continuación, el mismo consta de 5 módulos operacionales y de 1 módulo de inspección

y rechazo necesarios para completar nuestro producto.

En la estación marcada con el número 1 se alimenta el sistema mediante un elevador

en el que se colocan las latas vacías, ya sean de color negro o blanco. Estas latas pasan

ahora al conveyor para seguir su curso. En la estación 2 está colocado un sensor que

será capaz de distinguir el color de la lata y enviará un comando a la estación de llenado

marcada con el número 3 donde de acuerdo al color de la lata dispensará pintura

blanca o negra.

Habrá una estación de inspección, marcada con el número 4, para verificar que el

llenado de las latas sea el correcto, en caso de que así sea continuará hasta la siguiente

estación, pero si no es el adecuado se desecha la lata. Una vez las latas estén

correctamente llenas, pasan a la estación de tapado, distinguida con el número 5 donde

se le colocan a presión las tapas a las latas de pintura. Por último, se depositarán las

latas listas en otro elevador, identificado con el número 6, que servirá para disponer

del producto final para su posterior manejo por parte de los operadores.

Page 25: Automatizado Proceso Llenado Pintura

24 | P á g i n a

Modelo 3D

Leyenda 1 Alimentación 2 Sensor color claro/ color oscuro 3 Llenado 4 Inspección llenado 5 Tapado 6 Empacado

1

2

3

4

5 6

Page 26: Automatizado Proceso Llenado Pintura

25 | P á g i n a

CONCLUSIONES DE ESTA PARTE

Es bien sabido que la automatización es el recurso más utilizado por las industrias para

eliminar o reducir al mínimo los 8 desperdicios (inventario, sobreproducción,

desperdicios de espera, desperdicios de transporte, defectos, entre otras), además de

incrementar la seguridad del personal en la empresa. Por lo que automatizar un

proceso se traduce en la reducción de costos mediante la eliminación de desperdicios y

en el aseguramiento de un espacio de trabajo seguro y confiable. Por lo que para este

proyecto, se deciden evaluar distintos procesos no automatizados y desarrollar

propuestas de cómo automatizar los mismos.

En la propuesta donde se encontraron mayores oportunidades de mejora fue en la de

“el envasado de pintura”, según el modelo de envasado de pintura. En dicho proyecto

se pretende reducir y evitar los costos en los que se incurren por de material, errores

humanos e inventario en proceso. El mismo fue el proyecto ganador con un 90% de

aceptación.

Page 27: Automatizado Proceso Llenado Pintura

26 | P á g i n a

PARTE 2: ESTRUCTURA MECÁNICA

Para poder realizar la automatización de un determinado proceso de producción es

necesario tres factores fundamentales: un visionario, o un grupo de ellos, que divise la

oportunidad de llevar a cabo este proceso con la menor intervención humana posible;

una chispa que encienda la creatividad de los mismos para poder generar ideas

innovadoras que ayuden al desarrollo del proyecto; y por último, un proceso que

mejorar. En este punto final se basa esta entrega de nuestro proyecto de

Automatización de Procesos.

No vale de nada programar un PLC si no se cuenta con la estructura mecánica que lo

soporte. Todo lo que se presenta a continuación forma parte del paso inicial de la

ejecución donde las ideas y la planificación previa toman cuerpo como una maqueta en

tercera dimensión cuya función principal será ejecutar las acciones determinadas por

el equipo de trabajo.

Este documento abarca de inicio una comparación entre lo que se planteó en la

propuesta y lo que se realizó en verdad. Además, se presentan los distintos

componentes físicos o módulos, así como la forma en que estos se conjugan para llevar

a cabo la tarea: envasar pintura en latas. Asimismo, se presentan algunas oportunidades

de mejora que se pudieron denotar al llevar a cabo la construcción de la maqueta y una

tentativa ubicación de los dispositivos restantes.

OBJETIVOS DE ESTA PARTE

Llevar las ideas propuestas para el proyecto aplicadas a un modelo físico que

cumpla con el funcionamiento que se espera contemplando los conceptos

previos de ingeniería y flujo de procesos.

Elaborar un modelo físico a través de piezas fischertechnik que permita cumplir

con las especificaciones del proceso de envasado de pinturas.

Diseñar un flujo lógico para que el proceso sea eficiente.

Page 28: Automatizado Proceso Llenado Pintura

27 | P á g i n a

PRESENTACIÓN DEL DISEÑO INICIAL

Cuando el equipo tomó la decisión de trabajar con la envasadora de la pintura, se realizó

un modelado 3D en el software Solidworks del funcionamiento del mismo. Este modelo

trata de esbozar de forma clara y sencilla lo que es la automatización del proceso de

envasado de pintura, tomando de ejemplo la empresa Sherwin Williams.

A continuación, se presenta el modelado 3D (citando el entregable anterior de las

propuestas de proyecto del equipo):

Para el sistema escogido, se ha concebido un modelo como el que se muestra a

continuación, el mismo consta de 5 módulos operacionales y de 1 módulo de inspección

y rechazo necesarios para completar nuestro producto.

En la estación marcada con el número 1 se alimenta el sistema mediante un elevador

en el que se colocan las latas vacías, ya sean de color negro o blanco. Estas latas pasan

ahora al conveyor para seguir su curso. En la estación 2 está colocado un sensor que

será capaz de distinguir el color de la lata y enviará un comando a la estación de llenado

marcada con el número 3 donde de acuerdo al color de la lata dispensará pintura

blanca o negra.

Habrá una estación de inspección, marcada con el número 4, para verificar que el

llenado de las latas sea el correcto, en caso de que así sea continuará hasta la siguiente

estación, pero si no es el adecuado se desecha la lata. Una vez las latas estén

correctamente llenas, pasan a la estación de tapado, distinguida con el número 5 donde

se le colocan a presión las tapas a las latas de pintura. Por último, se depositarán las

latas listas en otro elevador, identificado con el número 6, que servirá para disponer

del producto final para su posterior manejo por parte de los operadores.

Page 29: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Leyenda 1 Alimentación 2 Sensor color claro/ color oscuro 3 Llenado 4 Inspección llenado 5 Tapado 6 Empacado

Ilustración 1 – Modelado 3D del proceso de la envasadora de pintura

1

2

3

4

5 6

Page 30: Automatizado Proceso Llenado Pintura

29 | P á g i n a

COMPARACIÓN DEL DISEÑO INICIAL CONTRA EL

MODELO FÍSICO

Antes de iniciar las comparaciones, se mostrarán algunas ilustraciones en las cuales se

muestra el resultado final de la maqueta:

Ilustración 2 – Vista #1 del modelo físico

Ilustración 3 – Vista #2 del modelo físico

Page 31: Automatizado Proceso Llenado Pintura

30 | P á g i n a

A continuación, se aprecia el modelo físico con todas sus partes:

Leyenda 1 Módulo de alimentación 2 Módulo de llenado 3 Módulo de inspección de llenado 4 Módulo de tapado 5 Módulo de empacado 6 Fuente de 24V 7 Relés de 24V 8 PLC Omrom SYSMAC CP1H-X40DT1-D 9 Fuente de 7.5V

Ilustración 4 – Modelo físico del proceso de la envasadora de pintura

1 2 3 4

5 6

7

8

9

Page 32: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Las diferencias fundamentales que el equipo entiende que se aprecian entre el

modelado 3D y el modelo físico son:

Tabla 3. Comparaciones del modelado 3D con el modelo físico

Modelado 3D Modelo físico

Banda transportadora única. Dos bandas transportadoras arregladas de manera perpendiculares.

El módulo de alimentación es paralelo a la banda transportadora.

El módulo de alimentación es perpendicular a la banda transportadora.

Hay dos módulos para el llenado de pintura: uno para detectar con un sensor el tipo de la pintura y otro para llenar.

Existe un solo módulo de llenado que tiene un sensor para determinar el color de la pintura.

El módulo de tapado se basa en que las capas caigan directamente en el envase y a presión ocurra la acción.

El módulo de tapado consiste en introducir la tapa de manera perpendicular a la banda transportadora y con la válvula de presión se introduce la tapa.

Antes del empacado, había una etapa de etiquetado para la lata de pintura.

Se eliminó por completo la estación de etiquetado.

El empacado se hacía depositando la lata de pintura en un elevador que descendería del nivel de la banda transportadora para que un operario tome el producto.

Para el empacado, se espera que sean dos latas de pintura y luego, con un brazo mecánico, se depositan en un área donde el operario las recoge.

COMPONENTES DEL MODELO FÍSICO

A continuación, se presentan aquellos componentes de la maqueta que representan los

módulos de la parte mecánica, destacando que se buscó que sea de la manera más

específica.

Page 33: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Módulo de alimentación

Ilustraciones 5 & 6 – Módulo de alimentación del proyecto de envasado de pintura

Page 34: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Módulo de llenado

Ilustración 7 – Módulo de llenado del proyecto de envasado de pintura

Page 35: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Inspección de llenado

Ilustración 8 – Inspección de llenado de la envasadora de pintura

Page 36: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Tapado

Ilustración 9 – Módulo de tapado de la envasadora de pintura

Empacado

Ilustración 10 – Módulo de empacado de la envasadora de pintura

Page 37: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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FUNCIONAMIENTO DEL MODELO FÍSICO

A continuación, se puede apreciar un diagrama de flujo del proceso de la maqueta:

Inicio

Alimentación de latas

¿ Llenar con pintura blanca?

SíLlenado de

pintura blanca

No

Llenado de pintura negra

¿ La lata se llenó correctamente?

No

Rechazado

SíTapado de

las latas

Fin

Empacado

Page 38: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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El sistema inicia con la alimentación de las latas, se colocan en un conducto una arribas

de otras frente a un brazo que luego las colocará una a una en la cinta transportadora

para pasar por el sistema. Después de que la lata está en la cinta transportadora, pasa

por un sensor que identificará de qué color es la pintura que se introducirá en lata. Con

esta identificación, la lata se detiene en la boquilla correspondiente, ya sea la primera o

la segunda, dependiendo de si es blanca o negra la pintura. Siguiendo a este paso, se

dispensará la pintura en la lata correspondiente mediante un embudo con un rodillo

en centro de este para evitar grumos o que tapa la boquilla de llenado de esta; este

sistema es igual para ambos colores.

Para asegurar que la lata tenga la cantidad adecuada de pintura, se colocará un sensor

inductivo para su revisión justo después del llenado. El proceso continúa con el

módulo de tapado el cual consta de dos elementos: el pre colocador de tapas, en el cual

las mismas bajan por gravedad a través del conducto y son empujadas encima de la lata,

y del pistón ajustador, el cual una vez la tapa se encuentra encima de la lata la presiona

con esta para garantizar un cierre hermético del mismo.

Acto seguido, la lata se transporta en la cinta transportadora cambiando de sentido a

través de la guía colocada con este fin. Al llegar al final de esta segunda banda

transportadora se topa con una pared que la detiene hasta que llegue una segunda lata

(que será detectada a través de un contador). Al ocurrir esto, un brazo mecánico las

empujará, haciendo que caían en el contenedor de empaquetado, el cual girará para

hacer que al operario le sea más sencillo tomarlas.

POSIBLES MEJORAS A REALIZAR

Utilización de conveyor curvo

Implica el empleo de un conveyor con forma curva de fábrica, de forma que se evite el

desnivel entre conveyors al superponer los mismos, y se tenga un flujo del producto lo

menos turbulento posible. Cabe destacar que el incurrir en el mismo no tiene ningún

costo adicional en comparación a los conveyors rectos. Además estos son utilizados con

Page 39: Automatizado Proceso Llenado Pintura

38 | P á g i n a

frecuencia en fábricas cuyas instalaciones no son lo suficientemente amplias como para

tener una línea completa con conveyors rectos.

Ilustración 11 – Ejemplo de conveyor curvo.

Fuente: directindustry. (2015, Junio 09). Retrieved from http://img.directindustry.es/images_di/photo-g/transportador-banda-

horizontal-curvo-modular-96091-6657209.jpg

Sensores de colores distintos

La utilización de sensores detectores de color daría paso a poder aplicar este sistema

para el enlatado de pintura de diversos colores. Esto sería posible a través de algún

sensor fotoeléctrico.

Sensores de ultrasonido

Estos se utilizarían para verificar que la lata tiene el volumen correcto. Las ventajas del

empleo de los mismos serian: La eliminación de posibles desgastes debido a que no hay

contacto físico con el objeto y se puede detectar cualquier sustancia sin importar su

color.

Ilustración 12– Ejemplo de sensores de ultrasonido.

Fuentes:

Krones. (2015, Junio 09). Retrieved from http://www.krones.com/en/products/filling-technology/can-inspector.php

Miguel, D. (2015, Junio 09). Retrieved from http://www.davidmiguel.com/arduino/sensor-ultrasonidos-i/

Page 40: Automatizado Proceso Llenado Pintura

39 | P á g i n a

Barandas a lo largo del conveyor

La aplicación de barandas alrededor del conveyor aseguraría que el producto no se

caiga del conveyor en ningún momento. Estas son más necesarias en caso de que el

conveyor sea curvo.

Conveyor recto para mayor planta

En caso de que se disponga del espacio, siempre la mejor opción es disponer de un

conveyor recto.

UBICACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS RESTANTES

Office

72 sq m

24

in.

35 in.

31 in.

22

.5 in

.

3 in. 3.25 in. 6 in. 3.55 in.

3.7

5 in

.

3.2

5 in

.

3.5

in. 8

in.

Fuente 7.5V Relés de

24V

Fuente

24VPLC

Ilustración 13 – Croquis de la maqueta con los dispositivos restantes ubicados correctamente acotados

Page 41: Automatizado Proceso Llenado Pintura

40 | P á g i n a

DISEÑO 3D FINAL (SOLIDWORKS)

Ilustración 14 – Vista isométrica del modelo 3D final del proyecto Málverk Painting

Ilustración 15 – Vista frontal del modelo 3D final del proyecto Málverk Painting

Page 42: Automatizado Proceso Llenado Pintura

41 | P á g i n a

Ilustración 16 – Vista superior del modelo 3D final del proyecto Málverk Painting

Page 43: Automatizado Proceso Llenado Pintura

42 | P á g i n a

CONCLUSIONES DE ESTA PARTE

La automatización de un sistema de producción que permita la clasificación, llenado,

inspección, tapado y empacado de latas de pintura resulta muy útil para una empresa

que se dedique a estas actividades. Se ven involucrados una serie de dispositivos

electrónicos que son los que permiten que la función del sistema se cumpla a cabalidad.

Con los conocimientos adquiridos en las materias de circuitos eléctricos, fundamentos

de electrónica y automatización de procesos contamos con las bases necesarias para

simular un modelo funcional y práctico que satisfaga la necesidad planteada.

Sin embargo, materializar nuestras ideas no fue tarea fácil debido a ciertas limitaciones

propias de la naturaleza del proyecto como fueron el espacio disponible, el lapso de

tiempo para concebir y desarrollar nuestras ideas así como también los dispositivos

electrónicos disponibles, y con estos últimos nos referimos a los tipos de sensores y

otras piezas que en definitiva hubiesen mejorado la apariencia de nuestra maqueta.

El modelo que fue concebido originalmente no pudo ser materializado sin antes hacer

ciertas modificaciones en su diseño, tales como: la implementación de dos líneas

perpendiculares conectadas por un desnivel y barreras de protección en lugar de una

sola línea; también recurrimos a hacer dos estaciones de llenado independientes para

cada color de pintura para que el sensor pudiese distinguir de mejor manera con cuál

de las dos pinturas llenar el recipiente al mismo tiempo que se aseguraba la calidad de

la mezcla de cada pintura y además decidimos modificar los módulos de alimentación

y disposición del sistema para así hacerlo más sencillo y mejorar la interfaz hombre-

máquina del mismo.

En definitiva, construir la parte mecánica para nosotros fue todo un reto debido a la

falta de prácticas en tareas similares y por las limitantes anteriormente mencionadas,

sin embargo reconocemos que nos sirve como plataforma a la hora de idear y recrear

sistemas automatizados para procesos distintos reconociendo cuáles dispositivos

eléctricos serán necesarios.

Page 44: Automatizado Proceso Llenado Pintura

43 | P á g i n a

PARTE 3: CONEXIONES ELÉCTRICAS

La automatización de los procesos industriales desde un tiempo atrás ha sido parte

esencial para la eliminación de los 8 desperdicios más comunes de la producción. Con

la automatización se busca reducir lo más posible la interacción humana y de este modo

la cantidad de errores que se puedan cometer.

Para poder automatizar un sistema, hay que tener sumo cuidado con la configuración y

puesta en marcha de la parte eléctrica. En el diseño de la misma se deben decidir cuáles

dispositivos eléctricos son los que se van a utilizar y cómo, es decir sus funciones en el

sistema; una vez tomada esta decisión hay que asegurarse de tener las fuentes de

energía, cables y complementos necesarios.

En esta entrega detallaremos todos los aspectos eléctricos relacionados con nuestra

maqueta "Málverk Painting" incluyendo nuestro cuadro eléctrico, programación del

PLC, tabla de conexionado, tabla de verificación de dispositivos, entre otros. Cada una

de estas herramientas fueron clave para la confección de nuestro proyecto, un buen

dominio de las mismas nos permite arreglar y/o modificar cualquier imperfecto o

función de nuestro sistema.

OBJETIVOS DE ESTA PARTE

Conectar todos los cables necesarios (con sus respectivos calibres) para lograr

poner en movimiento el proyecto.

Elaborar tablas de conexionado y diagramas que esbocen qué tal se acoplaron

los dispositivos eléctricos con los demás componentes de la maqueta.

Verificar que los dispositivos eléctricos provistos por el Laboratorio de

Manufactura del INTEC estén en perfecto estado.

Page 45: Automatizado Proceso Llenado Pintura

44 | P á g i n a

TABLA DE CONEXIONADO

Esta tabla permite organizar de forma lógica cada componente en conjunto con la

terminal y el cable que le corresponde. Se organiza por componentes como los motores,

los sensores, las fuentes de 24V y de 7.5DC, el PLC así como también los relés.

Una vez determinado el componente, se procede a colocar la terminal que le

corresponde y la respectiva polaridad de los cables en los casos que aplique.

A continuación, se presenta la tabla de conexionado que corresponde a nuestra

simulación para “Málverk Painting”:

Tabla 4. Tabla de Conexionado A

Cable B

Componente Terminal Componente Terminal

M1 + M1+ R1 11

- M1- R2 11

M2 + M2+

R3 11

- M2- 12

M3 + M3+ R4

11

- M3- 12

M4 + M4+ R5 11 + M4- R6 11

M5 + M5+ R7 11 - M5- R8 11

M6 + M6+ R9

11

- M6- 12

M7 + M7+ R10 11

- M7- R11 11

M8 + M8+

R12 11

- M8- 12

M9 + M9+

R13 11

- M9- 12

PLC 10001 M1+ R1-R2 A1+ PLC 10002 M2+ R3 A1+

Page 46: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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PLC 10003 M3+ R4 A1+

PLC 10004 M4+ R5-R6 A1+

PLC 10005 M5+ R7-R8 A1+ PLC 10006 M6+ R9 A1+

PLC 10007 M7+ R10-R11 A1+

PLC 10100 M8+ R12 A1+ PLC 10102 M9+ R13 A1+

PLC 10000 V+ VALVULA Fuente 24V DC V- V24- R1-R12 A2-

Fuente 7.5V DC

V+ v7.5+ R1-R12 14

Fuente 7.5V DC V- v7.5- R1-R12 12

S1

Señal s1 PLC 006

+ s1+ Fuente 24V DC

V+ - s1- V-

S2

Señal s2 PLC 007

+ s2+ Fuente 24V DC

V+ - s2- V-

S3 Señal s3 PLC 008

+ s3+ Fuente 24V DC

V+

- s3- V-

S4

Señal s4 PLC 009

+ s4+ Fuente 24V DC

V+

- s4- V-

S5

Señal S5 PLC 010

+ S5+ Fuente 24V DC

V+ - S5- V-

L1 Señal L1 PLC (LS1) 000 L2 Señal L2 PLC (LS2) 001

L3 Señal L3 PLC (LS3) 002

L4 Señal L4 PLC (LS4) 003 L5 Señal L5 PLC (LS5) 004

L6 Señal L6 PLC (LS6) 005

Page 47: Automatizado Proceso Llenado Pintura

46 | P á g i n a

TABLA DE VERIFICACIÓN DE DISPOSITIVOS

La tabla de verificación de dispositivos es utilizada con la finalidad de mostrar el voltaje

para el cual fue diseñado el uso de cada uno de los dispositivos utilizados, pero también

se debe mostrar el voltaje real que requiere el sistema para poder funcionar de manera

correcta. Analizando la tabla de verificación que corresponde a nuestra maqueta

observamos que nuestros motores y sensores requieren un poco más del voltaje para

los cuales fueron concebidos durante el diseño, a pesar de esta discrepancia el sistema

puede cumplir su función.

Tabla 5. Tabla de verificación de dispositivos

Dispositivo Voltaje ideal (V) Voltaje real (V)

M1 7.50 8.20

M2 7.50 8.10

M3 7.50 8.15

M4 7.50 8.20

M5 7.50 8.20

M6 7.50 8.10

M7 7.50 8.20

M8 7.50 8.10

S1 24.00 24.20

S2 24.00 24.50

S3 24.00 24.26

S4 24.00 24.70

S5 24.00 24.10

Page 48: Automatizado Proceso Llenado Pintura

47 | P á g i n a

DISEÑO DE CUADRO ELÉCTRICO

El diagrama de cuadro eléctrico sirve para observar de manera rápida la posición de los

dispositivos eléctricos en la maqueta. Como podemos apreciar, nuestra maqueta cuenta

con: un PLC, conjunto de 14 Relés, una fuente de 24Voltios DC y una fuente 7.5Voltios

DC distribuidos en nuestra maqueta como sigue:

Ilustración 17 – Diseño de cuadro eléctrico de Málverk Painting

DIAGRAMA DE CONEXIONADO E/S

En este diagrama procedemos a colocar los números de las entradas del PLC que le

corresponden a cada dispositivo que se usó, para cada uno de ellos se le asigna un

nombre al cable que le corresponde. También sirve para asignar el cable y los

dispositivos que van conectados a cada salida o bobina del PLC. Este diagrama nos

permite un fácil dominio del PLC y en caso de que se presente algún inconveniente con

algún dispositivo o cable nuestra búsqueda de la solución se haga más simple.

Canaleta

Canaleta

Can

aleta

Fuente

7.5 V DC PLC

Relés Fuente

24V

DC

Page 49: Automatizado Proceso Llenado Pintura

48 | P á g i n a

01020304050607080910

01

00

0203 00040506070001CH 101 CH 100

CH 00

S1S2S3S4S5

L6 L5 L4 L3 L2 L1

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

M1M2M3M4M5M6M7M8M9

VálvulaR13

Ilustración 18 – Diagrama de Conexionado E/S del proyecto Málverk Painting

Page 50: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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CONCLUSIONES DE ESTA PARTE

Como se ha podido apreciar, la parte eléctrica es la base para el funcionamiento de

nuestra maqueta. Los dispositivos esenciales son los motores, sensores y la

programación de los timers y contadores en el PLC. El conjunto de todos estos

componentes actuando hizo que la automatización del proceso de llenado y empacado

de pinturas fuese exitoso.

Es preciso destacar que sin las herramientas enseñadas en las clases de teoría y

laboratorio como el diagrama de conexionado, tabla de verificación de dispositivos y

diagrama de cuadro eléctrico la tarea hubiese sido más compleja, gracias a estas

pudimos conservar el orden a la hora de la programación y también se hizo más fácil

modificar y arreglar ciertos aspectos durante la marcha. Con la culminación de esta

parte dejamos nuestro proyecto “Málverk Painting funcionando y cumpliendo con los

requisitos y objetivos planteados desde el comienzo.

Como futuros ingenieros los conocimientos adquiridos en esta asignatura resultan

claves para nuestro futuro laboral ya que eventualmente nos tocará hacer más eficiente

algún proceso haciendo uso de las herramientas aprendidas. La parte eléctrica, en

especial, es el motor principal para que el sistema funcione de manera adecuada y el

mismo cumpla de manera satisfactoria los requisitos para los cuales fue concebido.

Page 51: Automatizado Proceso Llenado Pintura

50 | P á g i n a

PARTE 4: INTERFACES HOMBRE-

MÁQUINA

Las interfaces hombre-máquina son de suma importancia en los procesos

automatizados. Gracias a ellas los operarios pueden manipular de manera eficaz las

operaciones de las maquinarias a su discreción. Un diseño amigable de acuerdo al

usuario que contenga las informaciones y además datos que de verdad son importantes

para el proceso son la base de una interfaz hombre–máquina ideal.

Para nuestro proceso de fabricación y empacado de pinturas hemos diseñado dos

interfaces hombre-máquina que faciliten la interacción del sistema con los usuarios y

que a la vez sean capaces de proveer información valiosa. Se ha creado una interfaz para

el operador y otra para la gerencia, a continuación su descripción.

INTERFAZ HOMBRE – MÁQUINA PARA EL OPERARIO

+

Esta plataforma fue concebida para el operador y permite introducir información

valiosa a la hora iniciar el proceso de fabricación como el tamaño de las latas que se van

a llenar, pero además va muy de la mano con las alertas ligadas a fallas en los módulos

de alimentación, llenado, rechazo, tapado y empacado.

Método de funcionamiento:

Para que el operario pueda iniciar con el ciclo del sistema debe seguir los siguientes

pasos:

1. Presionar el botón de “ON”

2. Indicar el tamaño de las latas de pintura que se van a producir durante ese turno.

3. Indicar el turno en que se está llevando a cabo el lote

4. Cerciorarse de que el botón de arranque encienda.

Page 52: Automatizado Proceso Llenado Pintura

51 | P á g i n a

Por otro lado, esta interfaz provee al operario varios indicadores de alertas separados

por módulos, cuando se produzca alguna falla en cualquiera de ellos se be detener la

máquina, arreglar el fallo y luego volver a colocar las informaciones necesarias para

poner en marcha el sistema nuevamente.

Dos alarmas importantes son las de Rechazo, cuando se han acumulado hasta 5 latas se

deben recoger antes de continuar el curso normal del sistema; se ha concebido otra

alerta que se refiere a la falta de pintura en alguno de los depósitos y al igual que para

la falla anterior el operador debe buscar ayuda o resolver el problema y luego volver a

alimentar el sistema para que siga funcionando.

Ilustración 19 – Interfaz hombre-máquina del operario del proyecto Málverk Painting.

Page 53: Automatizado Proceso Llenado Pintura

52 | P á g i n a

INTERFAZ HOMBRE – MÁQUINA PARA LA GERENCIA

+

Esta interfaz resulta de gran utilidad a la gerencia de la empresa ya que permite ver la

cantidad de producción por turno así como también la cantidad de rechazos, al tener

estas informaciones identificadas por turno y asumiendo que para cada turno existe un

solo operario asignado la gerencia también podrá tener una idea de la productividad de

cada operario por separado.

Además de lo anterior, la interfaz Hombre-Máquina para la gerencia brinda la

posibilidad de calcular la productividad general del proceso mediante el display de la

cantidad de unidades producidas acumuladas y la cantidad de rechazos acumulados.

Ilustración 20 – Interfaz hombre-máquina de la gerencia del proyecto Málverk Painting.

Page 54: Automatizado Proceso Llenado Pintura

53 | P á g i n a

PARTE 5: PROGRAMACIÓN EN PLC

Mediante la programación del PLC es que le podemos dar vida propia a nuestra

maqueta. La programación permite que una vez se ha pulsado “start” el sistema

empiece a correr por sí mismo hasta que se decida pararlo mediante el pulsador “stop”.

Como se puede apreciar, el uso de timers fue vital ya que una vez los sensores entraban

en acción el tiempo de funcionamiento de cada dispositivo era crítico para que todo

continuara en armonía.

La programación se organizó por módulos y por dispositivos claves como los conveyors

de manera que se pudiera conservar el orden y en caso de que se necesitara modificar

algo esto fuese más sencillo. A continuación mostramos la configuración

correspondiente a “Málverk Painting”.

Page 55: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Page 56: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Page 57: Automatizado Proceso Llenado Pintura

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Page 58: Automatizado Proceso Llenado Pintura

57 | P á g i n a

CONCLUSIONES DEL PROYECTO

La llegada de la tecnología a la industria representa un logro que trasciende más allá de

lo que nuestra visión ha de alcanzar, y es que la capacidad de repetir un mismo proceso

viene solo gracias a la armonía existente entre las máquinas, el hombre y un sistema de

control efectivo. Todo esto es capaz de resumirse bajo un solo concepto: la

automatización.

En el desarrollo de este proyecto hemos podido apreciar claramente como un proceso

que de forma manual resulta en una compleja tarea que puede tardar varios minutos,

se ha transformado en una tarea tan simple como presionar un botón. A lo largo de este

largo trayecto se ha podido observar el nacimiento de Málverk, el cual representa el

esfuerzo arduo del equipo de trabajo.

La automatización de este proceso no solamente trae consigo la posibilidad de hacerlo

más rápido, sino que se puede conseguir productos de una mayor calidad y asegurar un

nivel más alto de seguridad en la producción. Sin embargo el éxito de este proceso se

debió a la buena planeación desde sus inicios pues cada acción tomada repercutió en

las demás.