Diseño de un sistema automático para el proceso de embalaje de pallets

Abstract

La mayoría de empresas nacionales ligadas al sector industrial y, por consiguiente, en todos los temas relacionados al mismo, elaboran diversos productos a raíz del requerimiento de sus clientes. Las empresas manufactureras, realizan amplios controles exhaustivos en la calidad de sus productos finales a través operaciones manuales o, por el contrario, a través de máquinas automatizadas. Sin embargo, existe un número de organizaciones las cuales no siempre cuentan con la capacidad de realizar grandes inversiones para la adquisición de modernas tecnologías, con el fin de optimizar sus procesos. Tal es el caso del proceso de embalaje de productos, mediante el uso de un tipo de plástico conocido como “Stretch-film”, a partir del cual se garantiza un adecuado proceso de despacho y comercialización de productos. Estos a su vez, están destinados a ser distribuidos en el mercado local o también a la exportación. Por esta razón, los procesos de empacado tienen una alta importancia en las industrias, pues de ello dependerá la satisfacción de sus clientes. Muchas veces, este proceso de embalaje se realiza de forma manual, debido a que las máquinas automáticas capaces de realizar este proceso presentan un alto costo. Sin embargo, al realizarse de este modo, se generan diversos inconvenientes, entre ellos: mayor uso del material de embalaje, mayor tiempo en la realización del proceso, la sustancial reducción de la tasa de empacado y diversos problemas de salud en los operarios debido a los movimientos inadecuados que realizan. Al tener implementado estos sistemas automáticos en las industrias, permitirá mitigar los problemas mencionados, además de garantizar una mayor calidad del proceso. En ese sentido, se presenta el diseño de un sistema que automatice el proceso de embalaje de pallets de productos; es decir, se desarrolla un equipo que sea capaz de detectar la altura del pallet que se desea embalar, se adecúe correctamente a la estructura del pallet y realice el trabajo, de modo que, las ventajas de la utilización de este tipo de máquinas sean aprovechadas. Uno de los objetivos, es reducir los costos por concepto de mano de obra externa, el cual varía según las tarifas establecidas por cada proveedor y oscila aproximadamente en el rango entre S/. 50 y S/. 100 por la jornada de cada persona encargada de realizar la tarea de embalaje. Además, este equipo disminuiría el tiempo de embalaje por pallet, cuyo valor deseable es de 2 minutos y, por otro lado, aumentaría el número de pallets embalados por hora, cuyo valor deseable es de 30 pallets/hora. Por lo tanto, existirán distintas mejoras en el proceso, ya que las velocidades de producción que presenten los distintos procesos industriales serán mayores y, por otro lado, es posible reducir los costos y tiempos de fabricación por estación de trabajo. El presente trabajo está distribuido en 5 capítulos e incluye la introducción presentada a lo largo del Capítulo I. En el Capítulo II, se abarcarán los antecedentes y requerimientos de este tipo de sistemas. En la primera sección, se presentan los antecedentes en base a la problemática analizada junto con la revisión de investigaciones académicas, prototipos y materias primas del estado del arte. Luego de ello se presentan una lista de requerimientos con la que debe contar el sistema. En el Capítulo III, será desarrollado el diseño conceptual, el cual será planteado en base a los requerimientos del sistema. En principio, se presentará el esquema de la estructura de funciones con el detalle de los bloques componentes del sistema y, además, se presentará la matriz morfológica, con la finalidad de obtener el concepto óptimo de solución para el sistema, mediante una evaluación técnico-económica. El Capítulo IV detallará el desarrollo del sistema mecatrónico. Se realizará el diseño mecánico donde se incluirán detalles relevantes del cálculo y selección de piezas, vistas de los planos y los correspondientes resultados de las simulaciones. Luego de ello se presentarán los diagramas electrónicos, y también los diagramas de flujo de la lógica seguida por el sistema. Finalmente, se seleccionarán los componentes correspondientes a todos los dominios, orientado a la futura fabricación y montaje del sistema. En el Capítulo V, se detallará el análisis del costo total del sistema, que en total ha sido estimado en aproximadamente $ 50,000.00 y finalmente, se presentarán algunas conclusiones y recomendaciones acerca de trabajos futuros que se pueden implementar, luego de haber desarrollado este trabajo.