AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMA DE MANUFACTURA PARA TARROS DE PINTURA

UNIVERSIDAD UTE

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS

INGENIERÍA MECATRÓNICA

AUTOMATIZACIÓN SISTEMAS DE MANUFACTURA

AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMA DE MANUFACTURA PARA TARROS DE PINTURA

PROFESOR:

ING. GARCES GARCIA MANUEL ALEJANDRO

ESTUDIANTE:

DAVID ALEXANDER PADILLA DOMINGUEZ

Septiembre 2019 - Septiembre 2019

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………1

2. Esquema inicial de estación automatizada………………………………1

3. Modelo CAD de estación automatizada…………………………………..2

3.1 Disposición y descripción de la instalación……………………….3

3.2 Layout con dimensiones de conjunto…………………….………..5

3.3 Definición individual de los elementos (componentes no comerciales)…………………………………………….…………….6

3.4 Componentes comerciales…………………………………….……10

4. Descripción de la estación automatizada…………………………………14

4.1 Secuencia de accionamientos del sistema……………….……….14

4.2 Asignación y nomenclatura de señales……………………………16

4.2.1 Señales de salida……………………………………….………..16

4.2.2 Señales de entrada……………………………………..………..17

4.2.3 Variables internas auxiliares……………………………….……18

5. Simulación……………………………………………………………….……19

5.1 Esquemas………………………………………………………..…...19

5.1.1 Electro – Neumático………………………………………..……19

5.1.2 Eléctrico de Potencia……………………………………….……20

5.1.3 Interface Eléctrico – Electrónica…………………………..……21

5.1.4 Grafcet y Ladder de programación de PLC………….………..22

5.2 Descripción de la función de control (Ladder)……………………26

5.2.1 Subsistema 1 ENCENDIDO……………………………….……26

5.2.2 Subsistema 2 Proceso de Activado de P1 y B1………….…...27

5.2.3 Subsistema 3 Sensor de Flujo………………………...………..27

5.2.4 Subsistema 4 Activar y desactivar P1 y B1………….………..28

5.2.5 Subsistema 5 Recepción de Tapas y subir Pistón…….……..28

5.2.6 Subsistema 6 Movimiento de Motor a Pasos…………………29

5.2.7 Subsistema 7 Tapado del Tarro de Pintura………….………..29

5.2.8 Subsistema 8 Retroceso de motor a pasos…….……………..30

5.2.9 Subsistema 9 Sensor de Inducción…………………….………30

5.2.10 Subsistema 10 Selector y colocador de matriz 2x2…………..31

5.2.11 Subsistema 11 Empacado………………………………………31

5.2.12 Subsistema 12 Paro de Emergencia…………………….....….32

5.3 Explicación paso a paso con todos los diagramas juntos en simulación de cada proceso………………………………..……….32

6. Maqueta funcional del sistema…………………………………..…………34

7. Simulación de movimiento de la estación automatizada usando SolidWorks Motion……………………………………………………….…..34

8. Video Explicativo de funcionamiento del sistema……………………..….34

9. ANEXOS………………………………………………………………………35

AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMAS DE MANUFACTURA

PROYECTO SEMESTRAL

1. INTRODUCCIÓN

El proceso inicia con la entrada de tarros vacíos de pintura por medio de una banda transportadora, cuando llega a la primera estación es interrumpida por un pistón para que se quede en la posición correcta y se logre llenar de pintura, una vez llena, detectado por el sensor de caudal, se retira el pistón y continúa el proceso de tapado en el cual también es detenido hasta la posición adecuada para que un pistón con la tapa metálica selle el bote de pintura, por consiguiente se libera el pistón y continua a una banda con un selector de dirección donde al comienzo se encuentra un sensor de presencia cuando pasen dos tarros el selector cambia de posición de igual manera al comienzo hay un sensor que cuenta hasta dos tarros, al momento que se encuentren los 4 tarros se procede a sellarlos en paquetes de 4 tarros, para terminar el proceso y poder distribuir o almacenar.

2. Esquema inicial de estación automatizada

3. Modelo CAD de estación automatizada

Enlaces de Piezas, Ensamble y Planos

https://drive.google.com/drive/folders/1IPXyKsic_QPhzSAyxS3qKzY-HV9X7rvO?usp=sharing

3.1 Disposición y descripción de la instalación

El proceso de tarros de pintura está dividido en 4 etapas, definidas por cada proceso para el llenado, tapado, distribución de tarros y para el empacado del mismo.

El proceso comienza con moviendo el tarro vacío por medio de una banda transportadora que es accionada por un motor hasta llegar un pistón neumático el cual detiene el envase de pintura vacío en la posición deseada para proceder al llenado, en la mezcladora la cual es la encargada de llenar de pintura el tarro, en esta etapa se pueden ver la torva que va a ser la encargada de contener la pintura que deseamos está alimentada por medio de un tanque de pintura que es rellenado por una tubería, esta tolva es sostenida por un soporte el cual la mantiene a una distancia de altura del tarro, en la parte superior podemos encontrar un motor AC el cual mueve una hélice que mezcla la pintura para que no se seque al momento de llenar los envases. Cuando cae por la tolva se encuentra un sensor de flujo el cual mide la cantidad de pintura que va a ser ingresada para el llenado, la cual tiene la dosis asignada para llenarlo hasta la medida establecida por estándares y tamaño de recipiente.

Una vez relleno el tarro de pintura el pistón que lo mantiene en la posición de llenado retrocede para que continúe el proceso, por lo cual la banda transportadora continua el movimiento hasta llegar a la etapa de Tapado, en la cual al momento de llegar es igual interrumpida por un pistón para que se quede en la posición deseada, se puede observar en la parte superior la estructura de soporte que está compuesta por un tornillo sin fin con rieles que permite coger la tapa de una posición de almacenaje de tapas por medio de un pistón neumático colocado en la riel del tornillo sin fin movida por un motor paso a paso para poder seleccionar la posición de abastecimiento y tapado, cuando llegue el tarro lleno de pintura por lo que el pistón presiona la tapa sellando el tarro.

Una vez tapado y regresado el pistón de tapado por el riel hasta la posición de abastecimiento de tapas, el pistón que lo mantiene en este proceso de tapado retorna procediendo con el siguiente proceso el cual es selector y distribuidor de los tarros en los cuales llegan a un sensor inductivo que va a ser el encargado de contar cuantos tarros pasan y distribuirlos en una matriz de 2x2. Esto significa que cuando pasen 2 tarros en la primera banda transportadora va a salir un pistón que va a detener los siguientes, comenzando con el primero cuando llega al pistón que interrumpe el movimiento de la primera banda transportadora, sale un segundo pistón que mueve el tarro de la primera banda transportadora a la segunda banda transportadora, una vez en la segunda banda transportadora es detectada por otro sensor inductivo que realiza la misma función que el primero contar cuando llegue los dos tarros de pintura para terminar la distribución de 2x2.

Una vez que esté la distribución de los tarros de 2x2 es detenido por un retenedor antes de que entre a la zona de empaque, la cual está compuesta por el retenedor que es movido por un pistón para que continúen el proceso el paquete de tarros en esta empacadora se puede observar un rollo de plástico con la que va a ser cubierta el paquete y empacada por termo fusión y al final saldrá el producto para la poder distribuir o almacenar.

3.2 Layout con dimensiones de conjunto

3.3 Definición individual de los elementos (componentes no comerciales)

ELEMENTO DESCRIPCIÓN PLANO, DIMENSIONES, DETALLES

Tarro de Pintura Metálico Materia prima de entrada, materiales HOJALATA: Acero recubierto de estaño, TFS: Acero recubierto de cromo, CHAPA GALVANIZADA: Acero recubierto de zinc.

de altura 190 mm, diámetro 202 milímetros, este se utilizará como insumo para la

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