Diseño de un Sistema de Conformado de Cajas de Cartón Para Frutas Para una Máquina Formadora de 2700 Cajas/Hora

• Autor: Olivera Apaza, Edward André
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2019
• Institución: Universidad Católica de Santa María
• Repositorio: UCSM-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.ucsm.edu.pe:20.500.12920/8754
• Enlace del recurso: https://repositorio.ucsm.edu.pe/handle/20.500.12920/8754
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: diseño; P84; VDI 2221; caja; cartón; Inventor; CODESYS; elementos finitos; máquina; optimización; ladder; HMI

En la presente tesis se desarrolló el diseño conceptual y el diseño de ingeniería del sistema de conformado de cajas de cartón tipo P84 para una máquina formadora con una producción de 2700 cajas/hora. El proceso de diseño se realizó mediante las pautas dadas por la VDI 2221. El sistema de conformado se dividió en subsistemas para un mejor desarrollo individual de sus funciones: topes posteriores, tope anterior, sistema de apoyo, sistema para el doblado de solapas exteriores, sistema para el presionado de las solapas exteriores, sistema de formado de solapas laterales y sistema de biela-manivela. Luego de un cálculo de ingeniería previo, se optimizaron los sistemas mediante un análisis de elementos finitos con Autodesk Inventor donde se sometieron los sistemas a las cargas presentes durante la operación de la máquina. Esta optimización incluyó cambio de dimensiones iniciales, cambio de geometría general hasta la remoción de material para aligerar las piezas. Luego, se desarrolló la lógica del sistema para su operación automática a través de CODESYS. Se empleó el lenguaje ladder para la implementación del programa. Para la simulación del proceso, se desarrolló un HMI (Human machine interface) para las operaciones básicas de control por parte del operario y una visualización animada del proceso. Por último, se elaboraron planos de ensamble y despiece de los sistemas junto con un presupuesto tentativo. El diseño final alcanzó un coste de fabricación de 23000 dólares, siendo un tercio aproximadamente del precio de compra e importación de una máquina similar con lo que se aseguró la factibilidad de producción en la región. Palabras clave: diseño, P84, VDI 2221, caja, cartón, Inventor, CODESYS, elementos finitos, máquina, optimización, ladder, HMI